應用型本科院校《特種設備安全》課程教學探索與實踐

李 席，朱林林，李 良，秦英月，李宗群，王傳虎

(1.安徽省硅基新材料工程實驗室，蚌埠學院，安徽 蚌埠 233030；2.蚌埠學院虛擬仿真中心， 安徽 蚌埠 233030)

特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器(含氣瓶，下同)、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場(廠)內專用機動車輛[1]。特種設備與人們日常生活及工業生產密切相關，但因其危險性，國內外與之相關的事故屢有發生，給經濟建設和社會文明帶來了較大影響，特種設備安全問題日益受到重視[2-4]。

《特種設備安全》是安全工程專業的一門重要課程，通過學習該課程，學生可以了解和掌握特種設備的安全管理、安全技術和常見事故原因及控制措施等相關知識，有助于提高特種設備的安全管理水平和技術水平，對保障企業安全生產具有重要意義。該課程內容多，涵蓋范圍廣，繁雜瑣碎，實踐性強，教學枯燥乏味，學生學習興趣低。為此，結合《特種設備安全》課程教學特點，如何提高學生學習積極性，提高教學效果成為教學工作者亟需解決的問題。從豐富教學模式、虛實結合的實踐教學及完善考核評價等方面對《特種設備安全》課程教學進行探索與實踐。

1 應用型本科院校《特種設備安全》課程教學基本現狀

1.1 教學模式局限

特種設備安全課程主要內容包括各種特種設備(鍋爐、壓力容器、壓力管道、起重機械、電梯、大型游樂設施和場(廠)內專用機動車)的基礎知識、安全管理、安全裝置、安全技術、檢測檢驗、常見事故原因及控制措施以及典型案例分析等[5]，內容廣泛，識記性知識點多。

目前，大多數的《特種設備安全》授課老師使用多媒體教學，灌輸式教學普遍，教學方式多依賴于教材內容和案例分析，教學內容及模式較為單調[6]，學生也漸漸習慣這種教學方法。受制于課時，教師上課的速度也較快，學生對課堂內容消化要花費大量時間。教學中大部分時間是以教師為中心，教師與學生的“中心角色”錯位，學生對課程認可度不高，學習積極性難以充分調動，綜合能力的培養受到限制[7]。

1.2 實踐教學環節薄弱

《特種設備安全》課程實踐性強，需緊密聯系實際。然而，我校是一所典型地方應用型本科院校，較國內外知名大學而言，學校教育環境、人才培養模式、實踐條件保障等方面差距較大[8]，尚不具備配備典型特種設備模擬器、安全附件和教學場地等能力，實踐基地建設滯后，不能通過實體設備進行演示教學，學生難以充分理解一些課程內容。相對薄弱的實踐教學環節，使得教學效率難以提升，制約著學生知識面和工程化能力的發展，難以匹配應用型本科培養模式及定位要求[9-10]。

1.3 考核方式單一

傳統的《特種設備安全》課程成績組成為平時成績占30%，期末考試成績占70%，平時成績依賴于課堂出勤率，不免單調，學生應付心理較強，臨近期末考試時，突擊學習現象普遍，有些學生平時沒有好好學，考前突擊就能取得不錯成績。同樣地，教師也擔心不及格率過高，甚至違規給出考試范圍[11]。考試定成績，忽略平時過程性考核的評價方式亟需解決。

2 教學探索與實踐

2.1 豐富教學模式

2.1.1 教學方式豐富，答疑形式多樣

教師課堂講授避免講解所有知識點，應具有較強的綜合性和概括性，可根據講授內容給學生們布置課后學習任務。教學中靈活地選擇運用啟發式、提問式、聯想式、案例式等教學方法以及慕課、微課、翻轉課堂、科研促教學、專題報告等教學方式[12]。積極開展線上線下相結合的討論式案例教學，可在線上分配一些討論話題，充分利用QQ、微信、郵件、學習通等進行網絡在線答疑，以節省課堂時間。討論方式包含分組討論、隨機抽查、主動闡述觀點、教師總結等，鼓勵學生利用百度、谷歌、小木蟲、MOOC 課程等平臺，與相關專業人士互動交流[13-14]。課后，學生可通過網絡教學平臺，結合自身情況，自主學習教師上傳的特種設備安全相關的正能量案例、事故警示片、課件、公開課視頻等教學資料，完成相應的學習任務，以加深對課程內容的消化、吸收。通過線上線下互動，提高討論的實效性，加深學生對于知識的理解和探究。

2.1.2 學生講課

為了充分調動學生參與教學積極性，課程設置了學生講解教材知識點環節。提前給學生分組布置知識點及要求，當學生講解完畢后，教師及學生分析討論。通過讓學生講解教材知識點，不僅讓學生更深入了解課程內容，調動學習興趣和參與意識，鍛煉其課件制作能力和語言表達能力等[15]，而且教師也能從中吸取經驗。實踐也發現了一些值得注意的問題，比如有的學生性格偏內向不善于表達、出于應付心態制作的PPT質量較差等。

2.1.3 科研促進教學

教學中適時引入近年來特種設備檢測檢驗、安全管理等新技術與新方法，比如應用無人機、大數據、物聯網技術和人工智能等檢測特種設備，以拓展學生視野，改善教學效果。我們邀請具有豐富特種設備安全管理經驗的企業管理層、安監局專家和安全評價公司專家等面向學生開設專題講座，與學生交流現場安全管理心得及企業招聘的學生應具有哪些能力與品質。這樣的講座既拓寬了學生眼界，為學生努力方向提供參考。

興趣是最好的老師，結合學生的興趣和教師的科研項目，讓學生主動參與創新性課題，如“氯氣管道泄露的模擬分析”、“有限空間內氬氣泄露后果數值模擬分析”等，既可以作為學生的畢業論文題目，讓學生有的放矢學習，調動了學生積極性和主觀能動性，也可以為發表科研論文，參加挑戰杯等奠定基礎。不僅有利于學生更好地理解課程相關內容，還有助于學生綜合能力的提升。

2.2 虛實結合的實踐教學

2.2.1 實驗室教學

實驗室教學有助于直觀認識特種設備，改善教學效果。在教學實踐中帶領學生分組參觀實驗室和分析測試中心，結合相關特種設備進行講解，如電梯、液氮罐、氧指數儀配套的氧氣瓶、熱重分析儀配套的氮氣瓶和空氣瓶等，引導學生發現相關安全隱患(如安全操作規程、顏色標識、氣瓶固定、存放位置等方面是否符合要求)并給出合理化建議[6]，并以此布置課程作業(打印附圖)。此外，在學生參觀實驗室過程中，留意實驗室等建筑物的消防設施、安全疏散設施和標志，如火災探測器、滅火器、消防栓、消防應急燈和應急疏散路線標識，并啟發學生，一旦遇到實驗室特種設備相關火災、氣體泄露事故時，如何處置。

2.2.2 虛擬仿真教學

除參觀真實實驗室之外，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，讓學生通過網絡在虛擬環境中開展實驗，成為國內外現代教育的研究熱點和發展趨勢[16]。特種設備具有爆炸或機械傷害危險，一旦發生事故，將摧毀設備和建筑物，造成人員傷亡，使學生培養過程中必不可少的實踐環節受到了很大的制約。為此，分配課程若干學時于進行虛擬仿真教學顯得很有必要。

目前校虛擬仿真實驗中心平臺可以提供鍋爐滿水、鍋爐缺水、給水管壞、停電事故等8個鍋爐事故類型DCS控制虛擬仿真實驗。學生通過學習鍋爐單元操作的開車、正常運行、停車、鍋爐參數調節與控制、事故類型、分析及緊急處理等等模塊，可進一步理解鍋爐事故中各種異常操作現象、產生的原因及對處理方法，增加學生的實踐經驗，提高學生應對緊急突發情況的處理能力，以適應工礦企業的要求。學生可自主選擇事故類型，由學生自主按照規定的緊急處理方案在虛擬仿真裝置上進行操作，通過評分激發學生的學習積極性和主動性。

虛擬仿真實驗系統的應用，避免接觸實際的實驗裝置和化學試劑，規避了真實實驗或操作可能帶來的各種危險，還可以打破時空限制，在保證教學效果的前提下還可以極大地節省成本，豐富了教學手段，有利于培養學生的綜合能力[17]。

2.2.3 實踐教學

學校依托地方，與蚌埠市華海化工有限公司，中航三鑫太陽能光電玻璃有限公司，安徽鳳陽玻璃有限公司等企業簽訂了實習基地協議，可保障實習教學順利開展。課程結束前后，我們不定時組織學生去相關企業實踐參觀教學，委托企業相關責任人對師生講解工藝過程中主要設備結構、用途、安全管理、缺陷檢測方法與產品質量保證措施等，鼓勵學生積極發言提問。學生通過企業實地參觀實習，對特種設備有了更直觀的認識與理解。

2.3 靈活的考核評價方式

為更好的反映學生的綜合素質，我們主張多種形式過程性考核評價體系，而不是傳統期末考試定成績。教學實踐中應用靈活多樣的平時成績組成，引導學生重視平時，而不是應付最終的期末考試。課程考核靈活運用期末閉卷考試(50%) +學生講課(10%)+作業(10%) +課堂參與度(10%) +出勤(10%) +虛擬實驗室及平臺測試數據(10%)。期末考試題中減少識記性內容比例，增加事故案例分析、與實際聯系緊密的工程設計題目等主觀題比例，考查學生分析和解決實際問題的能力。課程結束后，結合學生評教信息，設計并發放調查問卷給學生，根據反饋結果，找出不足，針對性采取措施以持續改進課程教學。教學實踐發現，多樣的考核方式增加了師生間互動性，提高了學生學習積極性和課堂參與度，課堂中學生低頭現象明顯改觀，學生對課程、教師和專業認可度提升。

3 結語

針對特種設備安全在應用型本科院校的教學特點，在安全工程專業教學實踐中，我們積極探索與實踐多樣化的教學方法與教學模式，不斷總結教學經驗。通過豐富教學模式、虛實結合的實踐教學及靈活的考核評價方式等教學實踐，增加了學生學習的主觀能動性，有效地提高課程的教學效果鍛煉了學生的綜合能力。