“新工科”背景下公共安全与防灾减灾课程教学创新与探索

杨立兵，张 俊，杨恒山，刘晓红，卢 卫，朱莎莉

(1.湖南理工学院土木建筑工程学院，湖南 岳阳 414006;2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，安徽 合肥 230026)

近年来，各类公共安全突发事件造成了严重的人员伤亡和财产损失，已引起社会各界的广泛关注[1]。习近平总书记在党的十九大报告中指出：树立安全发展理念，弘扬生命至上、安全第一的思想，健全公共安全体系，完善安全生产责任制，坚决遏制重特大安全事故，提升防灾减灾救灾能力。高校担负着传承文明的责任和义务，正是实施公共安全与防灾减灾教育的理想场所。许多高校以通识课或专业课程的形式逐步开设了公共安全与防灾减灾教育相关的课程。中南大学吴超[2]从2003年开始创建了大学生安全文化课程，在长达近17年的该课程建设中有近20万学生在线学习，形成了国家级精品在线课和国家级规划教材，为公共安全与防灾减灾教育提供了借鉴；南开大学面向全校本科生开设大学生安全教育公共选修课，采取讲座方式授课，以专业知识和典型事例提高学生的安全意识和自护自救能力；国防科技大学谭清华等[3]探索了应急避险演练、宣传教育、参观学习、项目研究4种实践教学方式，以加深学生对理论知识的领会和巩固;申永江等[4]针对土木工程专业卓越工程师实验班防灾减灾教学，提出增加灾害现场的实习教学、参与科研课题或模型试验，以培养学生的创新能力；李全庆[5]针对学校安全教育的主要模式、驱动机制提出在学校安全教育中应将传统模式与现代模式相结合。美国高校公共安全与防灾减灾的教育内容涵盖了大学生的人身财产安全，体现出鲜明的“实用主义”特点，并依托现代科学技术建立了高校现代安全防范体系，形成了比较完善的高校公共安全与防灾减灾管理系统[6-7]。爱丁堡大学开设的结构和消防安全课程涵盖火灾动态和防火工程设计课程、隧道火灾等课程，开设了结构和防火工程学位课程及一些短期课程[7-8]。

高校公共安全与防灾减灾教育开展以来，已初步形成了一定的理论体系和工作方法，但整体来看还处于宣传教育阶段，未完全达到系统化、普及化、规范化教育的层次[9]。2017年，教育部提出推进“新工科”建设，力求开拓出引领全球的中国工程教育模式，实现教育为国家建设服务的宗旨。“新工科”的内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才。而公共安全与防灾减灾又是一门交叉学科，涉及自然科学、工程科学、经济学、社会科学等许多方面，将“新工科”新兴专业技术如大数据、云计算、人工智能、无人机技术、北斗导航、VR虚拟仿真等及时引入到防灾减灾培训演练救援中，有助于不断提升安全工程专业学生掌握新技术和解决实际问题的能力。在“新工科”背景下，依托安全工程学科优势，将相近的学科结合起来，推动公共安全与防灾减灾课程教学知识体系创建和发展，改革创新课程教学实训模式，对高等学校适应社会发展、大学生提升安全防范意识和素养、全社会应对突发事件具有重要意义[10]。

1 “新工科”背景下公共安全与防灾减灾课程教学创新与改革方向

从传统的教学模式中不难看出，我国高等学校公共安全与防灾减灾课程教学存在教学内容与实践部分脱节、理论性太强、授课方式传统且单一、社会企业需求与人才培养脱节等种种问题[11-12]。因此，在“新工科”背景下，改革创新公共安全与防灾减灾课程教学模式，交叉融合多学科专业知识，提高专业人才培养的针对性，加强人才培养模式的教学改革尤其重要和迫切[13]。

1.1 建立立体化教学资源，实现知识体系多样化

公共安全与防灾减灾课程交叉融合了多个学科和课程，专业课程方面涉及建筑防火设计、安全系统工程、结构抗震、交通安全、电气安全、机械伤害、职业健康防护等。同时，由于一些新技术、新方法、新材料的运用，老旧的教学内容和案例亟待更新。因此，收集整理最新研究动态、国内外突发事件典型案例、事故灾难调查报告、工程防灾减灾新技术、优质教学视频、国家精品课程、防灾减灾VR模拟情景等立体化教学资源，编著《公共安全与防灾减灾》教材和科普知识手册，开阔学生的视野，从而满足“新工科”背景下对公共安全与防灾减灾知识体系的多样化要求[14]。

1.2 利用线上线下教学，创新教学模式

目前我国高校实行学分制人才培养模式，在总学分一定的情况下，公共安全与防灾减灾课程存在的教学课时不足，不能进行深入讲解，学生理解也不够深刻，难以实现有效处理公共安全与防灾减灾的工程技术问题。此外，传统的课堂教学以现场教学、多媒体讲授等方式为主，存在被动教学、互动性弱、积极性差等问题。

针对上述不足，通过精品课程网络资源、雨课堂、学习通、学堂在线等在线平台，结合现场讲授的混合教学新模式，可以拓展学生学习的时间、空间和方式。如利用雨课堂的弹幕、限时答题、作品投稿、现场做题、统计分析等功能，将有利于调动学生的积极性和参与度；通过分组讨论、随堂测试与数据分析，能有效地帮助学生认识到自身的不足和存在的问题。

1.3 建设实训体验平台，培养学生实践能力

目前，我国大部分高校在校培养学生仍然是主渠道，缺乏足够的实训基地和平台，存在服务社会能力不足、所学知识与社会需求不同步等问题。因此，依托学校，与地震、消防、地质灾害等单位联合搭建防灾减灾实训科普平台，面向学生、企业员工和社会开展公益教育，进而形成学校与政府、企业协同育人的长效机制尤为必要[13,15-16]。考虑课程培养的目标以及社会对应用型人才需求等因素，公共安全与防灾减灾类课程建设的整体目标如图1所示。

图1 公共安全与防灾减灾课程建设目标

在校内平台方面，结合实践教学中心建设，搭建防灾减灾、施工过程安全、公共安全于一体的实训基地，深化学生对所学知识的理解和应用，通过专业技能大赛及大学生创新创业项目等途径，强化学生的公共安全与防灾减灾意识和工程实践能力，为学生开拓实践平台、创新创业空间，最终达到培养创新人才的目的。

在校外平台方面，学校与地方政府、社区、企业签订公共服务合作协议，共建防灾减灾与公共安全教育体验基地，主动参与地方创建国家安全发展示范城市，同时也为学生提供防灾减灾课程实践、参与社会公共安全宣传活动创造条件。

2 公共安全与防灾减灾课程教学模式与内容

公共安全与防灾减灾课程教学是帮助学生树立正确的安全防范意识，掌握基本的突发事件应急处置能力和自我保护能力，以及具备健全的法治观念和健康的心理状态，最终实现全面提高学生综合素质和健康成才的目标。公共安全与防灾减灾课程安排32学时，可作为安全工程专业课程，同时也可作为其他专业学生的通识课程，该课程教学内容设计如图2所示。

图2 公共安全与防灾减灾课程教学内容框架

2.1 以教材为主线，实现教学内容多元化

(1) 教学内容以模块化专题教育为主，介绍国家安全、公共安全、安全文化、突发事件及防灾减灾等基本概念，分人身安全、自救互救、自然灾害、消防安全、交通安全、电气安全、网络及财产安全、实验室安全、办公及作业现场安全9个专题。同时根据学生专业背景深化火灾、坍塌、机械伤害、车辆伤害、爆炸、地震、泥石流等专业内容。

(2) 将公共安全领域典型案例、事故灾害和防灾减灾新技术、学术前沿热点等内容引入教学过程中，加强教学内容的实用性和可操作性。

(3)探索相关交叉学科之间的公共安全研究创新点，引发、引导学生创新思考专业问题，探索专业问题解决方案，实践专业知识应用途径。

2.2 创新教学方法，实现线上线下融合教学

结合超星学习通、雨课堂、MOOC资源等最新教学手段，利用课前、课间、课后三部分学习时间将枯燥、繁杂的教学任务分散化，通过大数据分析及时掌握教学情况，便于优化教学内容和调整教学进度[17]。

2.3 以应用为目的，强化实践教学

为了培养满足社会企业需求的实用性人才，利用VR虚拟仿真平台开发火灾、地震、风灾、洪灾、起重伤害、透水、地质灾害、机械伤害、爆炸、车辆伤害、坍塌、滑坡、电梯坠落等虚拟仿真学习环境；利用实训平台对触电、安全用电、灭火、高处坠落、安全帽、安全绳、安全网、报警、紧急救护等实训项目进行实操训练，切实将“新工科”教学理念落实到公共安全与防灾减灾课程的教学过程中。

2.4 探索双向互动式教学模式，培养学生创新能力

通过指导学生参与创新实践活动和科研课题，培养学生持续学习的能力和综合解决问题的能力，提升学生的动手能力、创造力和适应社会的能力。

(1) 基于情景的探究式。将教与学置于突发事件情境中，学生以自主和小组的形式，在教师的引导下解决问题，培养学生自主学习和终生学习的能力。

(2) 基于项目的研讨式。通过设置研究课题，组织学生申报国家级、省级、校级各类学科竞赛和创新创业项目，培养学生认识问题、分析问题和解决问题等综合能力。

(3) 基于实践的互动式。将学习空间从教室拓展到网络空间、建筑物和灾难现场、实训基地、虚拟空间、企业社区实践活动，开展现场实训体验教学，通过实践环节加以领会和巩固理论教学内容，提升学生参加社会实践服务的兴趣和能力。

3 课程教学实训效果分析

3.1 教学效果分析

3.1.1 学习通平台利用效果

在学习通平台开设了公共安全与防灾减灾网络课程，发布任务点208个，累计学习38 196人次，发布通知12次，讨论主题13份。课前，将课件和各种资源发布雨课堂、学习通平台上，并设置预习检测督促学生预习。课上，安排测试题、讨论案例，鼓励学生积极提交作品、答题和发言讨论，帮助教师实时评估教学内容掌握情况。课后，通过作业、生生互评、视频回放、课件回阅等功能，对教学内容进行检测和复习，师生可以在讨论区交流问题，留下痕迹化思辨过程，为下一届学生提供了课后辅导资源，让学能够对知识的理解更加透彻。

3.1.2 雨课堂现场教学效果

公共安全与防灾减灾雨课堂课程累计加入课堂人数达254人，开课71次，发布课件53份。通过课堂互动、弹屏、测试等功能，促使教师由单纯的讲授者转变为师生互学的组织者；通过匿名功能促使学生敢于表达自己，更真实地反映教学质量；雨课堂平台通过扫描二维码能够实时进入手机端，便于快速记录学生出勤率；课件实时传送到学生的手机端，不用再抄笔记、拍课件，提高了教学效率与质量。

雨课堂能够及时了解大多数学生的学习效果和学习状态。当教学班级人数较多时，可以通过查看课件预习和学习完成率及时了解全体学生的学习效果和学习状态；限时答题可以实时获取全体同学的完成率和正确率，帮助教师了解课程知识的掌握程度。

3.1.3 丰富的课程教学资源

收集整理公共安全与防灾减灾课程1 000余张图片和100余份案例，300多份讲座视频、事故灾难警示片、公共安全宣传片及课件,安全防灾法规标准2 000多项，学生可以通过学习通平台随时访问和下载。

3.2 实训效果分析

目前实训内容涵盖消防灭火及逃生、车辆安全、人身伤害自救互救、电气及燃气安全、特种设备和食品安全应急处置六大方面，拥有VR驾驶安全应急体验、VR消防安全应急体验、酒驾体验、消防结绳实训、电器安全实训、消防器材实训、电梯安全应急体验、叉车安全实训体验、安全应急知识学习、紧急救护实训、智能安全疏散体验、厨房安全实训、食品安全应急体验、报警体验、安全应急培训室等互动体验演练区，累计组织110批2 400人次参加现场实训体验，并设计网络调查问卷1份，回收问卷457份，同时对体验者实训演习调查数据进行分析。

通过对参加体验实训人员进行匿名网络调查(见图3)，可以了解参与者在急救方法(a)、应急设备器材(b)、VR交通典型事故场景(c)、VR灭火环节(d)、安全通道疏散体验环节(e)、实训项目(f)等方面的参与程度及技能掌握程度，也可以发现参与者对哪些环节表现出极高的兴趣(g)，以便在教学中根据调查反馈信息调整教学重点及实训安排，进一步提升参与者对各项应急处置技能的掌握程度。

图3 实训演练效果统计

4 结 语

随着我国社会经济的稳定发展，必然对公共安全与防灾减灾方面人才综合素质的要求越来越高。本文从建立立体化教学资源、线上线下教学模式、实训体验平台三方面探讨了“新工科”背景下公共安全与防灾减灾课程教学的创新改革方向，设计了教学内容框架和互动实践型教学模式，并通过对教学和实践数据的统计分析，验证了本课程教学创新实践的可行性。该课程教学的创新实践在强化公共安全与防灾减灾基础、体现安全类学科特色的基础上，从新理念、新方法、新技术、社会服务、学科建设等方面创新培养人才，通过教学模式的改变，提升课程师生互动质量，让学生变被动学习为主动参与，提高学生学习积极性和兴趣，使课堂教学质量得以优化提高，可以满足“新工科”建设对高等工程教育创新改革的要求，同时也能不断培养出具备新时期公共安全与防灾减灾综合素养的创新人才。