安全工程专业实践教学方法和手段优化

2022-09-21 16:10:12 来源:写作指导

摘要:为响应国家“强化实践教学”的号召,针对目前实践教学中存在的诸多问题,本文以南华大学安全工程专业实践教学为主要研究对象,从专业实践、课程设计、专业实习、毕业设计(论文)等环节提出实践教学改革的构想。首先,利用“导学预案”提高课堂效率,引导学生主动思考,启发学生探究创新。其次,完善实践教学内容,强化实践教学管理以提高学生所需的不同方面能力。最后,加强实践教学的实效性以使理论教学与实践教学相辅相成,相得益彰。此次实践教学优化研究取得了阶段性的成果,但仍需要经历长期实践的检验,进行持续改进。

关键词:安全工程;实践教学;教学方法与手段;综合能力培养

1南华大学安全工程专业实践教学的主要内容介绍

南华大学安全工程专业安排独立设置和非独立设置的实践教学环节,包括实验课程、课程设计、专业实习、毕业设计(论文)等形式,构成实践教学体系,实践教学的学分占总学分的20%以上。该课程模块主要用于分析和解决复杂的安全工程问题,着重培养实验技能、工艺操作能力、组织协作能力、工程设计能力和科学研究能力。实践教学体系包括:专业实验、课程设计、专业实习、毕业设计(论文)等环节。其中,专业实验采用课堂讲授和实践活动相结合的方式,根据课程所学某个知识点,进行理论性验证,增强学生动手能力,学会对实验数据的处理方法,巩固理论课程知识。本专业开设实验课的基础课程有:物理实验、电工电子技术C、AutoCAD辅助绘图、机械设计基础B、工程热力学与传热学、流体力学D、安全人机工程学、防火防爆技术等;专业特色实验课的相关课程有:地下工程安全技术、核与辐射安全A、核通风与空气净化等。本专业开设的综合性、设计性实验有:超声回弹综合法检测混凝土强度、可燃液体的闪点测定、声光反应时测定等。为适应安全专业高级应用型人才的培养目标,安全工程专业共设有四门课程设计,分别为:“防火防爆课程设计”、“建筑施工安全课程设计”、“安全评价课程设计”、“建筑消防课程设计”。每个课程设计要求的完成时间为2周(10个工作日),要求学生独立完成一份5000字至6000字的课程设计书,内容必须概念准确,参数选择合理,符合设计手册与设计规范及相关参考书籍的要求,计算正确,计算书书写工整、清晰。设计合理,图表清晰,符合规范。教师根据学生平时表现、设计报告质量、学生答辩三方面综合评定成绩。专业实习包括认识实习、生产实习和毕业实习三大类,共6学分。专业实习则分散在校外实习基地完成。学院采取“集中与分散相结合,以集中实习为主”的方式组织进行专业实习。安全认识实习主要内容为参观各实验室,在实验室完成实验设备和模块的基础认识;参观认识实习单位现场,对不同厂矿企业生产现场存在的危险有害因素、主要危险源有初步的印象和了解,理解专业的作用,掌握专业课程的学习方法和技巧;安全生产实习主要内容为深入企业一线,了解所处行业最新情况以及企业架构、管理方式、业务流程,理论联系实际,把平时在学校中所学的知识应用到实际工程中去,以完成从学习岗位到工作岗位的初步过渡,为毕业后从事相关岗位奠定职业基础;安全毕业实习主要内容是结合毕业设计的题目,制定出本设计的可行方案并且广泛接触实际、收集技术资料、了解行业动态。毕业设计(论文)教学环节是安全工程专业人才培养计划的重要组成部分,是培养学生综合素质、实践能力与创新精神,实现人才培养目标的重要教学环节。本专业毕业设计(论文)主要分为研究论文类和工程设计类,培养学生解决实际复杂工程问题的能力。毕业论文的题目来源于实际研发项目;毕业设计大部分来自于现场实际,学生毕业设计的条件、图纸资料和基础数据取自现场,其中部分学生的毕业设计在企业中完成,由企业导师和校内老师共同进行指导。最后,毕业设计综合成绩由指导教师评分、评阅教师评分和答辩教师评分三部分综合组成,每部分都有全面、详细的评分细则。

2实践教学方法和手段的改革与实施

2.1注重引导、启发式教学

在实践教学,特别是专业实验课、认识实习、产生实习的过程中,主要是老师或企业导师集中讲授后学生操作。并且在讲授时也基本是以本课堂的内容为主,很少联系理论课相关知识。留给学生自主思考的时间很有限,师生之间交流、探讨问题的时间更是微乎其微。多年的教学培养模式已养成了教师旨在传道授业,学生聆听教师的教诲、学习书本知识的传统教学模式。然而引导学生主动思考比灌输知识具有更重要的意义。[3]只有激发学生的主动学习兴趣,培养思考问题、探索问题、解决问题的能力才能使实践教学更加可持续。为了能让教师更好的了解学生对实验、实习内容的理解程度和掌握程度,引发学生自主思考,笔者认为可以为实验和实习设计“导学预案”。教师在导学预案中设置与每次实践教学内容相关的问题,例如,针对实践内容中的关键步骤、注意事项等提问;对实验原理、实习目的进行提问;对实践情况不同的设想和可能性进行提问,引导学生思考、启发学生探究、创新。实践课前收回学生提前完成的导学预案以帮助教师摸底了解学生对本次实践课的理解情况。哪些部分学生已经掌握、哪些部分还存在问题、哪些部分在认识上有偏差也就一目了然,老师在课上可以重点讲解、答疑,学生在课上可以相互讨论,继续完善学案。一方面,教师可以利用学案节省出的时间多与学生交流、沟通,还可以将前沿知识补充到实践课中、将学科知识链接到实习中,加强理论与实践的联系。另一方面,学案使学生对中的要点进行了自主思考,激发学生的学习兴趣,实现了教师与学生的双向良性互动。此外,通过对学案问题的相互讨论可以提升学生的团队协作能力,培养学生良好的沟通和逻辑思维。这样有效的缩小了实践教学效果在学生之间的个体差异,带动了每一个学生参与到实践课程中来。同时也为考核评定成绩提供了依据。

2.2完善实践教学内容

(1)增加自主设计实验环节。实施“学生为主体,教师为主导”的实验教学方法,使学生自己动手、自己动脑,主动学习。[4]教师选取重点实验,给出实验目的或原理,考察学生自主查找材料、组织团队、设计实验方案、选择器材、操作完成实验、进行数据分析、撰写实验报告;教师选取需重点掌握的仪器,考察学生针对所给仪器设计实验,实现一定功能、得出一定结论。因此,对于各类实验,教师均需提前公布实验计划,并对学生在资料查找、实验方案制定等方面给予指导。对学生在各实验实施过程中遇到的问题进行个别辅导但不过度干预,允许学生出现项目失败。(2)增加具有学科交叉性质的实践课程。增加涉及其他专业知识的实践课程以拓宽学生的知识面,促进安全专业与环境专业等相关专业的交流融合,从其他专业的实践要求中汲取营养,培养推陈出新、发展完善安全专业的能力。(3)加强对毕业设计(论文)的要求。第一,加大英文文献的查阅和引用量要求。毕业设计(论文)至少要引用3篇英文文献,指导老师对学生查阅和引用英文文献的情况作指导和监督,提高学生运用英文文献的能力,扩宽学生的国际视野。第二,加强文献综述的完整性。要求学生在对选题所涉及的研究领域的文献进行广泛阅读和理解的基础上,对主要学术观点、前人研究成果、存在的问题及可能的原因及发展前景等内容进行综合分析、归纳整理和评论,并提出自己的见解。(4)增加工具软件的实践教学。安全工程作为工科专业往往会在工作或科研中涉及数据的分析和运算,掌握相关软件可以大大提高学生分析问题和解决问题的能力。高校应加强软件的实践教学,例如,矩阵实验室(MATLAB)是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言,可以进行矩阵、积分等运算,满足安全工程所需的数据处理要求;SPSS的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等。SPSS统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类,而且每个过程中又允许用户选择不同的方法及参数。SPSS也有专门的绘图系统,可以根据数据绘制各种图形。实践教学要基于学科知识,结合企业和社会的实际需要,切实有效的提升学生的综合实践能力,实现专业就业能力培养与社会需求紧密对接。

2.3强化实践教学管理

增加毕业设计(论文)工作记录本。编制毕业设计(论文)工作记录本,要求学生每周记录本周所查阅的文献资料以及学习心得,论文撰写进度和指导老师集中辅导情况等内容。最终由指导老师签字或批注,工作记录本作为指导老师成绩评定的参考依据。

2.4加强实践教学的时效性

实践是理论的出发点和落脚点,实践教学可以及时检验理论教学的成果,进一步深化、完善理论。因此,要以实践为导向来展开理论知识的教学。实践教学是为了把理论知识具象化,将理论知识应用到生产生活之中,“纸上得来终觉浅,觉知此事要躬行”,实践教学可以补充理论知识。通过不同形式下的实践教学丰富、夯实理论知识。[5]但目前的实践教学与相应课程的理论教学时间间隔较长,容易产生知识遗忘,导致学生在实践课程中无法及时调动理论知识。因此,为了保证实践教学的效果应加强其时效性,使实践课与理论课紧密衔接。理论课堂讲授完知识后立即安排该部分实践课,而不是把实践课安排在学期末。一方面,可以在学生对所学知识记忆犹新的时候趁热打铁,将知识运用到实践中,在实践中巩固和提升认知。另一方面,避免学生因忙于期末复习而无心实践课程的学习和回顾整理。

2.5企业深度参与实践教学环节

(1)企业深度参与学生的生产实习。企业为实习学生提供了良好的实习条件,并配备了实习指导老师,实习学生深度参与到实际的生产项目中去。例如:安卓1401班共计25人,其中男生20人,女生5人。生产实习分别安排在中建一局华南区域公司(10人)和中建电力建设有限公司(15人)。学生在实习单位实习的时间长达三个月,学生参与到核电施工现场安全管理,学习了二维码可视化技术、接触到了安全防护工具的良好实践、及时的隐患排查整改机制、隐患录入APP的操作和实用、严明的安全管理制度等。核电实际工程建设中运用安全技术可以大大降低事故风险,尤其是本质安全技术的使用。学生学习到了安全技术措施使用的等级顺序、遵循的原则,再到结构性、系统性思维的管理方法。学生学习了全面系统的安全管理工作的技术与方法,在工作中形成“凡事有交代,件件有着落,事事有回音”的闭环原则。(2)企业深度参与学生的课程设计。例如安卓1401班的安全设施课程设计就结合了中广核广西防城港核电站在建项目中的核岛土建施工,制定了有效的防倾覆安全措施、孔洞临边防护措施,设计了安全绳、自锁器、速差器、安全网,制定了危化品保存方面的安全措施等。该课程设计深度结合了企业的实际需求,很有针对性,学生的收获也颇丰。(3)企业深度参与学生的毕业设计。例如安工1401班的尹小新同学在深圳市世和安全技术咨询有限公司完成了毕业实习和毕业设计,通过公司技术人员的指导,学生了解到了很多课堂上没学过的知识,深度学习了撰写毕业设计所需的法律法规、技术资料、评价方法、现场调研材料等,最后完成的题为《深圳市恒丰工业气体公司职业病危害现状评价》的毕业设计,很好结合了企业的实际情况,质量较高,学生和企业都很满意。

3改革取得的效果

经过对实践教学方法和手段的改进,笔者所在院校的安全专业实践教学体系更加完善,引导、启发式教学初见成效。学生的对于实践课程的主动性、参与度以及掌握程度都有了明显的改善,学生对问题的思考也越来越深入了。“导学预案”提高了课堂效率,使得教学更具针对性,增加了教师对学生的了解。学生对于实践内容的讨论和协作比之前更积极、更高效、更富有创造性,改变了以往只有少数学生完成实践的情况。实践教学内容的丰富使得学生自主设计、完成实验的能力有所提高,创新创业项目的数量也有所增加。此外,毕业设计(论文)文献综述部分专业性更强了,逐渐掌握数据分析、计算的软件并运用到课程设计和毕业论文之中。此外,加强了实践教学管理,编写了“毕业设计(论文)工作记录本”不仅便于指导教师有针对性的辅导而且还有利于学生有计划、有规律的查阅资料、撰写论文。最后,将实践课与理论课的时间调整趋于一致后,学生可以比较轻松的掌握实践课的内容,与老师交流互动更加积极,课堂气氛以及教学效果都比以往有了改善,真正起到巩固理论知识的作用。

4结论

实践教学是高校素质教育的重要组成部分,是培养创新型、应用型人才的有力抓手,但实践教学相较于理论教学来说起步比较晚,体系还不够完善,许多具体环节在设施的过程中还存在着或大或小的问题。好在实践教学的重要性被越来越多的人看到,高校纷纷开始探索实践教学的模式、改进实践教学的形式、完善实践教学的体系,逐渐形成了具有院校特色的实践教学模式。教师的作用在于促进学生间的讨论,鼓励学生充分思考,转变传统的“满堂灌”教学模式,[6]增强学生的参与意识,让学生以主体的身份参与教学过程,启迪学生积极思考,提高实践教学的针对性、吸引力和感染力,从而更好地激发学生的学习兴趣和热情,使学生主动地投身实践学习,锻炼自身的工程实践能力。丰富和完善实践教学内容是改革的重点工作,也是需要所有教育工作者持之以恒去努力的。只有从“供给侧”多想想办法,持续改进、提高实践教学服务质量,才能引导学生掌握知识、获得能力的提升,达到“教与学”的良性循环。在实践教学中,通过增加自主设计型内容、增强对文献综述的要求等措施训练学生相应方面的能力,而不只是一味地要求学生具备这些能力。

作者:蒋复量 雷林 王淑云 余修武 冯胜洋 郑平卫 康虔 单位:南华大学资源环境与安全工程学院