CDIO工程教育理念在“安全经济学”课程实践教学中的应用

2017-01-23马衍坤刘泽功

中国地质教育 2016年4期

关键词：经济学工程能力

马衍坤，刘健，刘泽功，彭伟

1.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽淮南 232001；2.安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南 232001

教学方法

CDIO工程教育理念在“安全经济学”课程实践教学中的应用

马衍坤1，2，刘健1，2，刘泽功1，2，彭伟1，2

1.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽淮南 232001；2.安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南 232001

针对目前“安全经济学”课程实践教学严重脱钩、学生应用能力差等问题，本文基于CDIO工程教育理念，构建了“安全经济学”实践教学一体化体系。考虑到用人单位对毕业生的能力要求，确定了以安全经济分析与经济管理能力为核心的课程教学目标；构建了以学生实习为基础、实习单位为工程背景的一体化实践教学体系；通过对实习单位的工程背景剖析，从安全经济学角度提炼工程问题，既作为案例引入课堂强化工程基础知识教学，同时又作为实践课题引入实践教学加强学生应用能力的培养。结果表明，基于CDIO的一体化实践教学体系能够较好地激发学生的学习兴趣，提高学生综合专业素质。

CDIO；安全经济学；实践教学；应用能力

CDIO; safety economic; practice teaching; application ability

“安全经济学”是一门具有较强应用性的安全工程专业核心课程，涉及企业安全投入与产出分析、事故损失计算及安全经济决策等内容[1]。通过该课程的学习，学生要理解基本安全经济理论，同时要掌握安全经济分析与管理技术，并能够解决实际问题。

目前“安全经济学”的教学侧重于理论学习，教材偏重文字描述，不涉及实践方面。学生往往能够获得较高的考试成绩，但未能获得解决实际安全经济问题的能力，这与工程教育培养目标背道而驰。因此，针对“安全经济学”课程教学存在的实践教学脱钩严重、学生应用能力差的问题，本文基于CDIO理念，构建了“安全经济学”实践教学一体化体系并进行了应用。

一、 “安全经济学”课程授课情况及问题

安全工程覆盖化工、矿山、建筑等多个工程领域，学生可从事安全生产、设计、管理和科学研究等工作，就业面较广。“安全经济学”是核心基础课程，给予学生安全管理工作中的经济分析理论及技术，要求学生能分析企业的安全经济问题，例如企业的事故损失、企业的安全效益等。但是由于课程的文字描述较多，实践性内容较少，导致学生解决实际问题的能力较差，具体体现在如下几方面。

1.教学内容重理论轻实践

课程覆盖的知识点较多，含有经济学及安全科学的部分理论内容。学生对经济学理论的接受较吃力，更难以与实际问题接轨。授课过程中课时分配侧重基本理论，对于技术方法及应用等方面，课时偏少。虽然采取案例教学的方法能够让学生接触安全经济学的应用方法，但案例与学生生活环境的贴近度较差，学生难以身临其境并进行批判性思考，更难以自主地解决实际问题。

2.学生缺乏实践及团队协作

课程文字性描述较多，略显枯燥。即使教师的讲课艺术很好，可以激发学生的学习热情，但学生动手与解决问题的能力依然较差。对于应用性较强的课程，大量的实践才能提高学生对基础知识和应用方法的掌握。而在实践或工程问题的解决过程中，需要学生团队的密切协作以及对各类问题的交流与探索。与此同时，还伴随着学生意志及态度的不断变化。这些均为学生实践学习不可缺少的环节，但目前的教学在这方面是匮乏的。

3.考核方式单一

在应试教育环境下学生应试能力较强，导致学生在应对考核时偏重于背书。对于强调应用性的课程而言，仅限于卷面的考核方式无疑难以客观评价学生的应用能力。

二、 CDIO理念引入与应用

CDIO是一种国际化高等工程教育的创新模式，包含一整套工程教育理念和实施体系。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate），强调培养学生“构思—设计—实施—运行”的工程实践技能，强调在工程背景环境下进行知识及技能学习。CDIO模式是针对工程教育中实践教学脱离工程实际、学生缺乏自主学习能力等问题而提出的，以工业产品寿命周期过程为载体，将教、学、研融入到工程环境中，培养学生工程能力，包括工程技术知识、学生自主学习能力、团队交流能力和工程环境下的创造能力[2-5]。

2005年顾佩华教授率先将CDIO工程教育模式引入汕头大学[2]，并结合学校特色提出EIP-CDIO工程教育模式。随后CDIO理念在国内迅速传播，并应用于工科教育实践中[6]。部分高校基于该理念提出了独具特色的CDIO教育模式[7-10]，并推广到非工科专业教育实践，如成都信息工程学院在管理专业实施了CDIO教育模式，取得了良好效果[11]。CDIO理念在专业培养内容、课程体系、教学方法及评估改进等各方面是全面渗透的，教学改革也是在各方面开展的[12]。顶层设计引入CDIO理念的同时，各课程教学方法及环节均需要做适应性改革，使CDIO理念融入至每门课程的知识体系中。如郭长虹等针对工程图学的教学体系改革，使学生的掌握情况得到极大提高[13]。而顾春琴等基于CDIO理念对数据结构课程进行教学改革，将CDIO理念贯穿于课程的知识体系中，起到了较好的教学效果[14]。

安全经济学属于应用性科学，在企业管理中具有广泛应用前景。企业要求安全工程专业人才能分析工程项目的安全经济问题，能提出方法并去解决问题。现有的课程教育模式难以满足这种需求，而CDIO教育理念显然能解决这种矛盾，因此采用CDIO工程教育模式对课程教学进行改革势在必行。

三、课程教学改革实践

1. 课程教学改革基本思想

课程教学改革的目的是为了培养更能满足企业或工程需要的人才，因此课程教学目标需要经过就业单位或用人单位的确认，并从中筛选出与课程相关的信息并加以利用。

为实现这一目的，将课程内容重新整合，改进教学方法。借助工程实际问题，设计一体化的学习经验，让学生从中学习工程基础知识，去体验真正的工程师在工作中所经历的问题。这种一体化学习经验将会对学生产生深刻影响，既能提高学生主动应对工程问题的能力（态度），又能加深工程基础知识的理解，甚至于培养学生的团队协作与交流能力。

2.教学改革内容

（1）课程教学目标。

图1 经用人单位确认的课程教学目标

笔者结合安徽理工大学本科生就业情况，通过采用走访与座谈交流的方式，对就业人数最多的4类典型企业进行了调查，获取了企业对本专业毕业生的要求与期望的问卷。结合“安全经济学”的教学内容，整理出与用人单位期望相符合的课程教学目标（如图1所示）。新的教学目标在保证基础知识的同时，强调了安全经济分析能力与安全经济管理能力。

（2）实践教学一体化设计。

将课程内容整合，基于工程问题的发现、分析与解决思路，构建了一体化实践教学体系（如图2所示）。该体系以学生实习单位为工程背景，以工程实际问题为载体，按照发现问题、分析问题和解决问题的逻辑顺序，将教学与实践环节整合在一起。一方面，学生从课堂获得工程基础知识；另一方面从工程问题中得到实践锻炼，从而体验完整的工程问题解决过程。

工程背景的构建将以学生的实习单位为依托，使学生形成企业的工程环境和安全环境两个背景。工程环境包括企业的生产运行、企业管理等，而安全环境则包括企业安全状况、安全管理等。教学过程根据工程背景开展安全经济学理论知识授课，从工程背景中提炼企业的多类安全经济问题或课题。所提炼的安全经济问题一方面可以作为探究式教学的工程案例用于安全经济学技术方法的授课，另一方面可作为学生实践作业的课题。

学生以安全经济学理论为指导，在实习单位经历整个生产过程和安全管理过程，通过搜集资料，在大脑中构建工程背景。教师需要引导学生应用安全经济分析技术，针对工程背景，进行安全经济分析，得出某一个方面的企业安全经济问题或课题，并利用安全经济管理的相关技术进行分析与解决，从而将“学”与“行”有机结合。

（3）基于项目/问题的探究式教学设计。

从学生熟悉的工程背景中提炼工程问题引入课堂，这种方法大幅调动了学生积极性，提高了学生发现问题和解决问题的能力。

提炼工程问题是教学设计关键，不仅是考查学生应用能力，更是考查教师专业能力。问题提炼源自企业安全活动，包括企业危险源辨识、风险分析到安全措施分析、安全经费预算等安全管理各环节。在融合其他课程知识的前提下，强化安全经济学问题的提炼。例如：淮南市某学生公寓，学生对该公寓消防系统进行认识学习，同时搜集了大量数据，包含事故、安保投入、消防系统维护等多个方面数据。学生构建了工程背景后，教师引导学生共同提炼问题。例如：利用历年数据分析边际安全效益，采用安全价值工程方法确定消防系统更新改造方案，高层火灾事故损失如何计算。工程问题在课堂中的作用主要是串联课程知识点，激发学生的创新思维。而每个工程问题均作为学生的实践作业，由学生自主团队共同完成。

学生对该类工程案例较为熟悉，通过课堂及实践的分析、思辨，极大地深化了学生对课程内容的理解程度，提高了学生解决实际问题的能力。

（4）科研教学融合的实践教学。

图2 安全经济学一体化实践教学体系

在工程问题引入同时，建立安全经济学领域的实践创新平台，引入科研项目。科研项目分为两类，第一类是教师主持的各类科研项目，主要给予学生行业发展前沿方面的信息。该类项目使学生可以参与其中力所能及的工作，例如数据的采集、处理与分析等。通过课题讨论分析、总结研究成果、撰写研究报告，使学生真正融入其中，深入理解工程研究创新思路与实现过程。但该类科研项目所能覆盖的学生范围较少，因此可充分利用现代化教学手段，借助3DMAX，AutoCAD等软件，将科研过程在课题上展示给学生。另一类则是各类大学生自主科研项目，充分利用国家大学生创新创业项目、安徽省大学生创新创业项目及校级大学生创新创业项目这三个平台，由教师为指导确定大安全方向的研究课题，学生为主体全程负责。例如由本科生主持的科研项目“淮南市高层公寓意外事故损失计算模型”，小组成员在淮南市多个高层公寓进行事故模拟（机械伤害、触电等类型），全程参加事故处理与损失分析，极大地强化了学生的应用能力。该类课题的覆盖面广，可充分发挥学生的专业特长。

（5）考核多样化，突出应用能力。

课程考核淡化笔试卷面成绩，突出实践部分考核成绩比重。实践部分是考核团队协作能力、动手能力的重要部分，课题均由工程项目中提炼，由学生自主团队完成。在整个过程中，每组成员需要搜集资料，积极开展课题研究，课程结束后每组成员采用PPT集体汇报作业成果。

根据作业课题完成情况给出课题总体评分，根据总体评分给出各小组不同名额的“优、良、中”成绩，各小组根据成员参与程度互相评分，从而确定每个学生作业成绩。例如，某课题“各小组联系医院、交警部门、保卫部门等单位，分析事故、投入及损失的相关性”，其中考核优秀的小组以“损坏路灯的安全投入和损失”为题，分析了因路灯损坏引起的交通纠纷事故，定量分析了安全投入与事故损失的关系。

四、课程教学改革的初步效果

通过引入CDIO理念，对“安全经济学”课程进行了教学改革，完成了实践教学一体化学习经验构建，改变了考核方式。新的教学模式用于我校2012级安全工程专业学生，并与前两届采用旧教学模式的学生进行对比。

学生出勤率方面，2012级学生总体出勤率为95%（总人数为176人），对课程评价为95分（学生测评分数），学生的上课气氛非常活跃。而2011级学生总体出勤率为81%（总人数为170），对课程评价为85分（学生测评分数），学生上课气氛懒散，普遍存在玩手机看小说现象；2010级学生总体出勤率为84%（总人数为168），对课程评价为86分（学生测评分数），学生上课气氛懒散，少有积极参与课堂教学。

学生实践方面，在新教学模式的影响下，学生在“安全经济学”的实践创新方面取得了较好的成绩。以往学生创新项目的申请主要集中在学校传统优势行业（矿业安全），而2015年立项则逐步出现安全经济学内容，如“淮南市高层公寓火灾事故损失计算模型”、“基于安全价值工程的除尘系统选择方法及应用”等课题。

五、结论

基于CDIO工程教育理念，构建了以学生实习单位为工程背景的一体化教学实践体系。应用结果表明，基于CDIO理念的课程一体化教学实践体系较好地激发学生的学习兴趣，提高学生解决实际问题的能力，有效解决了教学实践脱钩的问题。

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1006-9372（2016）04-0051-04