校企深度融合下的“特種設備實驗課”改革設計

王博 安宇 白大宇 彭瑩瑩 車琳 李玲玲

摘? 要：特種設備涵蓋種類多，課程理論知識與經驗性知識多且教材內容較為單一，學生學習興趣低，理論與實際難以結合，學生缺乏針對性指導和有效的科研實踐資源，實踐能力得不到提升。針對上述問題，哈爾濱理工大學通過以學生為重心，通過校企深度融合，圍繞黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目對“特種設備實驗課”進行改革。在老師的啟發性教授、針對性指導下，學生們自主討論，研究了基于移動投影的叉車安全警示系統，解決了叉車運行中容易發生事故的實際問題。同時激發了學生們的創新思維，鍛煉了學生們的實踐能力與動手能力，也為其他專業課程改革設計指明了方向。

關鍵詞：校企深度融合;特種設備;叉車事故;移動投影;安全警示

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）03-0135-03

Abstract： Special equipment covers a variety of types， theoretical knowledge and empirical knowledge of the curriculum are many， and the content of the textbook is relatively single， students'interest in learning is low， theory and practice are difficult to combine， students lack targeted guidance and effective resources for scientific research and practice， and their practical ability can not be improved. In view of the above problems， Harbin University of Technology has reformed the Experimental Course of Special Equipment around Heilongjiang College Students'Innovation and Entrepreneurship Training Program by focusing on students and deeply integrating schools and enterprises. Inspired by the teacher and directed by the students， the forklift safety warning system based on mobile projection is studied， which solves the practical problem of accident prone in the operation of forklift. At the same time， it stimulates students'innovative thinking， exercises students' practical ability and practical ability， and points out the direction of curriculum reform design for other specialties.

Keywords： School-enterprise deep integration; special equipment; forklift accident; mobile projection; safety warning

一、概述

隨著各行各業的發展，以及工程技術的不斷更新，特種設備的安全需求也不斷變高，由于特種設備發生事故造成的人身傷亡和財產損失十分嚴重，從而引起社會的高度重視。為了保證安全生產的穩定運行，滿足向特種設備運行定向輸出專業人才的需求，特種設備安全受到國家的高度重視。一方面，特種設備涵蓋設備種類多，包括鍋爐、壓力容器、壓力管道、場（廠）內專用機動車輛等，具有綜合性、多類設備交叉及涉及行業范圍廣的特點，是一個涉及面較廣的課程。特種設備具有很強的實踐性、工程性、技術性，要求學生具備扎實的理論基礎和一定的實踐經驗積累，解決人、設備、環境等復雜的實際問題。另一方面，新工藝、新裝備、新材料、新技術、新能源廣泛應用，新業態大量涌現，增加了事故成因的數量，復合型事故有所增多，對特種設備課程理解與實踐運用提出了更高的要求。因此，特種設備課程教學質量亟待提升，需要更多的創新與實踐性。

二、特種設備課程現狀分析

（一）課程選用教材較少，內容較為單一

選用教材多為已經出版的通用教材，隨著國內相關技術、材料、設備以及能源的不斷發展，多數教材出現滯后現象，根本滿足不了社會發展需要。特種設備涉及領域廣、包含設備種類繁多，課程規定性和經驗性知識較多，造成了課程基礎概念多、理論學習雜的現象。因此，在有限的學時內，為滿足課程的廣度，導致課程拓展深度不足，學生疲于記憶理論知識，難以進行實際應用。

（二）教學方法單一，學生學習興趣不高

目前，高?，F有的教學方法仍是以講授為主，教師在講課過程中多數采用板書和PPT結合進行講解，內容多數為理論知識，實踐能力完全得不到提升，且受學時限制以及學習設備種類多，不能通透學習課程，再加上教學模式問題導致教師與學生之間知識有效轉化率低，大大消減學生學習興趣，從而形成惡性循環，知識有效轉化率更低。

（三）學生實踐能力不強，課程認知較為模糊

學生實踐能力普遍不強，實驗課程大多在學校完成，且形式大多為將學生進行分組，讓學生自行擬定研究特種設備題目，小組上網查閱題目的多方面信息進行演講，這種方法缺乏思考，實踐能力完全得不到培養。特種設備涉及行業領域多，理論知識廣而淺，又受實習時間和地點的限制，導致學生在實際操作中存在完全不會、不敢的現象，獨立工作能力差。對于課程知識的了解程度還不夠，導致學生對于此門課程認知不清、方向困惑、學習乏力、興趣減弱等現象。

（四）實踐資源提供不足，學生缺乏針對性指導

各高校相關專業普遍設置有實驗室，但基于特種設備的特殊性在實驗室根本完成不了實驗的最終目的，實驗內容幾乎全是依靠模型完成，也起不到鍛煉實踐能力的目的。除此之外，還會有課程設計、生產實習、認知實習等實踐性課程，但課程內容零散，相互聯系不足，實際應用效果較差，導致學生對課程知識的理解依然不透徹。且在實驗過程中，學生缺乏針對性指導，設計能力和動手能力難以得到提升。

三、校企深度融合下的課程改革設計

（一）實驗課改革設計方案

針對上述問題，哈爾濱理工大學以特種設備實驗課為基礎，運用校企深度融合理念，打造創新型實驗課。將專業課理論知識、概念性記憶、經驗性知識運用到實驗課中，企業提供學生實驗課場地及實驗裝置，為學生提供多個科研實踐項目，由學生自由分組，在實驗課前收集實驗項目相關資料，項目整體思路設計、研發、制作等工作。在實驗過程中，老師和企業相關負責人根據各組項目的進展情況進行專業性、系統性、針對性指導和問題解答，在學生實踐操作過程中進行互動和問題探討，鍛煉學生的創新性思維，由此來鞏固理論性知識和知識有效轉化率，也能通過實驗增強學生實踐能力。以實驗科研項目為中心進行設計，著力模擬專業工程實踐以期解決真實問題[6]，在培養學生專業能力、創新能力、實踐能力的同時，推進科學研究，有效利用科研與實踐資源?？傮w設計方案流程如圖1所示。

（二）教學案例

1. 解決目標

哈爾濱理工大學依托于黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目，在校企深度融合下的“特種設備實驗課”中，組織本科二年級的安全工程專業學生，利用特種設備、機械安全等專業知識解決叉車運行過程中造成的人員傷亡和財產損失的實際問題。

2. 背景分析

隨著社會的發展和人民生活水平的日益提高，物流倉儲行業正迅猛發展，叉車已成為現代物流領域最常見的裝卸搬運工具，廣泛應用于車站、港口、機場、工廠、倉庫等國民經濟中的各個部門，是物料搬運設備中的主力軍。隨著叉車的迅速增多，加之在實際生產中的使用不當，發生的人身傷亡事故與日俱增。叉車作業場所相對狹窄，流動人員多，由于叉車的自身特點，駕駛員視野范圍有限，很容易造成事故。如圖2數據表明，超過70%的叉車事故都與人有關，44%的事故也是發生在行駛過程中。如何避免在叉車運行過程中造成的人員傷亡和財產損失已經成為企業和社會高度關注的問題。

3. 研究方向確定

鑒于叉車在運行過程中容易發生安全事故，為了滿足人們安全生產生活的需求，要發明創造出一種讓人能夠清楚知道人與叉車安全距離的裝置，且該裝置能夠讓行人及時的看到叉車的運行，有足夠的距離和時間來做出反應，有效的提高叉車運行過程中的安全性，保護作業場所流動人員的安全，彌補司機視野受限的缺憾等問題。

4. 問題探討

確定了研究路線之后，學生們認為確定安全距離的介質要顯而易見，能夠直觀提醒工作人員，以及考慮到現場工作環境的影響，最終將光作為區別安全與危險區域的介質。在課堂上，基于學生們的解決方案，老師進行了針對性的指導，并提出自己的建議供學生參考。通過啟發學生的創新性思維，來幫助學生繼續研究。最終學生們確定了利用移動投影技術，將帶有安全標志的光投射到地面，提醒工作人員危險區域。

5. 成果展示

通過以學生為重心的校企深度融合下的實驗課，圍繞黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目，在老師的啟發性教授、針對性指導下，學生們自主討論，研究了基于移動投影的叉車安全警示系統，以解決叉車運行過程中造成的人員傷亡和財產損失的實際問題。

（1）基于移動投影的叉車安全警示系統

學生基于對叉車事故的事故原因進行全面分析，針對叉車自身及在運行過程中可能產生事故類型，以及事故原因的不同情況下，利用現存的移動投影技術獲得叉車必要的安全警示作用，利用單片機和傳感器技術獲得聲光報警功能，使叉車在運行過程中的安全性和本質安全化得到大幅度的提升。其組成主要包括投影裝置、報警器、電源開關。系統整體示意圖如圖3所示。

（2）投影裝置

一種用于防護現場工作人員及叉車操作人員的安全標志投影裝置，其組成包括：透鏡、光束儀、安全標志圖像插片組。透鏡的作用是變化光線之方向和控制配光分布情形等，光束儀是光源的發生裝置，是整套裝置起始部分，安全標志圖像插片組是具有標志性的投影圖案，從直觀上給人警覺信息。結構如圖4所示。

（3）報警器

報警器包括報警主機、超聲波距離傳感器和非接觸式紅外溫度傳感器。報警主機與電源連接，接收報警信號并啟動現場報警器，所述的超聲波距離傳感器與電源和報警主機連接，當有人員進入危險區域時，超聲波探測距離發生改變，啟動報警主機。

四、教學成果反饋

通過收集學生的反饋意見，參考企業實際操作人員的運用，本課程得到了學生們的一致好評。在老師專業、針對性指導下，學生們提高了創新思維，鍛煉了實踐能力與動手能力，加強了對專業知識的了解。同時真正做到學以致用，將工作過程中的慣性問題運用理論知識解決，真正解決了工作人員的安全防護問題。除此之外，該項目也完成了科技成果轉化，成功申請了兩項國家實用新型專利?！疤胤N設備實驗課”改革的成功，也為我校其他專業課程改革設計指明了方向。

五、結束語

通過校企深度融合下的“特種設備實驗課”改革，教學質量、學生興趣、實踐能力等都有明顯改變，以解決叉車事故實際問題為出發點，學生自由分組討論，再由老師與企業人員進行指導，最后給出方案解決叉車事故問題。將學生的理論知識與實踐能力相結合，鍛煉了動手能力，同時培養學生的創新思維，激發學生學習的積極性與自主性，促進科技成果轉化。同時，為其他專業課程的教學改革設計指明了方向，也為向社會輸送了大量復合應用型人才奠定了基礎。

參考文獻：

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