应用型本科院校《特种设备安全》课程教学探索与实践

2020-01-08朱林林秦英月李宗群王传虎

山东化工 2020年18期

李席，朱林林，李良，秦英月，李宗群，王传虎

(1.安徽省硅基新材料工程实验室，蚌埠学院，安徽蚌埠 233030；2.蚌埠学院虚拟仿真中心，安徽蚌埠 233030)

特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器(含气瓶，下同)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场(厂)内专用机动车辆[1]。特种设备与人们日常生活及工业生产密切相关，但因其危险性，国内外与之相关的事故屡有发生，给经济建设和社会文明带来了较大影响，特种设备安全问题日益受到重视[2-4]。

《特种设备安全》是安全工程专业的一门重要课程，通过学习该课程，学生可以了解和掌握特种设备的安全管理、安全技术和常见事故原因及控制措施等相关知识，有助于提高特种设备的安全管理水平和技术水平，对保障企业安全生产具有重要意义。该课程内容多，涵盖范围广，繁杂琐碎，实践性强，教学枯燥乏味，学生学习兴趣低。为此，结合《特种设备安全》课程教学特点，如何提高学生学习积极性，提高教学效果成为教学工作者亟需解决的问题。从丰富教学模式、虚实结合的实践教学及完善考核评价等方面对《特种设备安全》课程教学进行探索与实践。

1 应用型本科院校《特种设备安全》课程教学基本现状

1.1 教学模式局限

特种设备安全课程主要内容包括各种特种设备(锅炉、压力容器、压力管道、起重机械、电梯、大型游乐设施和场(厂)内专用机动车)的基础知识、安全管理、安全装置、安全技术、检测检验、常见事故原因及控制措施以及典型案例分析等[5]，内容广泛，识记性知识点多。

目前，大多数的《特种设备安全》授课老师使用多媒体教学，灌输式教学普遍，教学方式多依赖于教材内容和案例分析，教学内容及模式较为单调[6]，学生也渐渐习惯这种教学方法。受制于课时，教师上课的速度也较快，学生对课堂内容消化要花费大量时间。教学中大部分时间是以教师为中心，教师与学生的“中心角色”错位，学生对课程认可度不高，学习积极性难以充分调动，综合能力的培养受到限制[7]。

1.2 实践教学环节薄弱

《特种设备安全》课程实践性强，需紧密联系实际。然而，我校是一所典型地方应用型本科院校，较国内外知名大学而言，学校教育环境、人才培养模式、实践条件保障等方面差距较大[8]，尚不具备配备典型特种设备模拟器、安全附件和教学场地等能力，实践基地建设滞后，不能通过实体设备进行演示教学，学生难以充分理解一些课程内容。相对薄弱的实践教学环节，使得教学效率难以提升，制约着学生知识面和工程化能力的发展，难以匹配应用型本科培养模式及定位要求[9-10]。

1.3 考核方式单一

传统的《特种设备安全》课程成绩组成为平时成绩占30%，期末考试成绩占70%，平时成绩依赖于课堂出勤率，不免单调，学生应付心理较强，临近期末考试时，突击学习现象普遍，有些学生平时没有好好学，考前突击就能取得不错成绩。同样地，教师也担心不及格率过高，甚至违规给出考试范围[11]。考试定成绩，忽略平时过程性考核的评价方式亟需解决。

2 教学探索与实践

2.1 丰富教学模式

2.1.1 教学方式丰富，答疑形式多样

教师课堂讲授避免讲解所有知识点，应具有较强的综合性和概括性，可根据讲授内容给学生们布置课后学习任务。教学中灵活地选择运用启发式、提问式、联想式、案例式等教学方法以及慕课、微课、翻转课堂、科研促教学、专题报告等教学方式[12]。积极开展线上线下相结合的讨论式案例教学，可在线上分配一些讨论话题，充分利用QQ、微信、邮件、学习通等进行网络在线答疑，以节省课堂时间。讨论方式包含分组讨论、随机抽查、主动阐述观点、教师总结等，鼓励学生利用百度、谷歌、小木虫、MOOC 课程等平台，与相关专业人士互动交流[13-14]。课后，学生可通过网络教学平台，结合自身情况，自主学习教师上传的特种设备安全相关的正能量案例、事故警示片、课件、公开课视频等教学资料，完成相应的学习任务，以加深对课程内容的消化、吸收。通过线上线下互动，提高讨论的实效性，加深学生对于知识的理解和探究。

2.1.2 学生讲课

为了充分调动学生参与教学积极性，课程设置了学生讲解教材知识点环节。提前给学生分组布置知识点及要求，当学生讲解完毕后，教师及学生分析讨论。通过让学生讲解教材知识点，不仅让学生更深入了解课程内容，调动学习兴趣和参与意识，锻炼其课件制作能力和语言表达能力等[15]，而且教师也能从中吸取经验。实践也发现了一些值得注意的问题，比如有的学生性格偏内向不善于表达、出于应付心态制作的PPT质量较差等。

2.1.3 科研促进教学

教学中适时引入近年来特种设备检测检验、安全管理等新技术与新方法，比如应用无人机、大数据、物联网技术和人工智能等检测特种设备，以拓展学生视野，改善教学效果。我们邀请具有丰富特种设备安全管理经验的企业管理层、安监局专家和安全评价公司专家等面向学生开设专题讲座，与学生交流现场安全管理心得及企业招聘的学生应具有哪些能力与品质。这样的讲座既拓宽了学生眼界，为学生努力方向提供参考。

兴趣是最好的老师，结合学生的兴趣和教师的科研项目，让学生主动参与创新性课题，如“氯气管道泄露的模拟分析”、“有限空间内氩气泄露后果数值模拟分析”等，既可以作为学生的毕业论文题目，让学生有的放矢学习，调动了学生积极性和主观能动性，也可以为发表科研论文，参加挑战杯等奠定基础。不仅有利于学生更好地理解课程相关内容，还有助于学生综合能力的提升。

2.2 虚实结合的实践教学

2.2.1 实验室教学

实验室教学有助于直观认识特种设备，改善教学效果。在教学实践中带领学生分组参观实验室和分析测试中心，结合相关特种设备进行讲解，如电梯、液氮罐、氧指数仪配套的氧气瓶、热重分析仪配套的氮气瓶和空气瓶等，引导学生发现相关安全隐患(如安全操作规程、颜色标识、气瓶固定、存放位置等方面是否符合要求)并给出合理化建议[6]，并以此布置课程作业(打印附图)。此外，在学生参观实验室过程中，留意实验室等建筑物的消防设施、安全疏散设施和标志，如火灾探测器、灭火器、消防栓、消防应急灯和应急疏散路线标识，并启发学生，一旦遇到实验室特种设备相关火灾、气体泄露事故时，如何处置。

2.2.2 虚拟仿真教学

除参观真实实验室之外，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生通过网络在虚拟环境中开展实验，成为国内外现代教育的研究热点和发展趋势[16]。特种设备具有爆炸或机械伤害危险，一旦发生事故，将摧毁设备和建筑物，造成人员伤亡，使学生培养过程中必不可少的实践环节受到了很大的制约。为此，分配课程若干学时于进行虚拟仿真教学显得很有必要。

目前校虚拟仿真实验中心平台可以提供锅炉满水、锅炉缺水、给水管坏、停电事故等8个锅炉事故类型DCS控制虚拟仿真实验。学生通过学习锅炉单元操作的开车、正常运行、停车、锅炉参数调节与控制、事故类型、分析及紧急处理等等模块，可进一步理解锅炉事故中各种异常操作现象、产生的原因及对处理方法，增加学生的实践经验，提高学生应对紧急突发情况的处理能力，以适应工矿企业的要求。学生可自主选择事故类型，由学生自主按照规定的紧急处理方案在虚拟仿真装置上进行操作，通过评分激发学生的学习积极性和主动性。

虚拟仿真实验系统的应用，避免接触实际的实验装置和化学试剂，规避了真实实验或操作可能带来的各种危险，还可以打破时空限制，在保证教学效果的前提下还可以极大地节省成本，丰富了教学手段，有利于培养学生的综合能力[17]。

2.2.3 实践教学

学校依托地方，与蚌埠市华海化工有限公司，中航三鑫太阳能光电玻璃有限公司，安徽凤阳玻璃有限公司等企业签订了实习基地协议，可保障实习教学顺利开展。课程结束前后，我们不定时组织学生去相关企业实践参观教学，委托企业相关责任人对师生讲解工艺过程中主要设备结构、用途、安全管理、缺陷检测方法与产品质量保证措施等，鼓励学生积极发言提问。学生通过企业实地参观实习，对特种设备有了更直观的认识与理解。

2.3 灵活的考核评价方式

为更好的反映学生的综合素质，我们主张多种形式过程性考核评价体系，而不是传统期末考试定成绩。教学实践中应用灵活多样的平时成绩组成，引导学生重视平时，而不是应付最终的期末考试。课程考核灵活运用期末闭卷考试(50%) +学生讲课(10%)+作业(10%) +课堂参与度(10%) +出勤(10%) +虚拟实验室及平台测试数据(10%)。期末考试题中减少识记性内容比例，增加事故案例分析、与实际联系紧密的工程设计题目等主观题比例，考查学生分析和解决实际问题的能力。课程结束后，结合学生评教信息，设计并发放调查问卷给学生，根据反馈结果，找出不足，针对性采取措施以持续改进课程教学。教学实践发现，多样的考核方式增加了师生间互动性，提高了学生学习积极性和课堂参与度，课堂中学生低头现象明显改观，学生对课程、教师和专业认可度提升。