安全工程专业实验教学改革研究①

宋富美 易 敏

(1.华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 101601;2.机械工业出版社,北京 100037)

安全工程专业实验教学改革研究①

宋富美②1易 敏2

(1.华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 101601;2.机械工业出版社,北京 100037)

华北科技学院是安全工程专业第一批高等学校特色专业建设点,在特色专业建设的过程中实验中心对实践教学环节非常重视并进行了一些有益的探索,本文首先分析了安全工程专业的特点和安全工程专业实验教学中普遍存在的问题,进而提出了安全工程专业实验教学改革的一些建议和意见。

安全工程专业;实验教学;实验课程;实验仪器

1 安全工程专业特点

安全工程专业在教育部高校本科专业目录中属于环境与安全类一级学科,是理、工、文、法、管、医等学科的新兴、综合、交叉学科,主要培养从事安全工程领域的评价、设计、施工、管理和监察与现代劳动保护管理工作的高级技术人才[1]。安全工程专业教育的应用领域涉及到人们生产、生活的各个方面。随着经济社会的飞速发展,国家一直高度重视安全生产工作,促进安全生产形势保持平稳。高校也越来越重视安全工程人才的培养,开设安全工程专业的高校逐年增多,目前开设安全工程本科以上学校已有 110多所。开设的理论课程主要有流体力学与流体机械、工程热力学与传热学、燃烧学、矿井通风与安全、安全监测与监控、工业卫生学、安全工程学、安全系统工程以及安全法规等。

2 安全工程专业实验教学存在的问题

培养学生的实践能力和创新意识是素质教育的核心,是知识经济时代教育的主题。实验教学是增强学生感性认识,培养学生动手能力、实践能力和解决问题能力,培养学生创新能力的重要环节,尤其是安全工程专业的学生,将来大都需要进入现场工作,动手操作能力格外重要。开设理论课的同时,安全工程专业也开设了相应的实验课程。然而安全工程专业在我国的发展历史只有几十年时间,其专业科学技术知识体系结构不够健全,实验教学环节还存在很多的问题亟待解决[2-6]。

1)部分实验设备老化,不能满足教学需要。尤其是早期生产的矿用设备,连续使用十几年,精度已经达不到要求。

2)日常教学实验仪器台 (套)数不足,多数学生没有动手操作的机会。专业课的实验,通常要使用大型仪器设备,或多种仪器设备,一般实验室中很难配置数量较多的同一种仪器设备来实现分组同时安排学生做实验。一方面由于有的实验设备占地面积比较大,实验室面积有限;另一方面许多先进的专业设备需要进口,由于经费紧缺,大型贵重设备未能到位。

3)实验课程依附于理论课,由于实验课程不独立,实验指导没有明确的分工,实验教师数量不足,部分任课教师不按要求参加实验指导,实验教师对学生的约束力不够,造成很多学生实验课积极性不强,不愿意动手,甚至缺课,导致实验课效果不好。

4)有的实验教学以模型参观为主,或是简单的演示性实验,综合性、设计性实验达不到要求。大部分验证性实验的实验步骤和方法都是由老师设计好的,学生只是盲目的按照教师讲解的实验步骤操作,缺乏思考的过程。

5)实验教学中多媒体授课比例低,未能将实验原理图片分析、投影教学与实物讲解有机结合。

6)实验课与理论课在时间上有一定的冲突。有的实验课不仅占用了理论课时间,而且实验时间有限,需要时间较长的实验很难在规定的学时内完成。

7)从全国范围看,开设安全工程专业的院校间的联系还不够,实验设备共享平台还未能很好的搭建起来。

8)实验设备功能未完全开发,仪器设备得不到有效使用。课外活动开展的条件还有待改善,特别是相关器材还需要购进,以保证课外实验顺利开展。

9)实验室教师及实验员的培训管理力度不够,实验室管理人员在实验仪器维护保养及维修管理工作方面还存在薄弱环节。

10)实验过程中的安全管理问题突出。比如瓦斯爆炸实验和燃烧学实验都涉及到点火环节,点火与调节火焰的过程中有导致烫伤的危险,增加了不安全因素。

3 安全工程专业实验教学改革探索

华北科技学院安全技术及工程学科组建于1988年。2005年 3月,安全工程学院成立,安全工程专业建设以“矿山安全为依托,适度拓宽专业面”,学科建设坚持“立足煤炭,服务安全生产和公共安全”的“大安全”观,面向煤矿生产一线培养应用型人才,提高煤矿的生产水平、安全水平,突出华北科技学院的安全科技特色是安全工程学院培养人才的基本出发点。国家教育部和财政部联合发文《关于批准 2007年度第一批高等学校特色专业建设点的通知》和《关于批准第二批高等学校特色专业建设点的通知》(教高函〔2007〕31号 )(教高函 [2007]25号 ),我校安全工程专业荣获第一批高等学校特色专业建设点。强化实践教学是特色专业建设是重要环节,为此我们在实验教学方面进行了一些有益的探索。

3.1 新开设实验课程

新增实验课程的开设应遵循以下原则:

1)实验课程所涉及的知识点为教学大纲里的重点或难点内容。

2)开设的实验课程要在经济上合理,设备价格及维护费用要在现有财力的承受范围内。

3)开设的实验课程在技术上可行,具有一定的可操作性和实际指导意义。

4)开设的实验课程应保证仪器设备安全可靠,避免意外事故发生,特别是火灾、爆炸、中毒等。

3.2 完善有实验仪器设备的管理

1)完善实验设备管理制度,建立设备库,对设备借用和维修情况及时登记建档。

2)管好用好现有实验仪器设备,实验教师不仅要会使用仪器设备,保证新设备及时投入使用,特别要加强设备的维修管理工作,保证设备的完好率和使用率,充分挖掘实验室潜力。

3)加强兄弟院校间的联系,建立仪器设备资源共享平台。

3.3 改进实验教师指导方式

1)实验指导书要强调实验的原理性和可操作性,不仅作为实验的指导书,而且还可为课程设计、毕业设计以及学生开放性实验提供参考。

2)采用实验教学与实际应用紧密联合的机制,明确说明实验课程的实用性,在专业人才培养方案中所处地位和作用。教学内容安排、知识点的逻辑顺序及衔接合理,能因势利导,突出重点,难点处理得当。

3)做好实验前的准备工作,提前调试仪器,写好实验名称、实验目的、实验仪器、实验步骤及注意事项。对于学生较难理解的内容,画出原理图,以便于逐步讲解推理。

4)鼓励教师开发多媒体课件,最好能将板书、多媒体投影教学与实物讲解有机结合。实验教师在课前亲自将实验完整的做完一遍,录制成为视频文件,实验课开课前在理论课上播放,尤其强调实验注意事项,这样既能解决实验过程中时间紧张的问题,还可以让学生有一个感性的认识,以最快的速度提高动手能力,给学生更多自己动手的时间和发现问题解决问题的时间。

5)以学生为主体,教师为主导。学生分组实验,教师跟踪指导。指导到每一个组,每一个人。做好学生发问与教师提问互动,关注惰性较强的学生,提高学生自觉思考的积极性。

6)实验过程中,要求学生认真记录实验数据,提醒学生在实验中发现问题及时记录下来,让学生带着问题去听课,每次实验结果须经教师确认。要求掌握正确的数据处理方法,充分利用实验数据,正确分析实验结果,强调分析产生误差的原因,总结规律的重要性。

3.4 加强实验教学管理

1)搞好公共基础实验课教学,为学生将来参与专业实验,做好综合性设计性实验奠定基础。

2)采取有效措施,提高教师的责任感和紧迫感,不断提升教师自我培训意识与授课技能。任课教师讲授,实验教师配合指导,一次实验课至少有两名教师在场。从日常管理、分配制度和考核制度等多方面入手,激励先进、鞭策后进,充分调动教师的积极性。

3)鼓励教师积极开展综合性、设计性实验的研究与开发工作。注重实用性,鼓励学生利用自己所学知识开展设计性实验或综合性实验。

4)积极开展科技文化创新活动,提高学生的创新能力。如华北科技学院安全工程学院于大学生艺术节期间顺利举办了“第三届安全科技文化节”;在学生会设立科技创新小组,并专门配备科技创新工作室,班主任、辅导员鼓励并帮助学生参加;鼓励高年级学生参与教师科研项目、积极撰写本专业论文。

5)鼓励学生参与教师的科研项目,参与现场观测、实验以及数据处理环节,充分锻炼学生动手能力以及分析问题解决问题的能力,使学生对现场有进一步的了解,为学生今后的学习和就业打下了良好的基础。

6)加大实验室对外开放的力度,提高实验室的开放率和开放内涵,最大限度地发挥教学实验资源的效益。鼓励支持学生在课余时间参加开放式实验,规范有序做好实验室的开放工作,实验室开放内容贯彻“因材施教、讲求实效”的原则,根据不同层次的学生和要求,确定开放内容。包括:设计性、综合性和研究性实验;小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验。提倡学生自拟实验课题,鼓励学生参与解决工厂企业中的实际生产问题。

7)搭建网络化实验教学平台

搭建网络化实验教学平台,集信息、管理、服务、交流和网上意见反馈等多功能于一体,提供丰富的网上教学资源和相关实验教学管理信息,为学生创造了一个多方位学习与交流的平台。

①网上发布教学信息、网上成绩录入和成绩查询;

②学生网上选课、网上预约和自选综合性、设计性、创新性实验教学项目;

③通过网络公布实验教学仪器设备基本操作多媒体课件、音像资料,提供实验教学中所需仪器和软件的使用说明书及用户指南的电子文档、参考文献和相关网站,作为实验教学的辅助材料,供学生下载使用;教师根据实验设备的更新及新实验项目的开发情况,随时修改、完善课件。

④网上虚拟实验。对于危险性较大的实验,为学生提供新的实验手段,学生可随时访问实验教学网站,在线虚拟完成实验项目。

⑤师生网上交流以及学生对教师教学效果进行网上评价等。跟踪仪器设备的运行和使用情况,学生通过查询设备的使用情况来合理安排自己的实验课程,提高设备的利用率。

⑥网上答疑。实验教师在线解答学生在实验中遇到的共性问题、常见问题。开设学生交流的网络论坛,鼓励学生发表个人在教学实验、科研及发明创造过程中的体会和掌握的技术、技能,与同学共享实验经验。鼓励学生提出完善实验教学的意见和建议。

8)尽量将演示性、验证性实验安排到低年级教学中,减少演示性、验证性实验的课堂教学,将此类实验放到网络教学环节,提供演示视频、多媒体课件和模拟软件等来辅助教学[7]。

9)将实验教学与理论教学分开,实验作为独立课程单独设立学分,单独考核,根据具体情况,可分为安全工程专业基础实验和安全工程专业实验、综合实验等。一方面提高了教师对实验教学的重视程度,另一方面克服学生不愿意动手的惰性,改变学生不重视实验的态度,强化学生的动手能力[8]。

10)结合实际,研发新型实验设备。如华北科技学院安全工程实验中心自行设计或联合研发了 30余种实验教学设备,如矿井通风安全仿真系统、现代化矿井仿真系统、排水系统数字化仿真实验、运输系统数字化仿真实验、矿井环境三维仿真实验、电动机综合保护演示实验等,这些实验教学设备已经批量生产,成为全国各煤业集团进行安全培训的主要实验设备。

3.5 实验室的安全管理

安全工程专业实验室中可能存放有氧气罐、氮气罐、甲烷罐、空气罐等高压容器,如果操作不当就会造成严重的事故。应针对安全工程专业实验危险性大的特点,在实验教学过程加强实验室的安全管理[9]。

1)制定完善的实验室安全管理制度、实验室有害废弃物的管理及处理办法、寒暑假期间值班制度等,并在日常维护和实验教学过程中严格执行。

2)成立“安全生产隐患排查治理小组”,定期组织实验相关人员进行安全隐患检查。落实实验室安全工作领导责任制和专人负责制,对实验设备应经常进行维护保养,发现问题应及时进行整改。

3)制定事故应急预案和应对措施,防止烧伤、中毒等意外发生。加强对学生的安全教育,增强学生的安全意识和责任心。

4 结论

实验教学是实践教学非常重要的一部分,对于培养学生的动手能力和创新能力具有重要的意义。要提升实验教学质量,就必须加大重视,加强管理,对于安全工程专业这一特色专业,重在培养一批适应经济社会发展需求的专门人才,实验教学显得尤为重要,特色专业的建设过程中有许多问题要研究,任重而道远。

安全工程专业实验教学改革是一个探索中前进的过程,必须结合实际,凝练发展方向,从根本上改变实验教学中不完善的状况,使实验教学真正起到提高安全工程专业学生综合能力和素质的作用,为培养高素质和特色安全人才奠定坚实的基础。

[1]孙华山,吴超 .我国高校安全工程专业前景分析[J].现代职业安全,2005,(3):39-31

[2]窦培谦,胡广霞 .安全工程专业实验课程体系设置研究[J].安全,2008,(8):55-57

[3]聂百胜,张金锋,胡铁柱,翟盛锐,刘文波 .安全工程本科专业实验课程设置[J].安全与环境学报,2006,(7):14-16

[4]李素康,韩锟 .关于高校实验教学改革的研究[J].沙铁道学院学报 (社会科学版),2005,6(1):205-208

[5]朱顺兵,蒋军成 .安全工程国家特色专业实验

教学的研究与实践[J].化工高等教育,2010,(6):54-58

[6]王志荣,蒋军成 .安全工程专业实验教学体系的研究与探索[J].实验技术与管理,2007,24(1):110-114

[7]李素康,韩锟 .关于高校实验教学改革的研究[J].沙铁道学院学报 (社会科学版),2005,6(1):205-208

[8]解立峰,李斌,陈网桦,胡毅亭,何中其,饶国宁 .安全工程专业实验教学体系的改革 [J].实验技术与管理,2009,28(9):125-127

[9]王志荣,蒋军成 .安全工程专业实验教学体系的研究与探索[J].实验技术与管理,2007,24(1):110-114

Research on Experimental Teaching Reform of Safety Engineering

SONG Fum ei1,YIM ing2

(1.North China Institute of Science and Technology,Safety Engineering College,Yanjiao Beijing-East 101601;2.ChinaMachine Press,Beijing 100037)

North China Institute of Science and Technology is the first batch of safety engineering specialty construction college point.In the process of specialty construction,the experimental center attaches great importance to the practice of teaching and made some useful exploration.This paper first analyzes the characteristics of safety engineering and common problems in experiment teaching then put forward some suggestions and comments on experimental teaching refor m of safety engineering.

Safety Engineering;Exper iment Teaching;Experimental Course;Experiment Instrument

G642.0

A

1672-7169(2011)02-0103-03

2001-02-16

宋富美(1984-),女,辽宁大连人,华北科技学院安全工程学院实验中心教师。