基于多维一体的安全系统工程课程构筑与教学实践

2024-11-20侯聪花张建忠

高教学刊 2024年33期

摘要：针对国家要求，安全专业人才需具有创新精神、创新能力、工程思维和责任感等，开展安全系统工程课程构筑与教学改革，分别从教学内容的整合、教学方法的改革、思政元素的融合和评价机制的重构四个方面进行。在教学内容整合方面，融合多个版本教材内容，从而使知识体系更完整；在教学方法上采用聚焦问题、激活旧知、论证新知、应用新知和融会贯通进行教学设计，鼓励探索创新；将事故案例引入课堂，注重理论与工程实践相结合，注重学生对所学内容的综合应用；作业形式，即通过实例和思维导图结合的形式，学生能将所学知识构筑在一张网上。在思政元素融合方面将课程内容与“爱国精神”“责任感”“创新精神”“终身学习”相契合。评价机制更能体现学生的工程素养能力以及运用知识解决工程中实际问题的综合能力。通过教学实践，学生学习主动性、对安全事故的关注及工程实践问题解决能力明显提高，教学效果大大提高。

关键词：安全系统工程；教学内容整合；工程实例；思政元素；评价机制重构

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）33-0038-04

Abstract： Aiming at the national requirement that security professionals need to have the spirit of innovation and creativity， engineering thinking， sense of responsibility and other abilities. The curriculum construction and teaching reform of Safety System Engineeringwas carried outin four aspects， namely， the integration of teaching content， the reform of teaching methodology， the integration of ideological and political elements， and evaluation mechanism reconstruction. In terms of teaching content integration， the content of multiple versions of textbooks are integrated， thus making the knowledge system more complete. In terms of teaching methodology， the teaching design is carried out by focusing on the problem， activating the old knowledge， demonstrating the new knowledge， applying the new knowledge， and integrating the knowledge， and encouraging explorations and innovations. Accident cases are introduced into the classroom， focusing on the combination of theory and engineering practice， and focusing on the comprehensive application of what students have learnt. The form of homework are also the combination of examples and mind maps， thus students can construct what they have learnt on a network. In the aspect of ideological and political elements integration， the course contents are combined with "patriotic spirit"， "sense of responsibility"， "spirit of innovation"， and "lifelong learning". The evaluation mechanism can better reflect students' engineering ability and comprehensive ability to solve practical problems in engineering with knowledge.Through the teaching practice， students' learning initiative， concern for safety accidents and problem solving ability in engineering practice have significantly improved. The teaching effect has greatly improved.

Keywords： Safety System Engineering; teaching content integration; engineering examples; ideological and political elements; evaluation mechanism reconstruction

经济社会的高速发展，使国家对安全越来越重视，需要一批适应社会主义市场经济发展需要，具有创新精神、创新能力、工程思维和责任感的安全专业人才。安全工程专业学生通过学习掌握安全科学、安全工程及技术的基础理论、基本知识、基本技能，从而具备注册安全工程师基础知识的高级专业人才。在安全工程专业培养中，安全系统工程课程的学习至关重要，该课程作为安全工程本科学生必修专业基础课，是学习专业理论和从事相关科研、工作必备的理论基础课程，也是多数高等院校安全科学与工程类学科硕士和博士入学考试科目之一，同时也是注册消防工程师、注册安全工程师和注册安全评价师的重点考试内容之一。安全系统工程课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点，在教学过程中具有不可替代的和承上启下的作用，对学生创新思维、工程思想、安全责任感的培养至关重要，学生该课程知识的掌握情况直接影响后续专业课程的学习和学生毕业后职业生涯的发展。多年讲解该课程的过程中发现学生的学习还是以死记硬背为主，缺乏解决实际工程问题的能力，如何培养学生创新能力、工程思维、安全责任感和思政融合是近几年教学实践中不断探索的问题，并取得了一定的成效。安全系统工程课程主要从四个方面进行教改：教学内容的整合、教学方法的改革、思政元素的融合和评价机制的重构。

一教学内容的整合

安全系统工程的教学内容主要围绕生产中的人-机-环系统，识别、分析、评价系统中的危险性，并决策与控制，使系统安全性达到最佳状态。该课程教材有很多种，各类教材各有其特点。中北大学采用由林柏泉教授和张景林教授主编，中国劳动社会保障出版社出版的《安全系统工程》。该教材系统性强，工程实例多，但是基础知识的内容有所欠缺，在上课过程中需参考其他教材[1-2]对有关知识进行补充和整合。

第一章绪论部分首先从“安全系统工程”字面进行分解，从系统、系统工程、安全系统，逐步引导学生对安全系统工程的认识，在这个过程中要补充安全专业最基本概念：安全、事故、隐患，以及三者的关系。接着讲解安全系统工程的发展，在讲解过程中培养学生对安全问题的系统思维，并在讲解中联系我国在“两弹一星”和航天事业在国际上的影响等，在这个过程中让学生了解到该学科的重要性，进一步加强对国家强大、国家安全的认识，从而使整个体系更合理。

安全检查表是一种常用的安全分析方法，在教材内容的基础上增加安全检查的内容，这样更有利于学生编制的安全检查表科学、合理，在讲解过程中提到几个安全专业学生必须知道的“三四五”原则，即新建、改建、扩建工程项目的“三同时”原则、安全生产事故处理的“四不放过”原则，以及企业主要负责人在处理安全和生产关系上的“五同时”原则。在学习安全检查表基本知识后，学生查阅相关事故案例、安全规程、国家标准等对感兴趣的生产企业编制安全检查表。

在讲解预先危险分析方法之前补充危险源、隐患和事故含义，它们之间的相互关系，采用实例使概念更形象、生动，而不是简单地介绍知识。如图1所示。

预先危险分析方法需要有一定的安全分析经验和知识，为了使学生能更好掌握，并能在学习后应用到实践中，深入理解危险源的深度与广度很重要。授课过程中引导学生对日常生活及生产中发生的事故回顾、讨论和分析，在分析中总结，通过实例分析的方法对各类危险源进行讲解并辨识，提高对危险源的认识。

在故障类型、故障原因等基本概念的基础上，对故障类型、表现形式、常见的机电设备的故障类型进行分类讲解，并辅以实物，能更形象生动地展示故障类型、影响和危险度分析内容，从而加深学生印象。

危险和可操作性研究分析方法主要应用于连续的化工过程，为了能更好理解该方法，在讲课之前先让同学们回顾化学中印象深刻的反应和反应条件，进而引出该方法，并以大家熟悉的木炭还原氧化铜实验讲解危险和可操作性研究方法的内涵、基本原理、引导词等知识，进而讲解分析步骤等基本知识。在实例分析讲解基本知识后，再以实例分析危险和可操作方法在实际工程中的具体应用。

事故树是安全系统工程课程的重点和难点，如何让学生更好地掌握这部分知识并灵活应用是核心问题。在讲解中从燃烧和爆炸类事故入手，分析燃烧和爆炸需要的条件，再把燃烧条件结合实例细化，一步一步地分析、讲解事故树的基本知识，同时与事件树分析方法对比，分析两者的异同、优缺点等。在对比中理解和掌握两种方法。在这部分知识中，涉及到事故树的化简、最小割集、最小径集、结构重要度、概率重要度和临界重要度的计算，如何让学生熟练掌握事故树的计算，就要从每一个计算的内涵讲起，从计算公式的来源讲起，从各类计算的相关关系讲起，这样学生就能自然而然地理解不同计算公式，掌握不同计算公式在实际解决安全问题中的作用，在讲解中前后贯通，不同例题相互融合、综合。

对于安全评价和安全决策的内容结合具体的实例讲解，同时与前面讲过的内容相互呼应，回顾已学知识，增加新的内容。整个知识系统化、完整化，而不是零碎的、分散的。

对于课程内容中涉及到在其他课程中讲解到的内容要弱化，做到整个教学过程的连贯、融合。

课程内容从工程实例讲解开始，先介绍实例，提出一系列问题和学生互动，让学生思考如何解决，在逐一解决问题的过程中讲解新的知识，将枯燥的理论与工程结合，让学生感觉到“我学的知识是有用的”，从而提高学习兴趣，提高理论与实践的结合。这就需要教师在工程实例的选择上下功夫，一定要选择有代表性的、能与所学知识紧密结合的实例，选择实例后如何结合才能将枯燥的知识现实化、有趣化是一个关键。在这个过程中需要把所学知识与工程案例紧密结合，从分析案例的过程中将所学知识点融合，从而讲解新知识。

同时，在原有核心教学内容的基础上，结合安全前沿知识及技术，贴近当前安全的热点问题，增加安全的分析与思考，尤其是管理新模式和安全新技术，进一步丰富课程教学内容，与时俱进，增强学生的创新思维和意识。

二教学方法的改革

在知识的传授与方法上强调高阶性、创新性和挑战度。在教学过程中，根据人类认知过程的规律，采用传统的讲授型教学模式，同时结合主要内容引导学生主动学习。在讲课过程中结合学习知识的思维过程，通常依据聚焦问题、激活旧知、论证新知、应用新知和融会贯通进行教学设计，同时注意调动学生的左右脑，提高学生的学习体验。在安全分析方法的每一种新方法的学习过程中，引导学生回顾之前分析方法的原理、过程、适用范围和优缺点，就是把课堂的焦点转移到学生身上，驱动学生的右脑产生联想，学生把老师要传授的新知和原有的旧知以及过去的经验关联起来，才能把新知编织到学生自有的知识体系那张网上。同时将科研引入课堂，授课中将具有时代性和前沿性的知识展示出来，鼓励大家探索创新。案例教学就是将事故案例引入课堂，注重理论与工程实践相结合，注重学生对所学内容的综合应用，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维能力。

为了使学生将所学知识构筑在同一张网上，通过作业形式也就是通过实例和思维导图结合的形式，使学生在不同实例分析过程中掌握安全系统工程课程的知识。同时，在上课过程中学生通过讲解实例来提高学习主动性和掌握分析方法。

教学方法对教学目标的达成度具有重要作用，原有的安全系统工程课程教学方法存在教学方法单调、课堂气氛不活跃、学生学习兴趣和热情不高及学习动力明显不足等问题，严重影响学生综合能力的提升。本次教改采用多种形式优化教学方法，充分调动学生学习的主观能动性，提高学习者课堂教学参与度，促进学生形成工程思维，强化学生对安全问题的深刻理解，培养学生责任感。具体方案如下。

课堂教学中改变过去“教为主、学为辅”的教学方法，根据安全系统工程的教学目标，从学情出发，结合教学内容的特点分别将工程案例教学法、启发式教学、思维型教学法应用到课程教学中。

在每一种方法介绍之后学生查阅一些实例，制作PPT、写作小论文在课堂上讲解，用所学知识分析实例，这样学生就能将学到的知识学以致用，学习效果大大提高。

在分析实例的同时让同学们思考这样的安全问题会造成什么样的影响？转换角色思考，如果我是项目的负责人该如何避免安全事故发生，提高责任意识？在讲解安全事故后学生反思，并写下心得体会。

三思政元素的融合

中北大学安全工程专业一直重视安全意识和爱国精神的培养，发挥专业课堂教学的育人渠道作用，力行思想政治教育实践。为了提高学生学习的兴趣，课堂教学中贯穿职业教育和责任意识，课堂中讲解专业前景，分析本专业毕业生就业与发展，探讨近几年有关考研的情况。学生在认识专业、了解专业的过程中激发了学习兴趣。同时将“安全无小事”的责任理念贯穿于教学中，尤其是在实例分析中，很多事故的发生都是由于设计或安全检查的不到位，而这其中有部分原因是专业知识的缺乏，或不能灵活应用专业知识，从而造成重大事故，因此要在提高学生的安全责任意识的同时提高学习热情。课程内容与“爱国精神”“责任感”“创新精神”“终身学习”相契合，开展思政方面教育。

（一）在课程中开展爱国教育

在现代社会里，重大安全事故的预防和处理是否合理直接影响国家安全和社会声誉，在化工生产、贮存等过程中，如果安全技术与管理考虑适当，就可能避免一场重大事故的发生；如果处理不当，就可能会造成不良的后果，不光是造成人员伤亡和财产损失，更重要的是可能在国际社会造成不良影响。以2015年8·12天津滨海新区爆炸事故作为反面教材，教导学生做好化学品安全工作，增强其安全意识，做到不发生重大事故[3]。

（二）课程中融入工程意识与责任意识

人是生产经营活动中最重要的一个要素，必须坚持以人为中心来研究生产系统，只有每个人都关心和参与生产过程，了解过程设计和管理，参与革新和发展，才能提高效率，从而提高安全性[4-11]。在平时的课程中，潜移默化地让学生在学习安全分析、评价和控制等知识中设身处地考虑，“假如我是企业、事业单位或项目负责人该如何处理安全问题？”通过换位思考，学生的责任心会大大提高，同时在授课过程中让学生分析安全案例，通过案例分析后受到的启示提高安全责任感。

安全问题本就是工程问题，由于学生接触工程和实践都较少，为了提高学生的安全工程思维，在讲解过程中采用图片和视频的形式将学生学习的知识和实际工程相结合，形象生动地展示安全措施，如泄压设备、防护设备。同时，鼓励学生将计算机和互联网相结合，开展形象生动的视频制作，如建筑行业的危险源分析和化工实验室的危险源分析，学生通过制作视频展示，进一步加强所学知识的融合，对工程问题的理解进一步提高。

（三）在课程教学中启发创新意识

在讲解事故案例的过程中，学生在了解事故安全危害的基础上[3]，提出控制措施，要求学生研究新的无毒无害工业原料，同时研究新工艺，鼓励学生们头脑风暴，分析目前使用各种方法的优缺点，提出改进技术。指导大学生创新创业训练项目“环保安全型节日烟花爆竹的研究”，针对目前烟火污染环境，开展无污染环保烟花爆竹研究。

（四）终身学习的意识

在尊重专业课程自身建设规律的前提下，在实现专业知识传授、能力培养等基本功能的基础上，挖掘并凸显本课程的价值引领功能[12-13]。安全问题是与人类息息相关的永恒话题，随着社会的发展、科技的进步，会出现新的问题，讲解目前的解决安全问题的技术时，更多是培养学生针对具体问题如何解决的能力，融会贯通，遇到新问题能迎刃而解。

四评价机制的重构

原先安全系统工程课程评价以知识获得多少为评价标准，主要通过期末考试成绩和平时成绩（主要是测试和作业成绩）体现，缺乏对学生综合素质能力的考核。在评价中应该关注学生的工程素养能力以及运用知识解决工程中实际问题的综合能力。基于此，将平时成绩细化为平时作业、测试、小论文三部分，针对安全系统工程课程的特点，教学活动开展过程中要注重形成性评价，在课堂教学中，安排适当的提问、讨论及最后的考试环节，各个教学环节对课程目标的达成度会有直接的影响，考核环节与课程目标设置严格的对应关系。针对总目标的达成，拟借鉴其他优秀课程的评价方法，设置不同考核环节对课程分目标达成评价的权重。

在平时作业中通过思维导图形式，使学生对整个知识融会贯通，通过思维导图作业，学生不仅掌握基本理论知识，使所学的知识点之间能融会贯通，相比之前布置的概念题、简答题等形式，学生更能发挥自己的主动性，先对知识进行思考，分析关联性，有的学生的思维导图还写得很形象、生动。

与时俱进，根据当今社会热点安全问题，学生应用所学分析方法分析原因，提出整改措施，并就这一个安全问题反思。在分析实例的同时让同学们思考这样的安全问题会造成什么样的影响？针对安全问题学生要反思，并写下心得体会。通过小论文形式分析与撰写，提出相应的整改措施，增强责任感。

考试题目在之前以问答题为主的题型的基础上，增加案例分析和综合分析题型。在考核方式上也由实例分析入手，增加学生思考的主动性及应用知识的能力，考题不再是简单的概念。在近年的题目中对安全检查表和事件树进行了实例考试，例如，针对实验室安全问题通过安全检查表的考核形式，既让学生知道安全检查表的基本格式，需要写哪些内容，又让学生对实验室安全有所思考，对实验室安全提出有意义的建议。

安全系统工程通过以上教改，教学效果大大提高，学生在掌握系统安全分析的基础上，进行系统的安全评价和危险控制，运用正确的安全分析方法指导开展安全领域的研究、学习与工作，并贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全指导方针，为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。

五结束语

安全系统工程课程内容融合多个版本教材内容，从而使知识体系更完整；教学方法上使用聚焦问题、激活旧知、论证新知、应用新知和融会贯通的教学设计，将事故案例引入课堂，通过思维导图的作业形式，学生能将所学知识构筑在一张网上，综合应用能力得到提高；思政中“爱国精神”“责任感”“创新精神”“终身学习”相契合，学生学习主动性明显提高，安全责任感大大提升；课程评价机制的重构更能体现对学生综合素质能力的考核，在评价中要更关注学生的工程素养能力以及运用知识解决工程中实际问题的综合能力。

参考文献：

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