基于目標導向的《安全系統工程》課程混合式教學改革與創新探索

馮小軍

中國礦業大學安全工程學院 江蘇徐州 221116

1 概述

安全系統工程是一門新型的綜合性、交叉學科，隨著科學技術進展而不斷發展，同時也與安全應急業務領域融合緊密，其高效應用可以大大提高公司的安全水平[1]。安全工程管理所面向的主要對象是產業工程，包括了采礦、石油、化學、機械、煤炭、交通運輸、建筑材料以及核工業等多個產業領域，使用范圍也十分廣闊[2-3]。但隨著安全科學技術和工程學科的發展，安全工程所涉及的前沿知識體系也將不斷創新與拓寬。作為安全工程學科的重點專業課程，《安全系統工程》將重點探究生產安全事故的發生規律、分析評估、防范及管理方式，課程目標是讓學習者熟悉安全系統工程的形成背景和現狀；同時了解安全系統工程處理生產安全問題的核心基本原理和方法，以及在系統安全分析、系統安全預警和系統安全評估過程中所包含的具體基本原理和方法；熟悉系統安全控制技術的通用原理、準則及其工作方法。同時，經過該課程的教學，使學習者了解安全系統工程的主要基本原理與方法，具備獨立解決企業實際問題的能力?！栋踩到y工程》專業基礎課的設置，不但有助于礦業公司各類復合型安全人員的培訓，同時也可以擴大施工安全管理專業學生的職業范圍和發展前景，如專業課中的“石油化工公司火災事故爆破風險指標評估法”“重大危險源識別及評估”等教學內容，是對石化、特大型倉庫等工礦公司的重要內容，這部分教學知識也為在相關行業就職的施工安全管理專業畢業生，奠定了知識儲備。

作為工程安全管理學科的重點專業課程，《安全系統工程》重點探究生產安全事故的產生規律、分析評估、防范及管理方式，課程目標是讓工程學習者熟悉生產安全系統工程的形成背景和現狀；掌握安全工程處理系統中安全問題的核心基本原理和方法，即在系統安全分析、系統安全預測和系統內部安全評估中所包含的具體基本原理和方法；熟悉系統安全控制技術的通用原理、準則及其工作方法。同時，通過該課程的學習，使學生掌握安全系統工程的主要原理和方法，具備獨立解決企業實際問題的能力?！栋踩到y工程》選修課的設置，不但有助于礦業公司各類復合型安全人員的培訓，同時還可以擴大施工安全管理專業學生的職業范圍和發展前景，如選修課中的“石油化工公司火災事故爆破風險指標評估法”“重大危險源識別及評估”等教學內容，是對石化、特大型倉庫等工礦公司的重要內容，這部分教學知識也為在相關行業就職的施工安全管理專業畢業生，奠定了知識儲備。

課程教育是人才培養的基本落腳點，做好課程設計工作是提升教育教學質量的關鍵保障。課程設計工作是課堂教學的重要環節，通過課程設計工作將課程目標、教育思想等有機地納入了課堂教學流程中，讓教育流程的執行變得更加規范、合理，提高課堂教育的品質并與培養目標相互融合。同時按照工程學科認證規范和要求，根據教育目標導向和信息化背景下的混合式教學模式和方法，對《安全系統工程》等課程加以調整與優化?；旌鲜秸n堂的發展可以更加發揮學生在課堂上和教學活動過程中的主體地位，在課堂中可以擴大學生教師間的互動與溝通，從而充分調動學生積極參與教學活動、自主學習的主觀積極性，進一步提升課堂品質，從而更好地為施工類安全管理專業的本科教育人才和礦業技術類復合型安全人才提供保障，同時，對“雙一流”專業的建立與發展，也有著重要意義。

雖然《安全系統工程》教學中已基本建立了體系比較完備的專業課程，但在課程目標培養、課程完善、教學模式和實驗方法改進等方面，與國際工程認證要求還具有相當的距離差異[4]。同時，由于科技的快速發展，以及國家有關規定和產業標準、技術標準的調整與更新，學校根據工程專業認可的有關規定和標準，對《安全系統工程》教學內容做出調整、對教學方法進行改進很有必要。

2 校內教學現狀

我國在20世紀80年代開設了《安全系統工程》選修課，并成為“礦井通風技術與安全技術”學科(1994年改名為安全生產工程技術)的主要學科。目前，《安全系統工程》總學時四十八學時，為安全系統工程與消防設施的專業基礎課，在大二第二學年開設。本校在2005年推出了《安全系統工程》教材，并一直作為我?！栋踩到y工程》課程的教科書。該課程不但在本校進行了應用，而且還被西安科技學院、河南理工、山東科技學院、安徽理工大學等許多高校作為相應課程的教科書采用，教材內容也被后來推出的同類教科書作為借鑒，并產生了很大的影響，一直保持著遙遙領先的地位。但需要說明的是，安全系統工程是一種新型的科技，是隨著科學技術進展而不斷發展壯大的。如果該課程問世時間比較早，或者課程教材內容比較滯后，特別是觸及到發達國家和產業的安全政策、規范和技術標準的更新變化時，就必須進行增補或修改有關教學內容，以確保學習者接觸到創新的知識教學內容。所以，對授課教學內容加以創新與調整十分必要。

中國礦業大學安全工程學科在2015年參與了工程教育專業認定，初次進行了學科專業認定，并在2018年完成了第二次學科專業認定。在認定過程中也出現了一些問題，比如“部門學生在畢業設計等工作環節處理復雜安全工程提問時雖關注經濟社會、環保、法制、衛生等因素，但是不足明顯”“部門學生在畢業設計課程中關注環境保護、社會可持續發展的因素不足明顯”等。根據上述主要提問，安全管理本科人才培養方案(2016版)對《安全系統工程》等主要選修課的講授大綱要求、學科設置的選擇等主要方面做出了適當調節與完善。成為此次調控的重要環節，《安全系統工程》選修課新增了課程設計環節，課程設計目的旨在繼續鞏固所學安全系統工程知識，培養對《安全系統工程》及其選修課中學習理論知識的綜合使用才能，并發掘提問、剖析問題和解決實際問題的基礎。

盡管《安全系統工程》的課程對所在專業領域從師資隊伍、教學內容構建、教學方法與實施等方面都進行了持續的調整與完善，目前已基本建立了相對完備的專業課程。但與國外系統工程學科認證標準比較，在課程目標培養、內容完善、教學模式與方案完善等方面，還具有很大差異。學生問題主要體現在學習積極性不高、社會認知參與度不夠以及各個學生的學習成績差距過大等問題，所以有必要根據工程教育專業認證的核心內容理念作為目標導向。工程認證標準詳細地說明了培養和畢業標準，基于目標導向既可以對目標的實現程度做出評估，也可以最佳反映學習者實質等效的需求，并且可以根據當前快速發達的信息化科技，通過開設國內外混合式課程，更加發揮國內外學生在學校課堂與教學流程中的主導地位，從而充分調動國內外學生的參與教學、主動學習的積極性，進一步提升學校教學品質，提高《安全系統工程》課程建設及教學實踐研究水平。

3 改革內容

根據目標導向和信息化背景下的混合式教學模式和方法，對《安全系統工程》的教學進行了調整與優化。通過教學內容調整、教學方式改變、課件更新和課程設計建設等多環節。改革內容及方案如下所示：

圖1 課程改革路線圖

3.1 優化教學內容

由于學科方向愈來愈廣，工程專業的覆蓋范圍也不斷擴大，學生畢業后在安全工程領域中所從事技術崗位的學科范圍也更加寬泛，不但涵蓋到了安全工程、機械、結構工程、化學工程等專業領域，還涉及設計、管理、規劃等領域，為優化《安全系統工程》教學中各部分的教學順序和學時比例，對系統安全工程中的“事故致因理論”“網絡安全分析方法”“信息安全預報技能”“系統評價”“系統安全控制”等部分的教學內容進行了調整。并提高實踐案例的教學時間比例，例如，在講解安全檢查表法、系統故障分類以及危害分析方法時，主要采取案例教學方式；在運用教學事件樹解析部分教學內容時，可采取講授型課堂教學、個案教育與啟發討論型教育等幾種方式相結合的教學模式。

3.2 改進教學方法

我國發布的《教育信息化“十三五”規劃》，要真正地以教育信息化為契機促進發展和課程變化。根據安全工程的教學特色，對傳統課程講授法之外的新教學模式加以探究與實驗，同時利用現代化的多媒體技術與互聯網信息技術，探討新的更符合課程要求的教學模式，并通過新課程、收集與整合教學資源。依托“清華教育在線”的網上教育綜合平臺，建立我?！栋踩到y工程》等學科的優秀網上教育資源，除了教學PPT、教學大綱等基本課堂資源之外，還包含研究論文、發明專利、典型案例視頻等豐富類資源以及教學練習題、測試題等資源，為學習者進行自主式研究教學或小組合作學習創造了有利條件。通過網上授課環節，由老師在課堂教學或網絡平臺上布置教學任務、探討熱點話題，學生也可使用網絡資源自由教學、問題咨詢、參加互動交流；課堂教學環節，老師一般只介紹重點、難點內容和學生所提出的疑問，并穿插了課堂練習、教師專題講解、教學小組討論、學生詢問老師反饋意見等環節。采用了基于課程目標引導的《安全系統工程》學科混合式教學改革，通過到達啟發與討論式教學方法，充分調動學習者群體的積極參與教學活動、自主學習的積極性，以進一步提高課堂教學質量。

3.3 完善實踐教學

《安全系統工程》教材實際上是一個基本理論性較強的專門技術基本課，當中有部分內涵較深的理論知識基本統計教學內容，只有把理論知識通過運用練習的方法才能夠內化為學習者的結構與才能。該教材包括網絡安全分析方法和信息系統安全性，當中包括大部分比較繁雜的算法，如事件樹的定性定量分析、系統可靠性分析方法、安全性決定及其事件估計等相關領域方面，Windchill Quality Solutions(WQS)的軟件，能夠有效進行FMEA數據分析、ETA數據分析、FTA數據分析。使學生更加熟悉WQS軟件的實際使用，這樣既可以進一步提高學生對安全檢查表、故障分類和危險性分析方法、危險性和可操作性調查、火災事故樹、火災爆炸指數等分析方法的掌握程度，也可以提高教學效率，扎實專業知識技術，同時還可以培養獨立思考和自主動手的能力。

4 實施途徑

(1)根據工程教育專業的核心理念，以目標為導向地優化課堂內容，使學生易于理解和掌握。

(2)以教育信息化為契機推動教學改革和課程改革，基于“清華教育在線”網絡教學綜合平臺，建設本?！栋踩到y工程》等課程的優秀網上教育資源，為學生進行自主式研究教學或小組合作學習創造了便捷條件。

(3)在《安全系統工程》課程設計中加入了工程專業認證的理念，通過使工程學習者更加熟悉WQS軟件的實際應用，以提高對安全檢查表、故障分類與風險分析、危險性與可操作性調查、火災事故樹、火災爆炸指數等分析方法的掌握。

(4)根據反饋信息對教學內容、方法、課件及課程設計等內容進行修改、優化、完善，并在授課過程中實施，使得該課程能夠高度契合于信息化背景下的安全工程領域需求。

結語

《安全系統工程》為安全系統工程專業的主要基礎課，學生對該課程能全面、深刻掌握，對畢業之后從事相關安全評估、安全管理工作至關重要?；诖髷祿?、在線教育資源、人工智能等先進技術手段及信息化背景對該課程的內容、方法、實踐環節進行全面改革，可以全面提升學生參與課程、理解課程、應用課程的水平及能力。