安全工程專業本科生實驗教學改革論文

　　１安全工程專業實驗教學中存在的問題

　　１．１實驗教材不足

　　(１)教材編寫難度大.安全工程學科是一個交叉型學科,安全問題具有高度的多樣性和復雜性,煤礦安全不僅涉及安全學科自身的理論,還涉及到井巷工程、瓦斯治理、火災防治等其他學科的相關理論和技術,編寫出高質量的安全工程實驗教材并不易.(２)教材內容質量不高.國內高校正在使用的安全工程專業實驗教材大多為自行編寫的講義,難免存在一些問題.(３)對教材建設投入的經費和精力不夠.由于安全工程專業實驗教材適用面窄,而編寫教材需要參閱大量的文獻、花費大量精力,至今尚未引起充分的重視.

　　１．２經費緊缺,設備不足

　　在一些高校,安全工程專業尚處于初建和發展期.有些高校安全實驗儀器設備配備和實驗經費不足,以致很多實驗難以開出,或只開設演示性實驗,從而影響實驗教學效果和學生動手能力的提高.

　　１．３驗證性實驗多,設計性實驗少

　　對于驗證性實驗,學生只要依據實驗指導書給出的步驟進行實驗就可以得到實驗結果,這對于培養學生的動手能力和創造性是不利的;而對于設計性實驗,學生需要自行設計實驗方案和進行數據處理,有利于培養學生的動手能力、自學能力以及創造性思維能力.然而,由學生自行編寫方案的設計性實驗較少.

　　１．４已有的設計性實驗效果不理想

　　盡管一些高校開設了設計性實驗,但缺少相關教學指導體系,以致實驗效果并不理想.這是因為,設計性實驗課穿插于理論教學課中,在時間上缺少彈性,甚至出現實驗與考試時間沖突的現象.

　　１．５實驗教學手段單一,教學體系不完善

　　有的高校還沒有安全工程實驗教學指導書、實驗教學大綱、實驗教學計劃、實驗考核、實驗報告書等一系列實驗教學文件,甚至有的還沒有實驗學分,安全工程實驗完全依附于專業基礎課和專業課.由于安全工程實驗課沒有獨立學分,實驗效果也不好.

　　１．６實驗室管理不正規

　　有的高校新建安全工程實驗室管理制度尚不完善,存在一些安全隱患.

　　２創新安全工程實驗教學理念

　　“大學生創新性實驗計劃”是教育部為推動高校的實驗教育改革以及創立新時期創新性人才培養模式而制訂的,該計劃指出:提高我國大學生綜合素質的一個重要途徑是創新實驗教學.在創新實驗教學的過程中,不僅要有新的教學思想,更要著重培養大學生利用已掌握的理論知識分析、解決問題的能力,著力培養大學生的創新能力、創新思維以及創新意識.創新性實驗教學的根本目的是利用實驗教學,培養和提高學生的創新能力.對于教學工作來說,培養創新能力也需要用創新的教育理念和創新的教育方法完成教學和實驗工作,以實驗設備設施、實驗管理體制、實驗教學手段、實驗內容等方面作為切入點,形成專業特色顯著的創新型實驗教學模式.為此,在安全工程創新實驗教學的過程中要發揮學科特色,以培養創新型安全人才為目標,充分利用教育資源,形成嚴謹的、完整的、不斷發展的安全工程創新實驗教學體系.

　　３安全工程實驗教材改革

　　實驗教材是體現實驗教學目標、內容和方法的重要載體,是指導和規范實驗教學過程、提高實驗教學質量的保證.作為實踐性和綜合性較強的安全工程,特別需要系統性強、科學規范的實驗教材.

　　３．１構建統一的課程體系

　　目前,我國安全工程專業的課程體系是以安全學原理、安全系統工程等安全工程專業的公共基礎課為核心,以具有相關工程背景的專業為依托和外延,這就要求強化基礎,按綜合學科的模式建設專業,建立由安全工程本科專業基礎課、必修課和選修課組成的課程體系.其中基礎課是為學習專業課服務的,包括安全學原理、安全系統工程、力學、電子電工技術、機械原理、大學物理等;必修課使學生掌握安全工程專業的基本原理、理論和知識,主要課程有安全人機工程、防火防爆技術、通風安全學、安全評價技術、壓力容器安全技術、危險源識別技術等;選修課則是安全工程與具體行業密切相關的課程,如礦業安全、化工安全、建筑安全等.

　　３．２凝練實驗教學內容

　　實驗教材應根據課程體系的要求進行設置,同時必須滿足以下３方面的要求:(１)在廣度上,要能夠覆蓋本專業主干課程的知識點;(２)在難度上,應該設置有不同層次和類型的實驗項目和題目;(３)在技能培養上,要通過安全工程實驗課程的教學,使學生深入理解、掌握并運用安全工程理論和技術,能夠分析和處理實際問題,有實驗動手能力.

　　３．３積極組織編寫實驗教材

　　學校和安全工程學科相關管理部門應組織在安全工程專業教學和科研一線的教師規劃實驗教材內容,認真編寫實驗教材,鼓勵教師把自己的科研成果提煉為實驗教學的題目.應組織相關教師對新編實驗教材進行評議、提交給多名專家審閱修改,確保教材高質量.

　　４安全工程專業實驗教學改革探索

　　安徽理工大學是國內較早創建安全工程專業的高校之一,于２００７年入選第一批“國家級第二類特色專業建設點”.學校對于安全工程專業實驗教學改革進行了不斷的探索.

　　４．１新開設實驗課程的原則

　　新開設的安全工程專業實驗課應遵循以下原則:(１)在技術上必須是可行的,具有可操作性,適宜并具有一定的實際指導意義;(２)涉及到的知識點應為整個課程教學大綱的重點內容;(３)使用安全可靠的儀器設備,有嚴格的安全措施,避免人身傷害和中毒、火災、爆炸等事故發生;(４)在經濟上應合理,實驗設備的購置價格及使用和維護成本應在承受范圍內.

　　４．２完善實驗設備的管理

　　(１)管好、用好實驗儀器設備,實驗課教師不僅要熟悉實驗設備的性能,保證實驗設備的完好和可用,還要能夠進行實驗設備的簡單維修和保養,充分挖掘實驗設備的潛力.(２)建立實驗設備庫,完善實驗設備的管理制度,建立實驗設備使用、外借以及維修保養的檔案.(３)加強校際聯系,建立實驗設備資源共享平臺.

　　４．３改進實驗指導方式

　　(１)所編寫的實驗指導教材要突出實驗原理、操作步驟和操作注意事項,可為學生的課程實驗、開放性實驗、課程設計以及畢業設計提供全面指導.(２)充分利用多媒體實驗課件.實驗課前,實驗教師要完整地將實驗預做一次,并將實驗過程錄制成視頻課件供學生預習實驗,著重強調實驗步驟和操作注意事項.(３)在實驗課前做好準備工作,將儀器設備調整到最佳狀態.針對學生難以理解和掌握的內容,畫出原理圖并配以實驗流程,以方便對學生講解和推理.(４)將實驗教學的內容與實際應用緊密結合起來,告訴學生所做實驗的實用性以及現場操作方法.同時,教學內容和知識點的銜接合理,做到因勢利導、重點突出、難點解釋得當.(５)在實驗教學中,要求學生將實驗數據和發現的問題及時、詳細地記錄下來,帶著問題做實驗,掌握數據處理、分析實驗結果和減少實驗誤差的方法,教師在實驗后須對學生的實驗結果進行確認.(６)以學生為主體,以教師為主導.教師對學生進行跟蹤指導,指導要落實到每一個組、每一個人,要關注和督促學生完成實驗計劃.

　　４．４加強實驗教學管理

　　(１)基礎實驗是專業實驗的基礎,通過強化基礎實驗課為專業實驗(包括一般實驗、綜合性實驗和設計性實驗)奠定基礎.(２)引導、鼓勵和支持教師開發設計性和綜合性實驗,鼓勵和支持學生自己設計實驗.(３)提高教師的緊迫感和責任感,督促教師不斷提高進取意識、實驗教學水平和積極性.在課堂講授過程中,實驗教師予以配合;在實驗教學過程中,講課教師予以配合,每次實驗課至少有２名教師現場指導.(４)通過開展學科競賽等活動,提高學生的動手能力、創新意識和創新能力.例如我校能源與安全學院通過組織學生參加“挑戰杯”、“采礦學科大賽”、“節能減排大賽”等學科競賽活動,提高了學生的創新意識和創新能力.(５)實驗室和實驗教學儀器全面向本科生開放,科研儀器在教師的指導下向本科生開放,最大限度地提高實驗儀器的利用率.鼓勵學生自行設計實驗項目,包括研究性、綜合性及設計性實驗,模型、發明及制作類實驗,學科競賽類實驗等.鼓勵學生自己提出實驗題目,通過實驗解決煤礦企業生產中遇到的安全難題.(６)鼓勵學生申報科研項目或參加指導教師的科研項目,通過實驗和后續的數據處理,使學生的動手能力和分析、解決問題的能力得以提高.(７)把驗證性實驗和演示性實驗安排在大一、大二年級,減少此類實驗的數量,將此類實驗放到校園網上并提供多媒體課件和視頻錄像,供學生觀看和學習.(８)鼓勵教師根據煤礦安全生產遇到的實際問題研發新型實驗儀器設備.如我校安全工程實驗室自行研制的滲透率實驗儀、礦井通風仿真系統、瓦斯爆炸、煤塵爆炸、電氣安全、煤的低溫氧化等１６套實驗儀器,這些實驗儀器填補了實驗空白,在實驗教學中發揮了重要作用.(９)將實驗課單獨設課并單獨分配學分,從原有的理論課中拆分出來.這樣做的好處是可以促使教師和學生重視實驗教學環節,促使學生更愿意動手做實驗.

　　４．５構建實驗教學網絡平臺

　　實驗教學網絡平臺集成了管理、信息、課件、視頻、交流和意見反饋等功能,為學生提供了豐富的課件、視頻等實驗教學資源以及實驗教學環節管理信息等,創造多維、信息化的實驗課程學習平臺,并方便學生間、學生和教師間的交流.主要功能有:(１)學生網上預約、網上選課功能,學生可以自選創新性、設計性或綜合性實驗教學項目;(２)發布實驗儀器設備的使用狀態,提供教學信息和實驗成績查詢;(３)發布實驗儀器設備的基本操作說明、音像資料、多媒體課件等;作為輔助材料,提供實驗過程中所需儀器或軟件的說明書、原理及參考文獻等信息,供學生使用;實驗教師可以根據實驗設備的變化及時修改和完善相關資料;(４)提供針對實驗儀器和實驗過程的網上交流和意見反饋,跟蹤實驗儀器的占用情況,使學生能更加合理地安排實驗時間,提高實驗儀器的利用率;(５)對于具有較大危險性的實驗,提供網上虛擬實驗,學生可以通過網站,在線完成虛擬實驗項目;(６)網上答疑.對于實驗過程中遇到的問題,學生可以在網上與教師交流.鼓勵學生積極表達、與同學分享個人的學習體會、學習經驗以及通過實驗所掌握的知識和技能,鼓勵學生對實驗中的問題提出建議.

　　４．６實驗室安全管理

　　安全工程實驗室裝有甲烷、氧氣、氮氣等氣體的高壓容器,若操作不當則可能發生安全事故.應特別注意壓力容器的特點和危險性,加強安全管理工作.(１)完善高壓容器等具有危險性的實驗設備和儀器的安全管理制度,對于具有輻射性的實驗儀器(如氣相色譜儀),應嚴格遵守國家相關法規.在日常實驗、保養以及寒暑假等節假日都必須注意具有危險性的實驗設備和儀器的狀態,及時消除安全隱患.(２)加強安全教育,制訂事故應急預案,防止中毒、燒傷、機械傷害等意外事件發生.(３)學院成立安全隱患檢查治理小組,進行定期安全隱患檢查.落實實驗室安全工作的專人負責制,定期對實驗儀器進行保養維護,對發現的安全隱患應及時上報并立即進行整改.

　　５實驗考核體系

　　安全工程專業的實驗可以分為課堂型實驗和開放型實驗,開放型實驗又包括設計性實驗、綜合性實驗及創新性實驗.對于課堂型實驗,實驗教師可利用多種教學手段,使學生更好地掌握實驗原理、方法、流程、數據處理及工程應用;而對于開放型實驗,學生可以在教師的指導下充分發揮自己的創新性思維參與實驗研究.需要對傳統的安全工程實驗考核體系進行以下調整:(１)對于實驗基礎知識和基本概念的考核,主要包括平時表現、實驗出勤率、實驗回答問題等,占總成績的３０％;(２)實驗報告占總成績的５０％,實驗報告中應包括詳細的實驗原理、實驗細節、實驗數據、數據分析以及可能的改進方案等;(３)創新性、設計性的實驗占總成績的２０％.設計性實驗需要根據課堂理論教學的需求設置,學生可以根據自己的特長選擇和設計相應的實驗方法及實驗內容,以提高動手能力和分析、解決問題的能力.通過實驗教學考核體系的調整,有助于學生發揮主觀能動性,促進實驗教學改革,提高實驗教學質量,學生對于這樣的考核體系反映較好.

　　６結束語

　　實驗教學對于培養學生的動手能力、理論聯系實際的能力和創新能力具有重要意義.只有不斷加強管理,才能有效提高實驗教學的質量.安徽理工大學安全工程專業是面向煤礦安全生產的具有行業特色的專業,安全工程實驗教學改革是不斷前進、不斷探索的過程,必須明確方向、結合實際,從根本上發現和解決實驗教學改革過程中遇到的難題,使其真正為提高學生的綜合素質和綜合能力服務,為培養高質量的安全工程特色人才提供堅實的保障.

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