“安全系统工程”课程教学内容优化与教学方法改革探究＊

郭超超，李玉佩，赵慧冰

（1.安阳工学院飞行学院，河南 安阳 455000；2.谭怀中学，河南 焦作 454950；3.黄河交通学院交通工程学院，河南 焦作 454950）

近些年，随着社会经济的快速发展导致安全问题愈发凸显，社会急需大批专业安全人员开展安全培训、安全评价以及安全管理工作，因此开设安全工程类专业院校数量呈现快速增长趋势，目前国内有近200所院校开设有安全工程专业，且大多数高校开设有“安全系统工程”。随着各行业开始重视安全生产，安全工程专业也从最初依附于矿业工程学科下，到现在作为独立学科，安全工程专业发展异常迅猛[1]。而“安全系统工程”作为一门重要的安全工程专业核心课程，是安全科学中最重要的理论课程，是学生形成安全思维和系统思维的重要载体[2]。课程从系统角度出发，以生产工艺单元为研究对象，重要讲授系统安全定性分析、系统安全定量分析、系统安全评价、系统安全预测与决策等内容。该课程可为后续本专业其他专业课的学习奠定基础，如后期学习的安全学原理、安全评价、安全管理学、安全心理学等学科，同时该课程不仅为安全工程专业学生在将来从事本专业的科研、安全管理和安全工程技术等工作提供理论指导，同时该课程作为大多数开设有安全工程专业院校研究生入学考试的专业课更突显其重要地位。

和其他课程相似，在教学过程中，教师往往要面对如何利用有限的学时来拓展和深化教学内容，提高学生的学习积极性，克服实践经验缺乏的问题。为此，很多专业教师针对本课程教学改革进行了广泛、深入的探索，并取得了一系列切实有效的教改措施，如宋晓艳等[3]提出将项目教学法应用于安全系统工程专业课教学过程中，以此来提高在专业课教学质量，从而增加学生实践经验；王凯等[4]对“安全系统工程”实训教学模式进行研究与探索；孙晓元等[5]提出构建基于“互联网+”的“线上”+“线下”混合式教学模式。但是，如何科学地改进本课程的教学过程，确保达成培养目标仍将是该课程在今后一段时间内的目标和研究内容。

1 教材选取及教学内容改革

1.1 教材选取

虽然目前“安全系统工程”教材很多，但是大多教材将注意力放在了事故多发的煤矿、建筑、化工等安全问题上，而忽视了民航同样需要安全系统工程作为安全管理的支撑，安全系统工程的研究内容广泛，并且注重理论和实践相结合，但是对全国高校使用的“安全系统工程”教材调研发现，大多数教材的内容体系滞后于安全发展动态，而且在一定程度脱离了工程实际应用。众所周知教材质量影响教学效果，因此在挑选教材时要认真考虑本专业的人才培养目标。安阳工学院安全工程专业下设于飞行学院，依托“航空背景”毕业生主要就业方向为航空公司、机场等企业。故需要培养一批掌握安全工程技术、安全管理等理论知识和专业技术能力的高素质应用型人才。通过对比分析不同教材的内容、特点、教学目标，结合安阳工学院安全工程专业的特色，选择了“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材、高等教育安全科学与工程类系列规划教材，由机械工业出版社出版的《安全系统工程》（主编为徐志胜、姜学鹏）为课程教材，并选择了2本教材作为参考用书。

1.2 教学内容改革

“安全系统工程”中涉及的概念、方法较多，尤其是与多学科的交叉性导致学生在学习过程中学习效果差、理解不透彻的问题，现将该课程教学内容进行适当改革，具体如下。

在整个“安全系统工程”教学过程中需要用到布尔代数、概率论、运筹学、模糊数学等数学知识，故需要提高学生数学功底，因此将该课程放在了二年级第一学期。同时该课程又是其他安全工程专业课的基础课程，在整个安全专业学习中具有重要地位，但是该课程中的部分内容与其他安全工程专业课程存在部分重复现象，如与“安全管理学”“安全评价”等课程。因此要与其他任课教师提前做好沟通，合理分配和规划课程进度和学时，避免出现重复讲解从而导致学生降低学习兴趣。

针对安阳工学院安全工程专业具有航空背景的特点，并结合毕业生工作情况，对课程内容进行适当调整和更新。目前与安全紧密相关的执业资格考试主要有注册安全工程师、安全评价师、消防工程师考试，依据行业特点增加安全评价和安全预测方面的教学实践活动，并增加“综合安全评价”方面的教学内容。“安全系统工程”中介绍的事故树、预先危险性分析、危险性与可操作性研究、灰色理论、马尔科夫链、模糊决策法、回归分析等方法常被用于本科毕业论文的撰写中，因此也要在讲授过程中将此部分内容作为重点进行讲解。在系统安全定性和定量分析和系统安全评价章节中，引入层次分析法和风险指数评价法，该分析方法简单有效，能够让学生在短时间内体会到分析方法对于分析问题解决问题的重要性。在利用事故树分析法时可以选用一些国内外发生的民航事故作为素材进行实际演练，例如对中国曾发生过的伊春空难进行分析，提高学生触类旁通的能力，也为将来进入民航系统做好准备。

在教学内容中融入课程设计，利用行业背景和学校实际情况让学生对加油站、公寓楼、食堂以及航空公司等进行安全评价，在实际的安全评价过程中体会安全评价的思想及方法，让学生得到实战的机会。为保证课程设计质量，避免流于形式，采用6人为一组，自主选择感兴趣的课题进行调研完成安全评价报告，在完成课程设计后分小组上台进行讲解并答辩，组成由2～3名教师组成考核小组，在学生讲解过程中现场提问题并给出评价建议，不仅能够保证课程设计质量，而且也为学生的后续学习提供思维指导。

2 教学方法改革

2.1 强化课程地位，挖掘课程深度

在首次课堂上就要让学生了解“安全系统工程”在安全工程专业中的地位：①该课程是安全工程专业的基础课程，是学习其他专业课的基础；②该课程是绝大多数高校安全工程专业研究生入学考试专业课；③该课程是学生毕业后工作应用最多而且最实用的课程；④该课程也是二级建造师、注册安全工程师、消防工程师等资格考试的考试内容之一。在实际教学过程中，不仅让学生掌握课本中的基础知识，而且要主动将相关的考研试题和安全专业执业资格类考试试题融入到课程教学中。在讲授系统安全定量分析——事故树分析中，绘制事故树是其中的重点和难点，在绘制事故树时引进一些事故树分析软件如FreeFta、CAFTA、EasyDraw等。通过应用软件，可以非常方便地选取各种逻辑门和事件符号，快速绘制事故树，并通过相应的功能模块实现快速求解最小割集、最小径集、顶上事件发生概率等。通过该软件的引入提高学生对软件的认识，深度理解事故树在实际应用时的作用。在讲授过程中，让学生深刻理解该门课程是如何具体应用以及如何出题的，更加能够提高学生的学习主动性和积极性。

2.2 采用“理论-实验”教学模式

多数学校认为“安全系统工程”作为一门理论性极强的课程没必要做实验，但实际上“安全系统工程”内容抽象，其中的模糊决策法、灰色理论、马尔科夫链、回归分析等方法均需要一定的计算机工具作为辅助。“安全系统工程”课程中重点是对安全问题进行安全评价、可靠性分析和安全预测，但是其中用到的算法较为复杂，需要对数据进行各种处理和计算，这个过程很难通过人工去手动解决。因此让学生掌握一门计算机语言提高学生解决问题能力愈加重要。故安阳工学院为加强学生知识迁移能力和动手能力，设置了8个学时的实验课，在实验课开始前先由教师讲授该方法的特点和适用范围，后半部分则让学生用具体方法解决实际问题，在利用上述分析方法时引入MATLAB软件的学习，可以很大程度上提高学生动手能力和思维能力。选用MATLAB软件可以方便实现各种计算，并且该软件已经成为数学类科技应用软件中的翘楚，不仅能够解决“安全系统工程”中涉及到的算法问题，而且对其他专业的学习也起到了促进作用。

2.3 强化“案例教学”模式，激发学生兴趣

提高教学效果的关键在于提高学习兴趣，让学生能够体会到“安全系统工程”会在未来工作中起到重要作用，从而激发学生求知欲。针对“安全系统工程”中存在非常多的概念和原理，在讲授过程中学生往往会走神导致注意力难以集中，并会感觉枯燥。为解决上述问题，首先在讲授定量安全评价方法——事故树时，可以通过不断提出新问题激发学生求知欲，引导学生从自身特点出发，提高学生发现并解决身边问题的能力。而且可以在教学过程中强化“案例教学”。在案例教学中可针对网络平台上发布的某一安全事故的调查报告，引导学生自己调查分析事故，确定要分析的顶上事件，调查事故发生原因，绘制事故树，并对事故开展定性和定量分析。在完成事故树分析后，选择部分学生进行分享，大家共同参与、集体探讨事故树编制并分析是否合理，在提高教学教学效果的同时使学生真正掌握事故树分析方法[6]。结合专业特色，可以选用一些国内外发生的民航事故作为素材进行实际演练，例如对中国曾发生过的伊春空难进行分析，提高学生触类旁通的能力，也为将来进入民航系统做准备。

2.4 借鉴国内外最新安全理论和技术发展，深入了解安全工程专业

重点关注国内外最近的安全理论和技术发展，通过阅读《中国安全科学学报》《安全与环境学报》《中国安全生产科学技术》等国内期刊，《Safety Science》《Reliability Engineering and System Safety》等国际期刊，开阔学生视野。定期组织讨论和翻译相关文献，培养学生自主研究和解决问题的能力。对于社会上发生的特别重大安全生产事故、行业的法律法规、标准规范等知识要做到及时更新，让学生及时了解国内外最新的安全发展趋势和现状，从而使本课程与实际结合得更加紧密。

2.5 开展应急演练评估教学

依托航空安全与应急管理国际联合实验室，结合安全系统工程教学内容和学院航空特色背景，进行民航客舱应急疏散演练评估教学。安阳工学院的联合实验室拥有B737、塞斯纳172实训飞机等设备。利用B737飞机组织学生开展应急疏散演练，在实际演练中让学生掌握应急演练评估的程序、内容，真切地感知应急演练的重要性。

同时可以利用B737飞机客舱为研究对象，让学生利用数值模拟软件对其进行仿真模拟，模拟其火灾危险性和乘客在疏散过程中是否能够安全疏散。多角度、多维度地使学生掌握该部分内容。

2.6 依据“成果导向”，注重效果考察

“成果导向”理念所追求的结果是阶段性的累加，而非终极性[7]。对于“安全系统工程”的课程评价不能再沿用单一的总结性评价，而应以形成性评价为主并辅以多种形式的其他评价方式。“安全系统工程”非常注重实践，因此单纯的闭卷考试并不能客观地评价学生对于知识的掌握情况和运用能力。因此针对不同的学习阶段应采用不同的考核形式，并依据考核结果调整教学方法。例如，可以对学生进行阶段训练、综合训练等多方面评估，不在仅以一张考卷评判学生对知识的掌握情况。

3 教学形式改革

由于“安全系统工程”内容涉及很多的概念和原理，并且在系统分析中有数十个分析方法，导致内容稍显枯燥，如何提高学生学习积极性和主动性成为关键。笔者认为在教学过程中应以学生为中心，教师为辅助，从而保障学生的学习效率。根据该课程特点可以采用高效的教学形式。

3.1 分组讨论与训练

“安全系统工程”中有多个定性和定量分析方法，由于不同方法有不同特点，因此适用性也存在明显差别。因此在讲解该部分内容时，可以利用上课时间给学生讲解不同评价方法特点及适用对象，在讲解完毕后给学生留出答疑时间。当学生都认为讲解的内容没有疑问后布置作业，让学生自由组成学习小组，围绕自己感兴趣的内容运用学到的方法解决存在的问题。在实际解决问题时可能存在针对相同的研究对象不同学生选择了不同的方法，届时可以分组讨论选择的方法是否可行、合理、有效等，从而启发学生思考。

3.2 构建立体化教学形式

学生能否有效听讲、有效学习，教师的教学形式具有举足轻重的地位。就目前教学环境来讲，教师需打破以讲课为主的教学模式。可以多渠道、多层次、多方位立体地开展教学工作，具体模式如下：①采用提问式教学。在每节课末设置3～6个课程重点知识，在下节课初随机对学生进行提问回答，可以有效提高学生学习效率。②采用启发式讨论法教学。对于学生理解难度较大的内容，可以采用巧妙的提问方式激发学生思考，有序组织学生讨论。③采用学生讲授法。对于难度较低内容，可组织学生提前准备素材、做课件，让其上台讲授，这种模式可以极大地激发学生学习热情，而且可以多方位综合提高学习效果。