安全工程专业实验课程体系构建与教学方法探讨

刘纯林

（安徽工业大学 建筑工程学院，安徽 马鞍山243032）

我校安全工程专业自2007年开始招生以来逐步发展壮大，但专业建设基础薄弱，尤其实验室建设有待进一步提高。实验教学也存在一些问题，如实验教学内容、方法和测试手段、实验教学体系等有待进一步完善。国内学者围绕安全工程专业培养目标、培养计划、课程体系等问题，开展了较多研究，但有关实验课程体系及实验教学方法的研究相对较少。笔者结合当前安全工程专业培养方向及实验教学现状，以及我校安全工程专业的目标定位和学科背景，从实验课程体系、实验教学方法等方面进行分析，探讨适合我校学科背景的实验教学体系、内容及教学方法。

一、国内安全工程专业实验教学现状

实验教学是人才培养的重要环节，它可以训练学生的实验技能，锻炼观察分析能力、实际动手能力，是理论联系实际的重要途径。安全工程专业毕业生的工作岗位大多在工程建设或生产的第一线，培养学生实际动手操作能力和分析解决问题能力意义重大。

就当前高校的实验课程体系建设而言，实验课程大多依附于某一门理论课程，实验课程体系与理论课程设置密不可分。由于实验课程没有独立设置，课时较少，而且经常出现理论课程和实验课程教学之间的冲突和占用问题，难以保证完成教学大纲规定的教学时间和教学效果。实验课程没有独立学分，通常仅作为平时成绩的一部分，按比例进行总成绩的评定，这在一定程度上造成了学生对实验课的不重视，难以保证实验课程的教学效果，学生也得不到应有的实践能力培养与锻炼。此外，由于实验课程不独立，实验指导可能出现教师分工不明确，甚至因工作量难以界定而未能尽职尽责，也在一定程度上造成实验课程教学效果不理想的现象。

目前各高校安全工程本科专业的课程体系还需完善，且因安全工程专业开办高校的行业背景的差异而缺乏统一。有关统计表明，国内各高校安全工程专业本科培养计划中的专业基础课程和专业课程设置有安全人机工程、安全系统工程、安全法律法规、安全学原理及安全管理学等多达110多门课程，但基本很少有某一门课程的开设比例超过50%。［1］而且，对于同一门课程，不同高校对其性质归类也有差异，比如安全人机工程、安全经济学等课程，有的院校将其设置为专业基础课，而有的院校将其作为专业课开设。可见，各高校在安全工程专业课程体系构建上离散性大、普适性差，基础课和专业课的设置与划分也比较迥异，教学内容也存在差异。因安全工程课程体系缺乏统一，而实验课程开设多依附于理论课程而开设，因而也存在实验课程内容差异较大的情况。

二、安全工程专业实验课程体系的构建

（一）实验课程体系的“3＋X”模式

各高校培养计划中的课程除了公共基础课外，还有专业基础课、专业课和特色专业课之分。相应的实验课程体系中，也存在“公共基础实验课－专业基础实验课－专业特色实验课”的模式［2］和“人－机－环实验－专业基础实验－特色专业实验”的模式。［3］

为满足安全工程专业教学指导委员会的相关规定，公共基础课、专业基础课和人－机－环课程涉及的实验必须开设，而特色专业课程的设置通常都是紧密结合高校所依托的行业背景、学科优势或就业方向为依据，按照自身条件和优势选择开设。对此，笔者提出安全工程专业实验课程体系的“3＋X”模式：“3”代表“公共基础实验课”、“专业基础实验课”和“人－机－环实验课”；“X”表明特色实验课程并不是确定的，而是根据各高校的行业背景、学科优势或就业倾向设置，体现学校人才培养特色。

经历近几年的培养计划调整，我校当前的安全工程本科专业主要按“安全管理”和“建筑安全”两个方向模块设置课程体系，专业特色课程和相应特色实验教学内容的设置因学生所选模块不同而变化。

（二）实验课程及内容体系

结合我校实际情况，目前安全工程本科专业实验课程体系及相应的课程和实验内容如下：

一是公共基础实验课程。主要包括物理实验、工程化学实验、电工学实验等，大部分都是验证性实验。

二是人－机－环实验课程。人一机一环系统实验课是安全工程专业基础实验课，是对模拟环境中人的行为、反应进行测试的实验，其中包括对静态和动态过程人体生理与心理参数的测量、人一机一环系统模拟设计等。

三是专业基础实验课程。工程流体力学是安全工程专业的基础课程，主要实验有雷诺实验、流速和流量的测定、伯努利方程实验、管路沿程阻力和局部阻力实验等。热工学实验主要是工程热力学和传热学两门课程涉及的实验。主要有：二氧化碳P－V－T关系测定实验，渐缩（缩放）喷管内压力分布和流量测定等。

防火与防爆实验包括：可燃液体的闪点和燃点测定，粉尘层最低着火温度测定、点着温度测定，防火涂料防火性能测试，燃烧热的测定等。

职业安全与卫生实验项目主要有：噪声检测、织物静电摩擦性能测定、环境参数的测定等。

另外我校安全工程本科生专业课程实验还开设有电气安全技术、工业通风与除尘、消防工程学、安全检测技术相关实验。主要内容包括：接地电阻测试、粉尘性质检测、建筑材料阻燃性能测试、火灾报警与消防系统联动控制实验、可燃气体和有毒气体浓度测定、室内尘埃粒子数的测定等。

四是专业特色实验课程。随着安全工程专业人才培养方向的调整和培养计划修订，该专业人才培养中设置安全管理和建筑安全两个方向，其课程体系和实验内容也作相应调整。

安全管理模块：实验目的在于使学生具备从事安全生产管理、监管、评价、检测检验、技术咨询、服务等方面的理论基础及实践能力。实验内容包括危险化学品毒性、无损探伤实验等。

建筑安全模块：实验目的在于使学生加深对建筑施工和使用过程中的基本安全因素的认识，掌握建筑防火安全、施工现场用电安全和建筑消防的相关技术和方法。实验内容包括建筑火灾报警系统实验、建筑灭火器使用实验、施工现场临时用电接地与防雷技术实验等。

三、安全工程实验教学方法探讨

不同类型实验的内容、要求不尽相同，其教学方法也有差异。因此，在实验教学中需要根据实验教学目的和项目的具体特点选择适宜的教学方法，并注重各种教学方法的综合应用。

（一）验证性实验

验证性实验通常是指实验者已知实验结果而进行的以验证为目的可重复性实验，同时可以巩固和加强有关知识内容、培养学生实验操作能力和数据处理能力。低年级大学生的物理实验、工程化学和电工学实验课程中的大部分实验内容均属验证性实验。因此，实验教师在指导这些验证性实验时，重在指导学生验证实验结果、巩固理论知识、学习实验仪器的使用操作，但也应注意加强实验能力的培养。

（二）演示与模拟实验

演示实验是直观教学的一种高级形式，形象、生动、易接受是其主要优点。对于实验设备较大型或复杂的实验、危险性较大的实验，可采用演示实验的方法由教师进行实验操作，学生掌握实验操作步骤和方法。模拟实验是指利用计算机软件或程序模拟实验过程，通过鼠标和键盘操作学生可以完成整个实验过程，从中获取相关理论知识和实验步骤、操作方法等，其安全性和可操作性强。在教师的积极引导下，演示与模拟实验可以迅速地帮助学生理解知识，能够培养学生观察力、注意力和思维能力。安全工程实验教学中，粉尘爆炸实验（危险性大）均采用了此实验方法开展。

（三）综合性实验

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与其相关的其他课程知识的实验，可以培养学生的系统思维能力和综合动手能力。比如防火与防爆技术、职业卫生学等课程学完之后，可以开设物质稳定性分析和气相色谱分析等实验，使学生理解知识间的相互联系和综合运用，提高思维能力和综合动手能力。

（四）设计性实验

设计性实验是教师给定实验目的要求和实验条件，指导学生自行设计实验方案并实现一定探索性和创造性的实验教学，具有科学实验的性质。设计性实验一般需要有选题、制定方案、实验实施、综合分析讨论和实验报告撰写等程序。设计性实验教学中，指导教师给定选题并指导学生进行方案制定和实施工作，使学生调动原有认知结构中的知识和技能，通过实验的实施发现问题、提出问题并解决问题。设计性实验能够激发学生的认知兴趣和主观能动性，同时学生在解决问题过程中会得到系统的全方位的科研训练。

（五）开放性实验

在实验课程教学过程中，注重与课外科技创新活动和实际科研项目相结合，是培养学生运用所掌握的理论知识和方法解决实际问题、培养科研兴趣和创新思维、锻炼实际动手能力和科研能力的有效模式之一，有利于创新型人才的培养。学生在老师指导下自主开展实验研究工作，学生处于主动探索的状态，能够促使学生养成独立思考和积极进取的科学精神，利于实现学生创新意识、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力培养。显然，该实验教学方法主要面向参加科技创新性活动和科研项目的部分学生实施。将课程实验教学与科学研究项目实验相结合，利于形成指导教师－研究生－ 本科生的分层次科研梯队，对于本科生科研精神、创新能力、科研能力的培养和科研项目的顺利完成均具有重要作用。

总之，按照“3＋X”的模式进行实验课程体系的构建，既能满足安全工程专业人才培养的基本要求，同时又体现了人才培养特色。“3＋X”安全工程实验课程体系具有不同的特点，实验开展也要受到实验设备和仪器条件、实验过程复杂性和安全性、学生创新科研能力培养的需求等的影响。因此安全工程专业实验教学过程中，可相应的采用验证性实验、演示与模拟实验、综合性实验、设计性实验和开放性实验等形式，保证实验教学质量，实现安全工程专业人才创新实践能力的培养目标。

［1］ 徐锋，张国华，朱丽华．安全工程专业本科人才培养中存在的问题探讨［J］．重庆科技学院学报（社会科学版），2010（16）：159－161．

［2］ 窦培谦，胡广霞．安全工程专业实验课程体系设置研究［J］．中国安全科学学报，2008（6）：51－54．

［3］ 聂百胜，张金锋，胡铁柱，等．安全工程本科专业实验课程设置［J］．安全与环境学报，2006，6（S）：14－16．

［4］ 王志荣，蒋军成．安全工程专业实验教学体系的研究与探索［J］．实验技术与管理，2007（1）：100－105．