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[關鍵詞]建構主義 安全工程 專業課 教學
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)012-0041-02
一、模式比較
傳統的教學模式是以教師為主導,在指定的主要參考書內容涵蓋范圍內,以課堂講授為主,用期末考試學生得分的高低來評價教學效果的過程。建構主義教學模式以情境、協作、會話、意義建構為基本四要素,與傳統教學模式比較,有如下特點。
(一) 地位不同
教學過程中學生由被動地接受知識的配角變成了主動建構知識的主角,實現了角色轉換。
(二) 方法不同
建構主義的教學法主要有拋錨式教學、支架式教學、隨機訪問式教學等。以支架式教學為例,它是要求教師通過提供一套恰當的概念框架來幫助學習者理解特定知識、建構知識意義的教學方法。支架式教學的主要環節包括以下幾個步驟。(1)搭腳手架:確定要建構的知識,圍繞學習主題,按“最近發展區”的理論要求建立概念框架。(2)進入支架:呈現一定的問題情境,由此將學生引入概念框架中的某個節點,為學生的建構活動提供基礎。(3)獨立探索:讓學生在支架的幫助下自主尋求問題的答案。(4)協作學習:進行小組協商、討論,應盡量使學生的理解達成一致,以完成對概念比較全面和正確的建構。(5)效果評價:進行學生個人的自我評價和學習小組對個人的學習評價。
(三) 學習效果不同
在主動建構知識的過程中通過學生自學、討論、互助等方式能夠使基礎薄弱的學生獲得知識的彌補,達到因材施教的效果。
(四) 評價方式不同
建構主義教學法的評價包括學生個人的自我評價和學習小組對個人的學習評價,評價內容包括自主學習能力、小組協作學習所作出的貢獻、是否完成對所學知識的意義建構三方面。對學習過程時時監控,有助于對學生學習自主性的培養和提高。
二、實驗研究
實驗研究對象是石家莊鐵道大學安全工程專業0902班(共35人)和0802班(共33人),分別作為實驗班與對照班,實驗課程是選修課《安全事故分析與處理》。這門課程是注冊安全評價師的考試科目之一,課程內容也是保證土木工程施工安全必備的內容。整個實驗周期為一個學期。通過一學期的實驗,將實驗結果與對照班對比。
實驗之前的問卷調查顯示,兩班均存在很多問題,具體表現如下。(1)學習動力不足,缺乏學習積極性。究其主要原因是傳統呆板的“說教”模式,缺乏吸引力,課堂利用效率較低,當然還有部分學生學習熱情不高或學習目的不明確等原因。(2)學習過程失控,缺少有效監督。高校的整體生源質量有所下降。部分學生自學能力較弱,加之自身不夠努力,考試經常不及格。主要是在整個教學過程中,缺乏對學生學習效果的有效評估和監控。(3)學習習慣定勢,缺乏高效的學習策略。學生已養成課堂上被動接受的習慣,不愿主動思考。課外自主學習性差,很少有學生根據教學內容進行預習、復習、總結、歸納,不能多途徑地學習,只把學習局限于課堂、課本,幾乎不查閱專業相關文獻進行知識補充。學生在學習過程中,很少對學習方法的有效性進行反思和評估,對學習的評估檢查內容也只限于對所學知識的檢查。學生所關心的只是卷面成績,很少反思學習的態度、表現和方法。
實驗班主要采用建構主義教學法中的“拋錨式教學(anchored instruction)”。以《安全事故分析與處理》第一章的“事故責任劃分及處理”為例說明“拋錨法”的實踐過程。
(一)創設情境
將上海市靜安區膠州路公寓大樓“11.15”特別重大火災事故的基本情況(包括項目介紹、承包關系、施工過程及人員資質、火災后果)通過視頻和材料介紹給學生。
(二)提出問題
要求學生對這起事故進行分析并回答以下問題:在這起事故中哪些人負有直接責任?哪些人負領導責任?對事故責任人該如何處理?
(三)自主學習
要求學生獨立地應用所學知識,查閱法律、法規、操作規程和相關的規定進行分析后給出自己的答案。有的學生答案論述充分、依據準確、答案較完整,但有的學生概念模糊、依據不準確、答案模棱兩可。
(四)協作學習
在合理搭配原則下組成學習小組,鼓勵他們進行交流和討論。討論首先從個人發表意見開始,有的學生拿著以往的事故案例,有的翻閱參考書重溫以前的知識,有的翻出相關法律、法規,有的通過筆記本電腦直接查閱操作規程和相關標準。他們積極思考、言辭鏗鏘、氣氛熱烈。討論中一些錯誤的觀點得到糾正,一些模糊的知識得到明確,隨著討論的持續進行很多意見逐漸趨同,最后得出的結論和國務院事故調查組的處理意見基本一致。
(五)效果評價
最后,對整個學習過程要進行自我評價、小組評價和老師評價。一方面,學生把自己的答案和正確的結論相比較,自我評價整個學習過程,找到所學知識的不足;另一方面,學習小組對成員個人自主學習能力和協作學習的表現進行評價,促進了學生對所學知識的構建。之后老師再根據學生的學習表現進行評價。最終的評價得分按一定的權重計入期末總成績。
三、實驗課
通過一學期的實驗,發現實驗班的學生在課程學習中有很大變化。
(一)學生學習主動性得以提高
以支架為綱,基于問題學習。教師根據已建構支架教學要求,聯系具體安全生產事故案例提出問題,為教學搭建互動平臺。學生在教師的指導下通過個人、小組搜集材料、提取信息、處理信息、合作研究、共同探索解決問題的方法和途徑來主動建構能解決支架要求的知識體系。這種新穎的教學方式極大地調動了學生的參與熱情、學習積極性和主動性。
(二)學生間的知識差距得以彌補
教學過程是在師生互動、學生間合作交流的過程中完成的。在共同完成任務的過程中,那些基礎差、底子薄的學生的相關知識得到補充,學習能力得到提高。
(三)自學能力、創新精神得到提高
在共同的學習任務面前,小組學生都為共同解決問題努力,他們充分利用網上資料、電子圖書、雜志、其他論文等所有可能的教學資源;他們分工合作、互相探討、積極思考,為學習中遇到的一個個難題的解決而雀躍。在這個過程中學生的自學能力得到逐步培養,創新意識和合作精神得到提高。
(四)學習過程得到有效監控
在大學傳統的專業課程教學過程中,除了有少量的作業外,對學生掌握知識的效果是缺乏評估和監控的。建構主義教學法要求學生獨立或通過小組合作主動建構知識解決問題,學生在小組完成學習任務過程中的具體表現和新知識的掌握情況都能通過教師評價和小組成員互相評價得以體現,使整個學習過程得到動態監控,促進學生不斷進步。
四、注意問題
建構主義教學模式對學生學習能力的培養和學習習慣的養成是一個循序漸進的過程,不能急功近利,應把握好幾個度。
1.要把握問題難易程度與學生已掌握知識的差距。差距過大,學生會感到自己建構知識的過程太難,產生畏懼心理,影響主動性,導致教學失敗。
2.指導學習小組搭配要合理,在學習能力上要好、中、差搭配,男女搭配,以自動組合為主,并在學習過程中進行適當調整。
3.教學過程中及時給予小組學生評價,發現學生進步要及時給予肯定和表揚,堅持表揚引導為主、批評教育為輔。
五、結論與展望
經過實驗研究,建構主義教學方法的有效性已得到了證明,它所體現的種種優點也是毋庸置疑的。我們應該看到建構主義教學模式要廣泛應用于教學實踐,還有很長的一段路要走。我們更應該看到建構主義理論為21 世紀高素質人才的培養提供了可能,也為教學改革增添了活力。筆者相信隨著建構主義教學理論的不斷完善和教學整體改革的深入進行,建構主義理論必將為我國教育事業和人才培養作出更大的貢獻。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 薛國鳳,王亞暉.當今西方建構主義教學理論評析[J].高等教育研究,2003,(1).
[2] 趙蒙成.建構主義教學方法評析[J].外國教育研究,2002,(9).
[3] L.S. Vygotsky. Mind in Society: The Development of Higher Psychological Process[M]. Cambridge, MA: Harvard Univesity Press, 1978.
【關鍵詞】安全工程;專業發展方向;人才培養模式
1.引言
近年來,隨著我國經濟的快速發展,各種安全問題越發突出,各類生產事故不斷發生,社會對安全工程專業人才的需求日益增大。在此背景下,國內各高校紛紛開設安全工程本科專業,使安全工程專業教育有了新的發展。但目前各高校的安全工程本科教育普遍存在著專業方向不明確、人才培養模式標準不統一等情況。因此,針對各高校學科建設特點,對安全工程專業發展方向進行探索,建立科學的安全工程專業人才培養模式顯得尤為重要。
2.我國安全工程專業的發展現狀
1984年,教育部將安全工程本科專業列入《高等學校工科專業目錄》。80年代中期,我國學者提出了建立安全科學學科體系和安全科學技術體系結構及專業設置方案的設想。據不完全統計,截至2010年,在全國1028所本科高校中,已有127所院校設置了安全工程專業本科,經國務院學位委員會批準的安全技術及工程學科專業碩士學位授予單位有61個,博士學位授予單位有17個,其分布涵蓋了軍工、航空、化工、石油、礦山、地質、消防、交通、能源、環境、經濟等十幾個領域。安全工程專業高等教育已形成了一定的規模和比較完整的體系。
3.安全工程專業人才培養中存在的主要問題
很多高校的安全工程專業招生規模在短時間內迅速擴大。據統計,2009年安全工程畢業生總數達到3905名,2010年,安全工程專業的本科生招生人數達到7000名,在學生人數進一步增多,而教學資源和師資力量短缺的情況下,各高校安全工程專業的人才培養模式普遍存在以下幾個問題。
(1)課程體系設置缺乏統一
開設安全工程專業的高校涉及礦業、環境、建筑、化工、能源等多種類型,導致我國各高校的安全工程專業的課程設置存在較大差異。盡管一些專家倡導“大安全”的培養論,但由于受到各高校原有專業背景的影響,安全工程專業開設的專業課程傾向于原有較強專業的課程,而和安全專業相關的一些關鍵性課程卻未能開設,使得安全工程專業開設的專業課程離散性高,系統性和普適性較差。
(2)教材建設缺乏科學性
搞好教材建設是提高教學質量、穩定教學秩序、實現人才培養目標的重要保證[4]。但目前我國安全工程專業的教材建設明顯缺乏系統性、規劃性、適用性。尤其是隨著不同高校的多種類型的安全工程專業的開設,符合不同類型的安全工程專業的教材還很缺乏。而且,目前已出版的多套安全工程專業教學用書中存在明顯的移植痕跡,內容缺乏創新。
(3)教學體系偏離人才培養目標
安全工程專業本科在人才培養上應該實行理論學習與實踐教學相結合的教學體系,但由于多數高校存在師資力量薄弱、實驗室硬件條件欠缺和實習地點和效果無法保證等多方面的原因,目前各高校執行的教學體系存在明顯的軌跡偏離現象,即重理論、輕實踐,理論和實踐不能很好的結合。
4.我校安全工程專業的發展現狀及存在問題
4.1 發展現狀
我校于2005年設置安全工程本科并開始招生。截至目前,該專業在校本科生404人,已畢業學生187人。教研室現有專任教師10人,其中教授2人、副教授2人、講師6人;有博士學位的2人、在讀博士2人、碩士學位6人。
4.2 存在的問題及對策
4.2.1 安全工程專業發展方向不明確
從我校安全工程專業課程設置來看,涉及了煤礦、化工、建筑、火災和電氣等方向,即所謂的“大安全”范疇,沒有一個明確的專業發展定向。
安全工程專業教育應根據人才市場需求與學校條件,在方向和程度上應有所側重。首先,通過對該專業學生就業方向和安全專業專任教師研究方向分析,得知大多畢業生從事煤礦行業和多數教師有從事煤礦安全方向研究,同時結合我校所處的地理優勢,位于國有重點煤礦基地——平煤,有利于我校就近建立實習基地,使在校生實踐教學環節得到加強。其次,根據2006年國家教育部、國家發改委、國家財政部和國家安全生產監督管理總局聯合下發的《關于加強煤礦專業人才培養工作的意見》中,提出了要不斷擴大與煤礦安全緊密相關專業人才培養規模。因此,建議我校安全工程專業可以確定為以煤礦安全為主,其他方向根據學生自己的興趣和需要進行選擇。
4.2.2 師資力量需進一步加強,課程設置需進一步優化
我校是在國家對安全的高度重視的前提下,全國安全工程專業人才需求不斷增加的背景下新增設的專業。開設時間不長,不可避免存在問題,比如師資力量比較薄弱,課程設置不太合理等。
針對此問題,建議學校大力引進高學歷從事煤礦安全研究的人才,進一步充實教師隊伍建設,不斷提高學生的質量;根據確定的專業發展方向來進一步優化專業課程設置,適當增開煤礦安全方面的專業基礎課程,不斷充實學生基本知識儲備。
4.2.3 實驗室建設需進一步加強
我校安全工程專業現有的實驗設備遠不能滿足教學要求。針對該專業實驗設備嚴重匱乏的情況,學校應加大力度和強度購置安全工程專業實驗室設備并增開相應的實驗室,以滿足主干專業課實驗要求。實驗設備的購置,保證教學的前提下,還應盡可能考慮為學生及老師的科研服務。
5.我校安全工程專業人才培養模式探討
培養模式是實現培養目標的方法、過程、形式和途徑。培養模式的選擇正確與否是影響教學質量的重要因素之一。我校安全工程專業的專業課程設置,除了基礎課程按照高等教育工學類要求設置外,還應著重強調專業基礎課程的教學和專業技術課程的重要性,在專業實踐上強調學生的綜合實踐能力和社會適應性。因此,我校安全工程專業人才培養模式應為:重基礎教學、加強實踐教學、拓寬知識面。
(1)重基礎教學。加強基礎教育和專業基礎的教學,為安全工程專業課程和實驗課程的有效開設以及社會實踐等奠定良好基礎;
(2)加強實踐教學。實踐教學環節是安全工程專業本科生學習的重要內容,只有加強實踐環節的教學,才能培養出既有理論知識,又有實踐能力的有用人才;
(3)拓寬知識面。除了基礎課程、專業基礎課程的教學外,應加強學生對通用安全工程學科知識的掌握和對專業安全生產技術課程內容的了解,以滿足社會生產發展的需要。
6.結論
本文針對目前各高校的安全工程本科教育普遍存在著專業方向不明確、人才培養模式標準不統一等情況,結合我校安全工程專業實際情況和存在的問題,提出了我校安全工程專業的專業發展定位應以煤礦安全為主,其它方向可根據學生的需要進行選擇。經過不斷的探索得出了我校安全工程專業“重基礎教學、加強實踐教學、拓寬知識面”的人才培養模式,從而達到服務社會、服務經濟發展的培養目標。
參考文獻
[1]吳超,楊書宏.安全工程繼續教育知識講座第一講我國安全工程專業高等教育現狀及發展(上)[J].勞動保護,2011(1):116-117.
[2]牛金成,許放.安全科技人才教育發展戰略研究[J].中國安全生產科學技術,2010,6(1):165-168.
[3]傅貴,周心權等.安全工程本科的“工程型大安全”教學方案構建[J].中國安全科學學報,2004,14(8):64-68.
關鍵詞:安全工程專業;機械工程材料;教學改革
安全工程專業屬于涉及面極廣的綜合交叉專業,注重培養能夠從事安全技術及工程、安全科學與研究、安全監察與管理、安全設計與生產、工作場所危險有害因素識別與檢測等方面工作的復合型高級工程技術人才[1]。隨著國家、企業和個人對安全工作的日益重視以及全國300人以上高危企業的日益增多,安全工程專業人才的需求市場巨大,即使近年來畢業生數量已大幅度增加,也仍處于供不應求的狀況。開辦安全工程專業的高校類型很多,但主要為理工類院校,而且各個院校的安全工程專業都有其自身的特色,例如:中國礦業大學安全工程專業在煤礦安全領域擁有多個國家級重點實驗室;中國科技大學安全工程專業在火災科學和城市公共安全研究領域居于國際先進水平;河南理工大學安全工程專業在瓦斯地質與瓦斯突出防治、通風理論與技術等領域有著鮮明的優勢;中南大學安全工程專業主要聚焦于安全工程方面的設計、研究、檢測、評價、監察與管理等方面;西安科技大學安全工程專業形成了煤火科學與防控、礦山設備安全與救援、智慧消防等特色鮮明的研究方向。作為河南省一級重點學科和高等學校特色專業建設點,鄭州大學安全工程專業面向機械、材料、土木、交通等工程領域,培養具有扎實的力學基礎理論、安全科學與工程基礎知識、工程結構與設備方面的專業技術知識的創新型工程技術人才,在提高工程結構和設備及其零部件的壽命等方面具有明顯的優勢和特色[2]。鄭州大學安全工程專業已與宇通集團有限公司、衛華集團有限公司、中信重工機械股份有限公司、中國建筑第七工程局有限公司等河南省知名制造建筑企業聯合共建了多個穩定的教學實習基地,致力于服務本省的優勢產業并與之相輔相成、共同發展。機械設備在采礦業、制造業、建筑業、航空航天以及人們日常生活中應用非常普遍,是人類探索和利用大自然并使之更好地為人類服務的重要工具[3,4]。然而人類的血肉之軀在冰冷的鋼鐵之體面前卻是非常的脆弱,一個小小的機械事故常會造成巨大的經濟損失和難以挽回的人員傷亡。許多高校的尤其是以設備安全為特色的安全工程專業,都開設有機械類基礎課程,如:機械設計基礎、機械安全工程、機械工程材料和設備結構安全分析等,而這些課程的教學內容應針對安全工程專業的培養目標和專業特色進行適當的調整[5,6]。下面就以機械工程材料課程為例,探討其面向安全工程專業的教學內容和方式。
一機械工程材料課程介紹
(一)機械工程材料材料的發展水平和利用程度已成為人類文明進步的標志,人類社會依據制造生產工具的材料可劃分舊石器時代、新石器時代、青銅器時代、鐵器時代、鋼鐵時代和新材料時代。機械工程材料是用于制造各類機械零件、構件的材料和在機械制造過程中所應用的工藝材料,相關研究跨越機械和材料兩個學科:一方面從機械工業的需求出發,推動材料科學技術的發展;另一方面借助材料科學的新進展,推動機械工程技術的革新。
(二)課程內容及特點機械工程材料課程主要講授零(構)件和器件在不同服役條件下的失效方式及其對性能的要求,以及機械設計者和制造者必須具備的材料基礎知識和基本理論;介紹各類工程材料的成分、組織結構與冷、熱加工(或合成)工藝、性能特點和應用范圍,并以實例說明如何根據零(構)件或器件的不同服役條件和性能要求進行合理選材。該課程在講授方面概念多且較為抽象,前后內容邏輯聯系少,沒有數學公式推導;在考試方面記憶點多,文字作答多,數學計算少;在實驗方面由于金相實驗對實驗設備要求高,熱處理實驗對實驗場合和操作要求特殊,因而不便讓學生動手操作。以上特點使本科生在學習機械工程材料課程時容易感到枯燥而不夠重視,尤其是非機械類的學生會對這門課程的學習目的感到迷茫,從而喪失興趣和主動性。
(三)學習本課程的必要性對于畢業后直接就業的安全工程專業本科生而言,他們的就業領域大都為建筑和制造行業,而碳鋼、鑄鐵、合金鋼、鋁合金等材料在這些行業中使用普遍。從事這類行業的本科生若要評判建筑結構和設備是否用材合理和安全,就要熟悉這門課程。機械工程材料是聯系其它理論知識與工程實際的必不可少的橋梁,該課程的內容是工程人員經過大量實驗總結而成的,具有很強的實踐指導意義,在安全評估和提出改進設計時可作為工具書進行參考。對于畢業后繼續深造的安全工程專業本科生而言,他們在將來的研究生階段大都從事力學、材料、機械、土木方面的研究。在此類研究領域中常要對材料或結構進行力學試驗以及進一步改進,因此需要熟悉常用工程材料的使用性能、工藝性能、顯微組織以及性能改進方式等,這些正是機械工程材料課程的教授內容。該課程能夠有效指導研究人員在工程結構/材料的設計和試驗中如何選用和改進材料,使結構和設備更加安全可靠。
二重點講授內容及教學方法探討
(一)針對安全工程專業的教學內容基于從“問題”和以“問題”為歸的思想,在給安全工程專業本科生講授機械工程材料課程時,要從設備零件失效著手,重點講解零件過量變形、斷裂、磨損、腐蝕和蠕變等的具體失效形式、失效原因和相應的材料抗力指標,使學生能夠根據零件工作條件和失效方式合理選材與使用材料。為進一步使學生能夠合理制定冷、熱加工工藝路線以改進材料,需重點講授鐵碳合金相圖、壓力加工的影響、奧氏體轉變圖和鋼的普通熱處理等內容。最后從實際案例出發對機械設備關鍵零部件的工作條件、常見失效形式以及選材及改進材料的方式進行系統講解,使學生能夠將重要知識點串聯起來,以加深印象并能活學活用。除了上述重點講授內容,還需使安全工程專業本科生熟悉了解合金鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金等工程中常用金屬材料的基本概念、性能特點和適用場合。通過講解合金元素的作用、鑄鐵的石墨化、鋁合金的時效強化等理論知識,使學生在以后工作研究中遇到此類材料時能夠有目的地查詢和學習相關專業書籍,以進一步深入掌握相應的知識體系。
(二)面向安全工程專業的教學方法首先,在結合安全工程專業特點的基礎上要充分發揮多媒體教學的優勢。為了提高該專業本科生的學習興趣,要從機械零件(或器件)的失效分析開始講解,建議采用西安交通大學沈蓮主編的《機械工程材料》教材[7]。在首次課上先播放典型設備零件的失效視頻,并展示一些由零件失效造成的安全事故案例,使學生直觀認識到起這門課與安全工程專業之間的聯系。在具體講解不同的失效類型時,可通過播放視頻動畫和講述相應案例等手段提高學生的學習興趣并加深他們對知識理論的理解,比如:在講解沖擊韌性和韌脆轉變溫度這類重要知識點時,先播放一段泰坦尼克號撞擊冰山而快速沉沒的電影橋段,然后通過提問的方式讓學生判斷這個事故歸咎于材料的韌性斷裂還是脆性斷裂并進行解釋,最后給出答案和詳細分析,并進一步引導學生對一些難以預料的安全事故進行思考。其次,對于重點核心內容要采用靈活的教學方法并激發學生主動獲取知識的能力。教學方法的選擇因內容而異:對于馬氏體、奧氏體和鐵素體這類相近的概念,要采用異同比較法找出它們的共性和區別;對于“熱加工”和“冷加工”這類正好相反的概念,要采用相反相成比較法對它們的定義進行界定;對于鐵碳合金相圖這類知識點多而難以記憶的概念,要采用口訣記憶法并反復進行訓練。此外要讓學生在課下做好溫習和預習工作,并定期進行檢查、答疑和總結,以調動學生學習的積極性和主觀能動性。最后,引導學生綜合運用本門課所學知識對真實案例進行設計和分析,以提高他們對知識理論的掌握程度和運用能力。一個典型的案例就是火箭發動機殼體的選材,工程師在初始設計時為了減輕自重而選擇了超高強度鋼,但在實際打壓試驗中,殼體在遠低于工作應力的情況下發生爆裂。于是人們依照經典設計思想選用了強度更高的鋼,結果爆裂發生在更低的應力下。這個案例可作為課堂討論題目組織學生分組進行討論和分析,加深他們對斷裂韌度等指標的認識。類似話題還有飛機機翼為何采用剛度不高的鋁合金,汽車板簧為何不采用彈性模量較低的橡膠等。在案例分析討論的基礎上,再系統講解材料強度、塑性和韌性的合理配合,以及如何根據材料的使用性能、工藝性能和經濟性進行選材等知識點。
【關鍵詞】核特色;安全工程;安全法律法規;教學改革
一、課程的性質、任務及特點
《安全法規》是安全工程專業本科生的一門重要專業基礎平臺課程。通過教學使學生了解法的基礎知識,了解安全生產立法的重要意義及必要性、安全生產執法的原則;熟悉我國安全生產法律法規體系;掌握安全生產主要法律、法規和規章、標準的主要內容及基本要求,并能綜合運用于對安全實際問題的分析,培養學生運用安全法律法規知識來解決安全工程實際問題的能力。南華大學安全工程本科專業自2004年創辦以來,建設過程中一直以“核”為特色,培養熟悉輻射防護與核安全相關知識,具備安全工程扎實專業知識的安全技術與管理專業人才[1],主要為核工業企業及核電建設企業等輸送人才。《安全法規》課程既涉及法理學的知識,又涉及安全生產的相關內容,具有多學科交叉性、綜合性和較強的工程應用性等特點。為提高該課程的教學質量,結合專業方向和辦學特色,按照我國工程教育專業認證標準要求以及注冊安全工程師的培養目標,以學生畢業能力達成為核心任務,聚焦學生解決復雜工程問題能力的培養,教學過程中從教學內容的把握、教學方法及考核方式的優化等方面進行了改革探索與實踐。
二、課程教學改革實踐
(一)精心組織、及時更新教學內容,增設核特色教學內容模塊。課程教學要達到培養目標要求,首先必須選擇合適的教材,對教學內容進行精選,科學合理組織教學內容。目前南華大學安全工程專業采用的《安全法規》課程教材《安全生產法及相關法律知識》(2011版)是由中國大百科全書出版社出版的注冊安全工程師考試教材,其中部分內容已經陳舊,部分法律、法規和標準是需要更新的。因此,在教學過程當中,必須利用好網絡資源對教學內容更新。該教材教學信息量大,且與《安全管理學》《職業衛生與防護》《建筑安全工程》等課程教材存在內容交叉和重復。全書共七章內容,而教學課時有限(24學時),因此必須依據專業的培養計劃和目標科學合理組織教學內容,及時更新相關內容,并通過系室教研活動與相關課程進行銜接,避免內容的重復,同時結合專業方向和辦學特色加以補充完善。課程講授的主要內容包括:第一章安全生產法律基礎知識,主要介紹法的概念、特征、分類和基本內容、安全生產立法的必要性及其重要意義、我國安全生產法律法規體系的基本框架等;第二章《安全生產法》,主要介紹安全生產法立法的必要性、立法的宗旨、貫徹實施《安全生產法》的意義、安全生產法的基本框架以及重要條款內容等;第三章安全生產單行法律,主要介紹《礦山安全法》和《消防法》;第四章安全生產相關法律,重點介紹《刑法》中有關安全生產方面的法律責任以及《職業病防治法》;第五章安全生產相關行政法規,主要介紹《建設工程安全生產管理條例》;第六章安全生產相關部門規章和第七章安全生產標準體系以及第一至第五章未在在課堂上講授的內容要求學生自學。在介紹完上述內容后,根據學校安全工程專業的專業方向和辦學特色增設核特色教學內容模塊,即增加一章內容:第八章核安全法律法規體系,講授的內容主要包括:國際主要核能源國家的核安全法律法規體系;我國現行的核安全法律法規體系的發展歷程、國家核安全局歷史沿革和職責;我國核安全法律法規體系的構架、范圍;我國目前有關核安全方面的法律、法規和導則以及核安全與輻射安全監督管理依據的主要法律和法規;核安全國際公約及有關文件;核與輻射安全有關的重要國際組織等,重點介紹《核安全法》和《放射性污染防治法》。
(二)精選事故案例,采用案例討論式教學法。傳統的教學方法是“滿堂灌”,教師講、學生聽,聽沒聽、聽懂多少要到最后的測試時才能見分曉,學生學習的積極性和主動性較差。在人們生產、生活及生存的空間領域中,生產經營單位的生產經營活動的各個環節都能體現安全法律法規和標準的內容。大量的事故案例統計分析表明:事故原因大多都是“三違”所引起的,其中很重要的一個原因就是沒有按照法律法規和標準的要求去做。《安全法規》課堂理論教學都是單純的法律條文,如單純采用“說教”式的教學方法,學生學習起來比較枯燥,易產生疲勞心理,教學效果難以保證。教學中如果把法律條文與具體案例結合起來,則學生對法律條文就會有更深刻的認識和理解,才更能調動學生學習的積極性。案例討論式教學法是在該課程教學中采用的很重要的一種教學方法。教學過程中先由主講教師講授具體的法律法規條款,然后通過精選國內外典型案例,并以課堂討論的形式來展開,加深學生對知識點的理解。選擇案例時注重案例的真實性、典型性和價值性,可選擇中華人民共和國應急管理部網站上通報的安全生產事故案例,這樣學生查找起來也比較方便。如介紹《安全生產法》時,對一些重要條款則結合具體案例來學習,并配以適量課堂練習題,由學生討論后回答,邊學習邊消化,加深了學生對法律條文的理解與記憶,教學效果較好;介紹《消防法》時,精選《天津港“812”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故》案例[2],運用安全管理學的原理、方法和手段,分析事故產生的原因,并對照《安全生產法》《消防法》指出違法之處,即分析討論各方責任主體,包括事故直接責任方瑞海公司、相關政府監管部門及相關中介服務機構———如安全評價公司等,具體違反了《安全生產法》和《消防法》哪些條款?應承擔哪些法律責任?介紹《職業病防治法》時,通過精選國內典型塵肺職業病危害事故案例,如“張海超開胸驗肺塵肺事件”、“深圳塵肺門事件”等,讓學生依據安全管理學的知識來分析其事故產生的原因,并對照《職業病防治法》指出違法之處,提出預防控制措施。加深學生對《職業病防治法》的認識和理解,從而重視對職業病危害的防治,并增強對職業病危害防治的能力。又如介紹《建設工程安全生產管理條例》時,教學過程中結合身邊發生的事故案例———“湖南衡陽特大建筑火災事故”,分析事故產生的原因、相關責任方的違法之處及應承擔的法律責任。采用案例討論式教學法時,教師提前一周將案例布置給學生,讓學生先就案例進行消化,要求學生查閱相關法律法規及文獻資料,加深對理論知識的理解,然后采用課堂討論的形式,由教師進行啟發式提問,引導學生對事故產生的原因及存在的違法問題進行思考,緊接著由學生發言,分析其事故產生的直接原因和間接原因,分清事故責任,指出事故各方責任主體有哪些違法之處?即具體違反了哪些法律、法規的哪些條款?并提出預防對策及措施,最后由教師進行點評和總結,加深了學生對相關法律法規內容的理解。通過對案例教學法和討論式教學法的有機融合,增強了學生學習的積極性和主動性,教學效果明顯提高。
(三)運用視頻、圖片資料,寓實踐教學于理論教學中。《安全法規》課程內容多為枯燥的文字條款,純理論教學不能使學生充分掌握這門課程的精髓,容易造成學生課堂注意力不集中,教學質量和效果欠佳。在教學實踐中,根據教學內容精選一些視頻和圖片資料,理論聯系實際,生動形象地反映相關法律法規的內容,便于學生理解和掌握。如介紹《安全生產法》時,對一些重要的條款配以圖片或視頻,簡單直觀、通俗易懂,教學效果好;又如在介紹《消防法》時,課堂上組織學生觀看《湖南衡陽特大建筑火災事故的剖析》典型案例視頻資料,并結合《天津港“812”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故》圖片資料,使學生認識到火災的嚴重性和危害性以及學習《消防法》的重要性,增強其安全責任感。此外,還利用課間組織學生觀看消防安全系列片《火場逃生與自救》,使學生感受火災現場的緊張氣氛,并學習一些火場逃生的知識,使學生終生受益[3]。通過相關視頻影像及圖片資料的展示,讓學生輕松自如地學習,很好地掌握相關法律法規的內容,并在以后的工作中付諸于實踐。
(四)采用多樣化考核方式,以案例分析為主要考核內容。《安全法規》課程是一門應用性較強的課程。因此對該課程成績的考核,主要依據我國工程教育專業認證標準要求以及注冊安全工程師的培養目標,以學生畢業能力達成為落著點,聚焦對學生解決復雜安全工程問題能力的培養。即既要考核學生對相關安全法律法規條文的理解和掌握程度,又要考核他們初步運用安全法律法規知識來解決安全工程實際問題的能力。為此采用綜合考評的方式,進行多樣化的考核,即將到課考勤、課堂表現、平時作業、課堂討論與期末考試結合起來進行綜合考評。其中將到課考勤、課堂表現、平時作業、課堂討論四個方面作為平時成績占40%;期末考試采用開卷方式占60%,精選二至三道案例分析題,對于每道案例分析題均提出兩個問題:第一,要求學生依據相關安全法律法規指出相關責任方的違法之處,并說明理由;第二,要求學生依據相關專業課程(如安全管理學等)知識提出預防控制措施。這樣既考核了學生對相關安全法律法規條文的理解、掌握程度以及初步應用的能力,同時通過對相關專業課程知識的滲透,培養學生綜合運用相關知識來解決安全工程實際問題的能力。實踐證明,采用多樣化的考核方式,提升了教學效果。
三、結語
1安全工程專業實驗教學中存在的問題
1.1實驗教材不足
(1)教材編寫難度大。安全工程學科是一個交叉型學科,安全問題具有高度的多樣性和復雜性[10],煤礦安全不僅涉及安全學科自身的理論,還涉及到井巷工程、瓦斯治理、火災防治等其他學科的相關理論和技術,編寫出高質量的安全工程實驗教材并不易。
(2)教材內容質量不高。國內高校正在使用的安全工程專業實驗教材大多為自行編寫的講義,難免存在一些問題[11]。
(3)對教材建設投入的經費和精力不夠。由于安全工程專業實驗教材適用面窄,而編寫教材需要參閱大量的文獻、花費大量精力,至今尚未引起充分的重視[2]。
1.2經費緊缺,設備不足
在一些高校,安全工程專業尚處于初建和發展期。有些高校安全實驗儀器設備配備和實驗經費不足,以致很多實驗難以開出,或只開設演示性實驗,從而影響實驗教學效果和學生動手能力的提高。
1.3驗證性實驗多,設計性實驗少
對于驗證性實驗,學生只要依據實驗指導書給出的步驟進行實驗就可以得到實驗結果,這對于培養學生的動手能力和創造性是不利的;而對于設計性實驗,學生需要自行設計實驗方案和進行數據處理,有利于培養學生的動手能力、自學能力以及創造性思維能力。然而,由學生自行編寫方案的設計性實驗較少。
1.4已有的設計性實驗效果不理想
盡管一些高校開設了設計性實驗,但缺少相關教學指導體系,以致實驗效果并不理想。這是因為,設計性實驗課穿插于理論教學課中,在時間上缺少彈性,甚至出現實驗與考試時間沖突的現象。
1.5實驗教學手段單一,教學體系不完善
有的高校還沒有安全工程實驗教學指導書、實驗教學大綱、實驗教學計劃、實驗考核、實驗報告書等一系列實驗教學文件,甚至有的還沒有實驗學分,安全工程實驗完全依附于專業基礎課和專業課。由于安全工程實驗課沒有獨立學分,實驗效果也不好。
1.6實驗室管理不正規
有的高校新建安全工程實驗室管理制度尚不完善,存在一些安全隱患。
2創新安全工程實驗教學理念
“大學生創新性實驗計劃”是教育部為推動高校的實驗教育改革以及創立新時期創新性人才培養模式而制訂的[13],該計劃指出:提高我國大學生綜合素質的一個重要途徑是創新實驗教學。在創新實驗教學的過程中,不僅要有新的教學思想,更要著重培養大學生利用已掌握的理論知識分析、解決問題的能力,著力培養大學生的創新能力、創新思維以及創新意識。創新性實驗教學的根本目的是利用實驗教學,培養和提高學生的創新能力[14]。對于教學工作來說,培養創新能力也需要用創新的教育理念和創新的教育方法完成教學和實驗工作,以實驗設備設施、實驗管理體制、實驗教學手段、實驗內容等方面作為切入點,形成專業特色顯著的創新型實驗教學模式。為此,在安全工程創新實驗教學的過程中要發揮學科特色,以培養創新型安全人才為目標,充分利用教育資源,形成嚴謹的、完整的、不斷發展的安全工程創新實驗教學體系。
3安全工程實驗教材改革
實驗教材是體現實驗教學目標、內容和方法的重要載體,是指導和規范實驗教學過程、提高實驗教學質量的保證[15]。作為實踐性和綜合性較強的安全工程,特別需要系統性強、科學規范的實驗教材。
3.1構建統一的課程體系
目前,我國安全工程專業的課程體系是以安全學原理、安全系統工程等安全工程專業的公共基礎課為核心,以具有相關工程背景的專業為依托和外延,這就要求強化基礎,按綜合學科的模式建設專業,建立由安全工程本科專業基礎課、必修課和選修課組成的課程體系。其中基礎課是為學習專業課服務的,包括安全學原理、安全系統工程、力學、電子電工技術、機械原理、大學物理等;必修課使學生掌握安全工程專業的基本原理、理論和知識,主要課程有安全人機工程、防火防爆技術、通風安全學、安全評價技術、壓力容器安全技術、危險源識別技術等;選修課則是安全工程與具體行業密切相關的課程,如礦業安全、化工安全、建筑安全等。
3.2凝練實驗教學內容
實驗教材應根據課程體系的要求進行設置,同時必須滿足以下3方面的要求:(1)在廣度上,要能夠覆蓋本專業主干課程的知識點;(2)在難度上,應該設置有不同層次和類型的實驗項目和題目;(3)在技能培養上,要通過安全工程實驗課程的教學,使學生深入理解、掌握并運用安全工程理論和技術,能夠分析和處理實際問題,有實驗動手能力。
3.3積極組織編寫實驗教材
學校和安全工程學科相關管理部門應組織在安全工程專業教學和科研一線的教師規劃實驗教材內容,認真編寫實驗教材,鼓勵教師把自己的科研成果提煉為實驗教學的題目。應組織相關教師對新編實驗教材進行評議、提交給多名專家審閱修改,確保教材高質量。
4安全工程專業實驗教學改革探索
安徽理工大學是國內較早創建安全工程專業的高校之一,于2007年入選第一批“國家級第二類特色專業建設點”。學校對于安全工程專業實驗教學改革進行了不斷的探索。
4.1新開設實驗課程的原則
新開設的安全工程專業實驗課應遵循以下原則:(1)在技術上必須是可行的,具有可操作性,適宜并具有一定的實際指導意義;(2)涉及到的知識點應為整個課程教學大綱的重點內容;(3)使用安全可靠的儀器設備,有嚴格的安全措施,避免人身傷害和中毒、火災、爆炸等事故發生;(4)在經濟上應合理,實驗設備的購置價格及使用和維護成本應在承受范圍內。
4.2完善實驗設備的管理
(1)管好、用好實驗儀器設備,實驗課教師不僅要熟悉實驗設備的性能,保證實驗設備的完好和可用,還要能夠進行實驗設備的簡單維修和保養,充分挖掘實驗設備的潛力。(2)建立實驗設備庫,完善實驗設備的管理制度,建立實驗設備使用、外借以及維修保養的檔案。(3)加強校際聯系,建立實驗設備資源共享平臺。
4.3改進實驗指導方式
(1)所編寫的實驗指導教材要突出實驗原理、操作步驟和操作注意事項,可為學生的課程實驗、開放性實驗、課程設計以及畢業設計提供全面指導。(2)充分利用多媒體實驗課件。實驗課前,實驗教師要完整地將實驗預做一次,并將實驗過程錄制成視頻課件供學生預習實驗,著重強調實驗步驟和操作注意事項。(3)在實驗課前做好準備工作,將儀器設備調整到最佳狀態。針對學生難以理解和掌握的內容,畫出原理圖并配以實驗流程,以方便對學生講解和推理。(4)將實驗教學的內容與實際應用緊密結合起來,告訴學生所做實驗的實用性以及現場操作方法。同時,教學內容和知識點的銜接合理,做到因勢利導、重點突出、難點解釋得當。(5)在實驗教學中,要求學生將實驗數據和發現的問題及時、詳細地記錄下來,帶著問題做實驗,掌握數據處理、分析實驗結果和減少實驗誤差的方法,教師在實驗后須對學生的實驗結果進行確認。(6)以學生為主體,以教師為主導。教師對學生進行跟蹤指導,指導要落實到每一個組、每一個人,要關注和督促學生完成實驗計劃。
4.4加強實驗教學管理
(1)基礎實驗是專業實驗的基礎,通過強化基礎實驗課為專業實驗(包括一般實驗、綜合性實驗和設計性實驗)奠定基礎。(2)引導、鼓勵和支持教師開發設計性和綜合性實驗,鼓勵和支持學生自己設計實驗。(3)提高教師的緊迫感和責任感,督促教師不斷提高進取意識、實驗教學水平和積極性。在課堂講授過程中,實驗教師予以配合;在實驗教學過程中,講課教師予以配合,每次實驗課至少有2名教師現場指導。(4)通過開展學科競賽等活動,提高學生的動手能力、創新意識和創新能力。例如我校能源與安全學院通過組織學生參加“挑戰杯”、“采礦學科大賽”、“節能減排大賽”等學科競賽活動,提高了學生的創新意識和創新能力。(5)實驗室和實驗教學儀器全面向本科生開放,科研儀器在教師的指導下向本科生開放,最大限度地提高實驗儀器的利用率。鼓勵學生自行設計實驗項目,包括研究性、綜合性及設計性實驗,模型、發明及制作類實驗,學科競賽類實驗等。鼓勵學生自己提出實驗題目,通過實驗解決煤礦企業生產中遇到的安全難題。(6)鼓勵學生申報科研項目或參加指導教師的科研項目,通過實驗和后續的數據處理,使學生的動手能力和分析、解決問題的能力得以提高。(7)把驗證性實驗和演示性實驗安排在大一、大二年級,減少此類實驗的數量,將此類實驗放到校園網上并提供多媒體課件和視頻錄像,供學生觀看和學習。(8)鼓勵教師根據煤礦安全生產遇到的實際問題研發新型實驗儀器設備。如我校安全工程實驗室自行研制的滲透率實驗儀、礦井通風仿真系統、瓦斯爆炸、煤塵爆炸、電氣安全、煤的低溫氧化等16套實驗儀器,這些實驗儀器填補了實驗空白,在實驗教學中發揮了重要作用。(9)將實驗課單獨設課并單獨分配學分,從原有的理論課中拆分出來。這樣做的好處是可以促使教師和學生重視實驗教學環節,促使學生更愿意動手做實驗。
4.5構建實驗教學網絡平臺
實驗教學網絡平臺集成了管理、信息、課件、視頻、交流和意見反饋等功能,為學生提供了豐富的課件、視頻等實驗教學資源以及實驗教學環節管理信息等,創造多維、信息化的實驗課程學習平臺,并方便學生間、學生和教師間的交流。主要功能有:(1)學生網上預約、網上選課功能,學生可以自選創新性、設計性或綜合性實驗教學項目;(2)實驗儀器設備的使用狀態,提供教學信息和實驗成績查詢;(3)實驗儀器設備的基本操作說明、音像資料、多媒體課件等;作為輔助材料,提供實驗過程中所需儀器或軟件的說明書、原理及參考文獻等信息,供學生使用;實驗教師可以根據實驗設備的變化及時修改和完善相關資料;(4)提供針對實驗儀器和實驗過程的網上交流和意見反饋,跟蹤實驗儀器的占用情況,使學生能更加合理地安排實驗時間,提高實驗儀器的利用率;(5)對于具有較大危險性的實驗,提供網上虛擬實驗,學生可以通過網站,在線完成虛擬實驗項目;(6)網上答疑。對于實驗過程中遇到的問題,學生可以在網上與教師交流。鼓勵學生積極表達、與同學分享個人的學習體會、學習經驗以及通過實驗所掌握的知識和技能,鼓勵學生對實驗中的問題提出建議。
4.6實驗室安全管理
安全工程實驗室裝有甲烷、氧氣、氮氣等氣體的高壓容器,若操作不當則可能發生安全事故。應特別注意壓力容器的特點和危險性,加強安全管理工作。(1)完善高壓容器等具有危險性的實驗設備和儀器的安全管理制度,對于具有輻射性的實驗儀器(如氣相色譜儀),應嚴格遵守國家相關法規。在日常實驗、保養以及寒暑假等節假日都必須注意具有危險性的實驗設備和儀器的狀態,及時消除安全隱患。(2)加強安全教育,制訂事故應急預案,防止中毒、燒傷、機械傷害等意外事件發生。(3)學院成立安全隱患檢查治理小組,進行定期安全隱患檢查。落實實驗室安全工作的專人負責制,定期對實驗儀器進行保養維護,對發現的安全隱患應及時上報并立即進行整改。
5實驗考核體系
安全工程專業的實驗可以分為課堂型實驗和開放型實驗,開放型實驗又包括設計性實驗、綜合性實驗及創新性實驗。對于課堂型實驗,實驗教師可利用多種教學手段,使學生更好地掌握實驗原理、方法、流程、數據處理及工程應用;而對于開放型實驗,學生可以在教師的指導下充分發揮自己的創新性思維參與實驗研究。需要對傳統的安全工程實驗考核體系進行以下調整:(1)對于實驗基礎知識和基本概念的考核,主要包括平時表現、實驗出勤率、實驗回答問題等,占總成績的30%;(2)實驗報告占總成績的50%,實驗報告中應包括詳細的實驗原理、實驗細節、實驗數據、數據分析以及可能的改進方案等;(3)創新性、設計性的實驗占總成績的20%。設計性實驗需要根據課堂理論教學的需求設置,學生可以根據自己的特長選擇和設計相應的實驗方法及實驗內容,以提高動手能力和分析、解決問題的能力。通過實驗教學考核體系的調整,有助于學生發揮主觀能動性,促進實驗教學改革,提高實驗教學質量,學生對于這樣的考核體系反映較好。
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