“安全系统工程”课程的教与学探讨

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　　摘要:“安全系统工程”课程是安全工程专业的专业基础课,本文分析了“安全系统工程”课程开设的现状,通过“Learning By Doing及PBL”教学方式并结合案例应用探讨了该课程的教与学。
　　关键词:安全系统工程;教学;Learning By Doing;PBL
　　作者简介:邓奇根(1979-),男,江西乐安人,河南理工大学安全科学与工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:安全系统工程、煤矿瓦斯灾害防治;牛国庆(1968-),男,河南林县人,河南理工大学安全科学与工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:安全系统工程、煤矿火灾防治。(河南 焦作 454003)
　　基金项目:本文系教育部高等学校特色专业建设项目(批准号:TS2286)的研究成果。
　　
　　一、“安全系统工程”课程开设现状
　　1957年西安矿业学院和首都经贸大学在国内率先试办了国内第一个与安全工程相近的专业“矿山通风安全”和“机电安全”专业,开创了安全工程类专业高等教育的先河。1983年,原矿业院校在国内首次设立矿井通风与安全专业。1984年,国家教委将安全工程专业作为试办专业列入普通高等学校本科专业目录,在此形势下,安全工程类专业的高等教育得到了迅猛发展。经过20多年的发展,目前开办安全工程本科专业的高校已达101所(2008年,仅计算在教育部备案的),其发展历程如表1所示。
　　2008年全国共有101所学校有安全工程学士授予权;50余所高校有安全技术及工程硕士授予权;22所高校有安全技术及工程博士学位授予权。其分布遍及煤炭、地质、石油、机械、化工、建筑、兵工、公共安全及安全中介机构等行业。安全工程专业在国内已形成具有较高规模,包括学历教育(培养本科、硕士、博士、博士后)、继续工程教育(安全专业人员的短期培训)、职工安全教育和官员安全教育(任职资格安全教育和安全意识教育)的完整教学体系。
　　在安全工程专业的课程设置中,“安全系统工程”课程是一门重要的基础课,[1-3]笔者对我国101所开设安全工程本科专业院校的专业课程设置情况进行统计分析,“安全系统工程”课程是开设学校数目最多的一门课程,所占比例高达86.24%。“安全系统工程”课程亦是攻读硕士学位和博士学位入学考试的专业科目,其知识体系在我国当前注册安全工程师考试和安全评价师(国家职业资格)考试中占有重要地位,更是安全工程专业学生在将来从事安全技术工作所必备的基本功。因此,如何学好该课程,特别是如何能够做到学以致用,是教师在教学及学生在学习过程中应充分考虑并致力于解决的问题。
　　二、“安全系统工程”课程的教与学
　　安全系统工程是采用系统工程的基本原理和方法,预先识别、分析系统存在的危险因素,评价并控制系统风险,使系统安全性达到预期目标的工程技术(它是一整套管理程序和方法体系)。其研究的主要对象为人子系统、机器子系统和环境子系统,研究的主要内容为系统安全分析、系统安全预测、系统安全评价、系统危险控制。
　　在“安全系统工程”课程教学过程中引入Learning By Doing的教学模式并在教学中加以应用,[3]提出“通过授课―得到答案―学会一个解,通过案例讨论―得到方法―学会一个方法,通过实践模拟―学会学习―学会找到方法,通过总结―学会融会贯通”的安全系统工程教学模式。
　　1.“安全系统工程”课程教师的教
　　“安全系统工程”其研究对象是工矿企业,是一门理论与实践相结合十分密切的课程;对于各行各业的安全生产都有着技术上的指导意义,其已成为工矿企业用于防范事故发生、减小事故损失的重要手段。因此,要上好这门课,教师应具备相当的行业知识和丰富的实践经验。而系统安全分析、预测、评价及危险控制等项目都需要诸多人员共同参与,因此需要学生具有较强的理论基础,良好的团队合作意识和一定的实践经验,这就形成了“安全系统工程”课程的教学原则:加强基础、注重能力、强调团队、突出实践。
　　(1)课堂理论教学。1)课堂教学模式。在信息技术环境下,将“一块黑板、一支粉笔”的传统课堂教学模式转向以多媒体为核心的课堂教学模式。在这种教学模式下,充分利用计算机“集成多媒体展示、便捷超文本链接、大容量信息传输和共享教学资源”等优势功能,恰当地创设案例情境,多方案、多流程设计教学策略,组织学生进行案例分析和评价,从而实现课堂教学的全面优化。其教学网站为: http://122.206.72.31:87/index.asp。
　　2)讲授形式。破除教师灌注式的讲授方法,采用有讲授,有讨论的方式,并安排一定时间和适当的内容让学生上讲台,培养学生怀疑和批判的意识。讲课模式要注重教学感染力和课堂效果。课堂教学变为教师分析和讲授、师生共同研究、讨论和解决问题的过程。
　　课堂讨论是教学互动性、学生主动学习的重要方式。课堂教学不仅仅是传授知识,另一个重要目的是对学生积极思维的引导和科学创新的引导。教师必须对课堂讨论进行精心的组织、准备,比如讨论在课堂教学中的切入时机、讨论的问题、讨论的发展方向、讨论的结果等。要结合安全系统工程的特点,把安全系统工程的学科理论与工程实际结合起来。通过课堂讨论,使学生能够应用学科理论去解释实际工程现象。反之,能够通过工程现象去揭示理论实质。
　　(2)课程实践教学。课程实践教学是“安全系统工程”课程教学的另一个重要方面,是对课堂教学的升华。课程实践教学包括实习教学和课程设计。
　　1)实习教学。实习教学是以走向社会、走进企业为形式的学习方法,是大学生体验社会的过程。实习教学的重点是突出大学生的“主动自我体验”。
　　在实习教学中首先要破除学生的依赖性,其次对实习内容要精心策划、合理组织,再者要改革实习的形式。实习教学可以充分利用生产实习环节或假期,学生根据自己的特点、爱好和将来的志向,在实习大纲的指导下灵活地选择实习地点、单位。在实习中学生要将安全系统工程的思想得到体验、发挥和创新,形成学生融入社会的综合能力。
　　2)课程设计。课程设计就是学生在“安全系统工程”课程的理论学习、相关的实践活动后进行的最后实战演习。可以利用安全工程学科具有安全预评价和危险化学品专项评价两项资质的有利条件让学生进行真实的安全评价,在评价过程中全面、真实、综合“安全系统工程”课程的思想、方法,使学生得到实战体会。
　　2.“安全系统工程”课程学生的学
　　基于问题的学习(Problem-Based Learning简称PBL,也称问题式学习),最早起源于20世纪50年代的医学教育,由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创,目前已成为国际上一种较流行的教学方法。与传统教师讲授为主的“预习―听课―复习―考试”的教学方法不同,PBL强调以学生为主的“提出问题―查找资料―讨论研究―总结反思”探究式教学模式。[4,5]
　　PBL教学方法以问题为导向,以问题为学习的起点,并鼓励学生提出问题,而这些问题并没有固定的解决方法和过程,需要通过学生的分组合作、共同探究去逐步找到问题的解决方法。教学中以学生自主学习、自我完善为主,教师则退居后台,仅在关键时刻起到点拨、引导作用。PBL教学法可以促进学生思考,锻炼学生综合能力,是在课程及实践教学中被广泛采用的培养学生创新能力的一种教学方法。
　　在“安全系统工程”课程教学中,创新层次的教学目标是全面培养学生团队合作、系统安全分析、勇于创新的实战能力,使学生具有在具体项目和系统分析的层次上发现问题、分析问题和解决问题的能力。这就要求教师提供源于真实科研的系统真题,训练学生在系统真题的环境中去软硬权衡、综合创新。在一个实际的项目中,必定包含新的知识点,这会促使学生去自主学习、共同探究。因此,创新层次的PBL教学方法可延伸为:基于项目的学习(Project-Based Learning)。学生的学习是一个过程,在这个过程中,取得成功固然可喜,而方法或结论错误同样也是宝贵的财富。教师应允许学生出差错,应善于引导鼓励学生从失败中汲取教训、及时反思,并最终走向成功。这就要求教师在教学中实行面向过程的考核方式,即重过程、轻结果,重点考核学生是否认真完整地经历了一个项目分析、评价的过程。因此,创新层次的PBL教学方法还可延伸为:基于过程的学习(Process-Based Learning)。
　　三、“安全系统工程”课程的教学实践
　　在课堂教学过程中,采用基于Learning By Doing及PBL相结合的教学模式。利用“提出问题―查找资料―选择系统安全分析、评价方法―现场应用―结果检验―讨论研究―总结反思―学得知识―表达陈述”的模式进行教学。
　　在教学过程中积极营造活跃、宽松的课堂气氛,开展互动,避免只有教师讲、学生被动听的局面。在结合案例讲解具体的系统安全分析方法或安全评价模型时,发动学生思考,鼓励学生介绍自己的见解,展开讨论。请“小教员”或其他水平高的学生进行针对某一实际问题的“专题报告”或作品演示。
　　在大作业或者课程设计教学过程中,老师只是起到一个监督、指导的作用,老师给学生提出一些问题、项目和过程,让学生基于问题学习、基于项目学习和基于过程学习(PBL)。
　　例如大作业以学生宿舍为单位,编制宿舍不安全因素的安全检查表,并采用安全检查表对宿舍危险因素进行辨识;应用故障类型影响与危险度分析法分析宿舍电力系统故障;采用事件树分析法分析使用热得快、违规电器可能发生的事故;利用事故树分析法分析宿舍火灾、宿舍失窃等事故的发生原因;采用鱼刺图分析法、预先危险性分析法等分析方法对宿舍进行系统安全分析。要求以每个宿舍全体学生为一个单元,每个单元对自己所在的宿舍进行安全分析、评价,并提交报告。每个单元做一个评价报告PPT,并在课堂上由学生自己进行讲解并与大家共同讨论。这样形成全员参与、共同探讨并解决实际问题,能起到加深理论联系实际,巩固课堂教学效果,激发学生学习兴趣的作用。
　　在课程设计环节,根据课堂讲授的理论知识,结合认识实习经验,利用一周左右的时间让学生进行课程设计。设计的思想是让学生采用系统工程的基本原理和方法,预先识别、分析系统存在的危险因素,评价并控制系统风险,使系统安全性达到预期目标。课程设计采用每5人一题,题目不重复,而且是跟安全相关的真题。比如设计题目《××煤矿通风系统安全现状评价》、《××加油站经营危险化学品安全评价》、《××学校危险源辨识研究》、《××食堂环境因素辨识与评价》、《××学生宿舍安全现状评价》等等。
　　为严把课程设计质量关,避免课程设计流于形式,也避免学生互相抄袭,在学生课程设计提交后,还留有一天左右的时间让学生进行课程设计答辩,每名学生做一个5～10分钟的PPT,并讲解给大家听。课程设计考核小组由3～5位老师和全体学生组成,学生在讲解过程中,老师会随时提出各种问题。课程设计成绩还将作为课程考试平时成绩的一个重要参考,并作为推荐免试硕士研究生的一个重要依据。这样极大地调动了学生学习和研究的积极性,锻炼了学生的实战能力,起到了“加强基础、注重能力、强调团队、突出实践”的作用。
　　四、结论
　　通过Learning-By-Doing及PBL教学模式在“安全系统工程”课程教学中的尝试,得出教学要点:应以解决实际问题为起点,以项目为导向,强调过程训练,再结合团队研究、答辩验收、开放教学等教学方法,全面培养学生自我完善、综合研究的能力和创新意识,使学生对课程有更深层次的理解。
　　(1)“安全系统工程”的教学必须注重理论教学与实践教学的有机结合,以达到在传授知识过程中,训练学生的科学思维和科学方法,培养学生的综合安全素质的目的。
　　(2)学生成为知识的主动发掘者,而不是知识的被动接受者。
　　(3)学生的批评性思维能力(逆反思维)得到极大的锻炼。
　　(4)学生的创造能力得以发挥。
　　(5)学生的团队合作能力、交流能力、口头表达能力都得到了综合锻炼和提高。
　　(6)学生对课程有了更深层次的理解。
　　
　　参考文献:
　　[1]徐德蜀.安全科学与工程导论[M].北京:化学工业出版社,2004.
　　[2]傅贵,周心权,等.安全工程本科的“工程型大安全”教学方案构建[J].中国安全科学学报,2004,14(8):64-67.
　　[3]徐德蜀.安全文化、安全科技与科学安全生产观[J].中国安全科学学报,2006,16(3):71-82.
　　[4]“做中学”科学教育计划及关于学习的科学[Z].http://blog.handsbrain.com/weiyu/entry/9978.
　　[5]王志军.用PBL教学方法培养学生创新实践能力[J].实验技术与管理,2009,26(6):23-24.
　　[6]刘梦莲.基于问题式学习(PBL)的设计[J].现代远程教育研究,
　　2003,64(1):39-43.
　　(责任编辑:麻剑飞)

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