基于目标导向的《安全系统工程》课程混合式教学改革与创新探索

2022-07-08冯小军

科技风 2022年16期

冯小军

中国矿业大学安全工程学院江苏徐州 221116

1 概述

安全系统工程是一门新型的综合性、交叉学科，随着科学技术进展而不断发展，同时也与安全应急业务领域融合紧密，其高效应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对象是产业工程，包括了采矿、石油、化学、机械、煤炭、交通运输、建筑材料以及核工业等多个产业领域，使用范围也十分广阔[2-3]。但随着安全科学技术和工程学科的发展，安全工程所涉及的前沿知识体系也将不断创新与拓宽。作为安全工程学科的重点专业课程，《安全系统工程》将重点探究生产安全事故的发生规律、分析评估、防范及管理方式，课程目标是让学习者熟悉安全系统工程的形成背景和现状；同时了解安全系统工程处理生产安全问题的核心基本原理和方法，以及在系统安全分析、系统安全预警和系统安全评估过程中所包含的具体基本原理和方法；熟悉系统安全控制技术的通用原理、准则及其工作方法。同时，经过该课程的教学，使学习者了解安全系统工程的主要基本原理与方法，具备独立解决企业实际问题的能力。《安全系统工程》专业基础课的设置，不但有助于矿业公司各类复合型安全人员的培训，同时也可以扩大施工安全管理专业学生的职业范围和发展前景，如专业课中的“石油化工公司火灾事故爆破风险指标评估法”“重大危险源识别及评估”等教学内容，是对石化、特大型仓库等工矿公司的重要内容，这部分教学知识也为在相关行业就职的施工安全管理专业毕业生，奠定了知识储备。

作为工程安全管理学科的重点专业课程，《安全系统工程》重点探究生产安全事故的产生规律、分析评估、防范及管理方式，课程目标是让工程学习者熟悉生产安全系统工程的形成背景和现状；掌握安全工程处理系统中安全问题的核心基本原理和方法，即在系统安全分析、系统安全预测和系统内部安全评估中所包含的具体基本原理和方法；熟悉系统安全控制技术的通用原理、准则及其工作方法。同时，通过该课程的学习，使学生掌握安全系统工程的主要原理和方法，具备独立解决企业实际问题的能力。《安全系统工程》选修课的设置，不但有助于矿业公司各类复合型安全人员的培训，同时还可以扩大施工安全管理专业学生的职业范围和发展前景，如选修课中的“石油化工公司火灾事故爆破风险指标评估法”“重大危险源识别及评估”等教学内容，是对石化、特大型仓库等工矿公司的重要内容，这部分教学知识也为在相关行业就职的施工安全管理专业毕业生，奠定了知识储备。

课程教育是人才培养的基本落脚点，做好课程设计工作是提升教育教学质量的关键保障。课程设计工作是课堂教学的重要环节，通过课程设计工作将课程目标、教育思想等有机地纳入了课堂教学流程中，让教育流程的执行变得更加规范、合理，提高课堂教育的品质并与培养目标相互融合。同时按照工程学科认证规范和要求，根据教育目标导向和信息化背景下的混合式教学模式和方法，对《安全系统工程》等课程加以调整与优化。混合式课堂的发展可以更加发挥学生在课堂上和教学活动过程中的主体地位，在课堂中可以扩大学生教师间的互动与沟通，从而充分调动学生积极参与教学活动、自主学习的主观积极性，进一步提升课堂品质，从而更好地为施工类安全管理专业的本科教育人才和矿业技术类复合型安全人才提供保障，同时，对“双一流”专业的建立与发展，也有着重要意义。

虽然《安全系统工程》教学中已基本建立了体系比较完备的专业课程，但在课程目标培养、课程完善、教学模式和实验方法改进等方面，与国际工程认证要求还具有相当的距离差异[4]。同时，由于科技的快速发展，以及国家有关规定和产业标准、技术标准的调整与更新，学校根据工程专业认可的有关规定和标准，对《安全系统工程》教学内容做出调整、对教学方法进行改进很有必要。

2 校内教学现状

我国在20世纪80年代开设了《安全系统工程》选修课，并成为“矿井通风技术与安全技术”学科(1994年改名为安全生产工程技术)的主要学科。目前，《安全系统工程》总学时四十八学时，为安全系统工程与消防设施的专业基础课，在大二第二学年开设。本校在2005年推出了《安全系统工程》教材，并一直作为我校《安全系统工程》课程的教科书。该课程不但在本校进行了应用，而且还被西安科技学院、河南理工、山东科技学院、安徽理工大学等许多高校作为相应课程的教科书采用，教材内容也被后来推出的同类教科书作为借鉴，并产生了很大的影响，一直保持着遥遥领先的地位。但需要说明的是，安全系统工程是一种新型的科技，是随着科学技术进展而不断发展壮大的。如果该课程问世时间比较早，或者课程教材内容比较滞后，特别是触及到发达国家和产业的安全政策、规范和技术标准的更新变化时，就必须进行增补或修改有关教学内容，以确保学习者接触到创新的知识教学内容。所以，对授课教学内容加以创新与调整十分必要。

中国矿业大学安全工程学科在2015年参与了工程教育专业认定，初次进行了学科专业认定，并在2018年完成了第二次学科专业认定。在认定过程中也出现了一些问题，比如“部门学生在毕业设计等工作环节处理复杂安全工程提问时虽关注经济社会、环保、法制、卫生等因素，但是不足明显”“部门学生在毕业设计课程中关注环境保护、社会可持续发展的因素不足明显”等。根据上述主要提问，安全管理本科人才培养方案(2016版)对《安全系统工程》等主要选修课的讲授大纲要求、学科设置的选择等主要方面做出了适当调节与完善。成为此次调控的重要环节，《安全系统工程》选修课新增了课程设计环节，课程设计目的旨在继续巩固所学安全系统工程知识，培养对《安全系统工程》及其选修课中学习理论知识的综合使用才能，并发掘提问、剖析问题和解决实际问题的基础。

尽管《安全系统工程》的课程对所在专业领域从师资队伍、教学内容构建、教学方法与实施等方面都进行了持续的调整与完善，目前已基本建立了相对完备的专业课程。但与国外系统工程学科认证标准比较，在课程目标培养、内容完善、教学模式与方案完善等方面，还具有很大差异。学生问题主要体现在学习积极性不高、社会认知参与度不够以及各个学生的学习成绩差距过大等问题，所以有必要根据工程教育专业认证的核心内容理念作为目标导向。工程认证标准详细地说明了培养和毕业标准，基于目标导向既可以对目标的实现程度做出评估，也可以最佳反映学习者实质等效的需求，并且可以根据当前快速发达的信息化科技，通过开设国内外混合式课程，更加发挥国内外学生在学校课堂与教学流程中的主导地位，从而充分调动国内外学生的参与教学、主动学习的积极性，进一步提升学校教学品质，提高《安全系统工程》课程建设及教学实践研究水平。

3 改革内容

根据目标导向和信息化背景下的混合式教学模式和方法，对《安全系统工程》的教学进行了调整与优化。通过教学内容调整、教学方式改变、课件更新和课程设计建设等多环节。改革内容及方案如下所示：

图1 课程改革路线图

3.1 优化教学内容

由于学科方向愈来愈广，工程专业的覆盖范围也不断扩大，学生毕业后在安全工程领域中所从事技术岗位的学科范围也更加宽泛，不但涵盖到了安全工程、机械、结构工程、化学工程等专业领域，还涉及设计、管理、规划等领域，为优化《安全系统工程》教学中各部分的教学顺序和学时比例，对系统安全工程中的“事故致因理论”“网络安全分析方法”“信息安全预报技能”“系统评价”“系统安全控制”等部分的教学内容进行了调整。并提高实践案例的教学时间比例，例如，在讲解安全检查表法、系统故障分类以及危害分析方法时，主要采取案例教学方式；在运用教学事件树解析部分教学内容时，可采取讲授型课堂教学、个案教育与启发讨论型教育等几种方式相结合的教学模式。

3.2 改进教学方法

我国发布的《教育信息化“十三五”规划》，要真正地以教育信息化为契机促进发展和课程变化。根据安全工程的教学特色，对传统课程讲授法之外的新教学模式加以探究与实验，同时利用现代化的多媒体技术与互联网信息技术，探讨新的更符合课程要求的教学模式，并通过新课程、收集与整合教学资源。依托“清华教育在线”的网上教育综合平台，建立我校《安全系统工程》等学科的优秀网上教育资源，除了教学PPT、教学大纲等基本课堂资源之外，还包含研究论文、发明专利、典型案例视频等丰富类资源以及教学练习题、测试题等资源，为学习者进行自主式研究教学或小组合作学习创造了有利条件。通过网上授课环节，由老师在课堂教学或网络平台上布置教学任务、探讨热点话题，学生也可使用网络资源自由教学、问题咨询、参加互动交流；课堂教学环节，老师一般只介绍重点、难点内容和学生所提出的疑问，并穿插了课堂练习、教师专题讲解、教学小组讨论、学生询问老师反馈意见等环节。采用了基于课程目标引导的《安全系统工程》学科混合式教学改革，通过到达启发与讨论式教学方法，充分调动学习者群体的积极参与教学活动、自主学习的积极性，以进一步提高课堂教学质量。

3.3 完善实践教学

《安全系统工程》教材实际上是一个基本理论性较强的专门技术基本课，当中有部分内涵较深的理论知识基本统计教学内容，只有把理论知识通过运用练习的方法才能够内化为学习者的结构与才能。该教材包括网络安全分析方法和信息系统安全性，当中包括大部分比较繁杂的算法，如事件树的定性定量分析、系统可靠性分析方法、安全性决定及其事件估计等相关领域方面，Windchill Quality Solutions(WQS)的软件，能够有效进行FMEA数据分析、ETA数据分析、FTA数据分析。使学生更加熟悉WQS软件的实际使用，这样既可以进一步提高学生对安全检查表、故障分类和危险性分析方法、危险性和可操作性调查、火灾事故树、火灾爆炸指数等分析方法的掌握程度，也可以提高教学效率，扎实专业知识技术，同时还可以培养独立思考和自主动手的能力。