基于微信公众平台的自组织式课内实验安全教育教学手段研究*

王明达　谢　静　殷晓康　王建军

(中国石油大学(华东)　机电工程学院，山东　青岛　266580)



基于微信公众平台的自组织式课内实验安全教育教学手段研究*

王明达谢静殷晓康王建军

(中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛266580)

安全教育是保证实验过程安全的关键环节。针对课内实验安全教育教学环节受时空限制较大和一次课内实验可能要横跨多个实体实验室的问题，分析了传统教学手段的适用性，利用微信公众平台提出了一种以理论课教师为主导的自组织式课内实验安全教育教学手段。根据功能需求上的差异，该教学手段可设计为学习子系统和考试子系统两部分，分别利用公众平台订阅号图文消息和二维码引导的考试系统实现。实践初步证明，基于公众平台图文消息的安全教育知识的针对性好，知识集能跨实验室组织起来，并且该教学手段使用起来便捷、受环境影响小，取得了良好的应用效果。

微信公众平台；自组织式；课内实验；安全教育；教学手段

随着高等教育事业的发展，高校实验室规模不断扩大，功能不断拓展，实验室内的教学科研活动日趋频繁，安全事故时有发生，已引起高校和社会的高度关注[1-2]。为此，高校各级管理部门推出了多种实验室安全管理措施。这些措施通常包括：建设实验室安全管理队伍、建立实验室安全管理规章制度、开展实验室安全检查和加强实验室安全教育等几个方面。在这几项安全管理措施中，安全教育可以提高人们的认识和安全素质，是防止各类事故发生的最重要因素，是保障实验室安全的关键[3]。

当前，在各高校专业学分基本固定并有压缩的趋势下，为更好地培养和提升大学生动手能力和创新能力，各高校采取了不同的形式来提升实验教学环节的比重。其中一种常用形式为：在课堂教学课程中缩减理论教学学时并增添实验教学学时，实验教学在时间安排上遵从课程时间安排且课程总学时不变。这种理论与实验交织的学时组织形式，缩短了理论知识学习与实验应用间的距离，教学效果良好，深受学生欢迎。

从知识逻辑上来看，这种课程组织形式中的实验教学知识应以理论教学知识为中心开展，其教学进度也应配合理论教学的进度灵活调整；并且课程理论知识点所对应的实验教学知识点可能横跨多个实体实验室。因此，为减少理论教学主体与多个不同实验室教学主体间的协调成本，在实际教学实践中，该类课程的实验教学可由理论教学课程组教师承担。

这样，在有限的教学时间内，以理论教学课程组为主导的横跨多个实验室的实验教学组织形式就对常规的以实验室为单位的实验安全教育提出了不一样的要求。

一、现有实验安全教育形式、手段适用性研究

实验安全教育是对学生进行实验教学安全知识的讲解、安全政策的宣传、安全案例的警示、安全措施的认识和理解，使学生从思想上予以重视，提高执行政策的自觉性，提高安全防范的主动性，防患于未然的过程[4]。

常见的安全教育形式包括：课堂教学、专家讲座、多种宣传活动、事故分析会、实验现场培训、安全工作会议、自学知识竞赛、情景模拟活动等等[5-7]。这些安全教育形式通过一定的体制机制被有机组织运行起来，如：清华大学建立了校、院(系)、实验室三级教育与安全管理体系；兰州大学化学实验教学中心采用了主讲、主任两条线的管理体系；华东理工大学学生进实验室前需要进行学院、专业、岗位三级安全教育；北京理工大学开设了通识教育选修课；武汉科技大学在学生做毕业论文进实验室前会做统一的安全教育等[8-11]。此外，不同的安全教育形式还会采取合适的考核方式，如课堂考试、课后作业、问卷考核等[12]。

为了支撑不同的安全教育方式，可采用不同的教学手段，常用的教学手段有：黑板报、宣传栏、展板、广播、电视、幻灯片、多媒体等等。随着信息化技术尤其是网络技术的快速发展，以网站为核心的实验安全教育手段也得到了较多的研究和应用[13-14]，如：江南大学、浙江理工大学建立了以试题库为中心的安全教育学习与考试网络系统，在这一系统中，学习和考试环节使用的都是试题库[15-16]，而北京交通大学、扬州大学、四川大学、长治学院则建立了资料库与考试题库独立的安全教育与考试网络系统，实验室教师可以实验室为单位向资料库上传多种学习资料，学生自主学习后可通过电脑端上网，进入网站试题库进行考试[17-20]。这类基于网站的实验安全教育与考试系统，一方面方便了学生的学习与考试，另一方面可以使各级管理者掌握多种数据，便于进一步采取有针对性的措施，这对提升实验室过程安全性发挥了重要作用。

但是，这种基于网络的安全教育教学形式的开展往往是依托某种形式独立的教育环节之上，如：入学安全教育、通识选修课等，且其通过电脑端操作的形式决定了其开展需要独占较多的时间和一定空间，这一开支对随课实验来讲是难以承受的。从知识的组织角度来看，这类基于网络的安全教育所需的底层知识集往往是以实体实验室为单位归口编写和管理的，而课内实验所需的实验安全知识范围则受理论课知识驱动，一次课内实验的开展可能会有选择地横跨多个实验室内的不同实验单项，这样这种网络教学系统的安全教育知识集组织形式就无法直接满足课内实验的需求。

以上两点决定了以网站为核心的安全教育与考试网络系统难以在课内实验过程中得到有效运用。因此，为了提升课内实验的安全教育效果，需要探索一种以理论课教师为主导的节省时间和空间、且知识点可灵活组合的自组织式实验安全教育教学手段。

二、微信公众平台功能特点适用性研究

微信是腾讯公司于2011年1月推出的专为智能手机提供即时通讯的新一代社交软件，其基本功能与QQ社交软件类似。腾讯公司于2012年8月对微信功能进行升级，推出了公众平台模块，在此平台上运营者能够为订阅用户提供信息咨询、知识传播等服务，能够营建出别具特色的知识传播生态环境。

微信公众平台目前有三种公众账号类型：订阅号、服务号和企业号，其功能定位、开发权限各不相同，其中订阅号可供个人申请。利用订阅号可以对用户提交的关键字进行特定图文信息的回复，可以自定义菜单并设置相应动作实现特定图文信息回复，可以通过识别图文页内二维码实现链接跳转，具备一定网络开发能力的个体还可以利用开放的第三方接口实现调用摄像头、扫码、支付等一系列高级功能。

通过对实验安全教育过程分析可知，主要功能需求集中在两方面：安全教育知识学习和安全教育考试。第一方面需求可通过回复关键字、点击菜单链接或图文页内链接实现；第二方面需求可通过开发简单的考试系统并通过图文页内二维码引导的方式植入微信公众平台。微信公众平台功能的实现依附在智能手机上，学生在实验室站立着，通过浏览相关图文知识就能随时实现安全教育知识的学习和考试，突破了实验安全教育时空的限制。因此，无论是功能支持还是使用特点，微信公众平台都能满足课内实验安全教育教学的需求。

三、基于公众平台的课内实验安全教育系统设计

实验安全教育内容范围比较宽泛，通常包括：安全思想意识教育、安全规章制度教育、安全知识教育、安全技能教育、安全对策教育和安全管理教育等多个方面[21-22]。

分析后认为，在时间有限的情况下，安全意识、安全对策与安全知识三部分内容可通过微信公众平台的图文消息来呈现，而其余内容通过教师的口头传授更为合适。

实验安全教育考试系统包括：安全知识试题库、实验项目信息库、学生信息库和考试成绩库。这些数据通过一定的功能模块并借助不同形式的端口与用户产生交互。

基于微信公众平台的课内实验安全教育教学系统的主要内容、数据流向与操作端口的整体设计见图1所示。

四、基于微信公众平台订阅号的系统功能实现

在系统总体设计基础上，本课程组在微信公众平台订阅号(ID：oilworkman)中实现了这些功能。

课内实验作为课程教学的一部分，将其放在订阅号中的“安全监测与监控”课程页面模板下，如图2所示。安全对策部分内容主要包括开展本次课内实验所需要的实验室信息、个体安全防护物品和消防设施的存放位置、应急逃生通道等信息，图文消息页面见图3所示。

图1　基于微信公众平台的课内实验安全教育教学系统整体设计图(虚线表示数据流向)

图2　微信图文页面模板页

图3　安全对策知识图文

考试系统包括三个页面：试卷提取页面、试题页面和试卷成绩与系统评价页面。通过“安全教育|考试系统”图文消息中的二维码来引导，见图4所示。学生长按二维码图片然后点击“识别图中二维码”便进入考试系统的试卷提取页面，见图5所示。

图4　考试系统引导图文页

图5　试卷提取页面

在试卷提取页面，学生需要选择所参加的课内实验名称，然后点击“取卷”按钮进入试题页面，见图6所示。在试题页面，输入学生学号后便可答题，试题类型、数量以及题序由教师在考试系统后台预先设定好。试卷答完后点击“交卷”按钮进入试卷成绩页面(见图7)，学生需将该页面展示给教师查看，如果达到成绩要求即可开展相关实验。除了主动学习安全教育图文知识外，考试过程本身也是一种学习手段，因此本系统支持返回“刷分”功能。

图6　考试系统试题页面

图7　试卷成绩页面

在本系统测试期间还加入了系统建议收集功能模块(非必需)，这为安全教育图文知识设置与考试系统的迭代优化提供了参考意见。

五、实践效果总结与思考

该教学系统于2015年9月初步开发完成并在中国石油大学本科生安全监测与监控课程和研究生油气安全检测与监测课程的课内实验中应用，学生群体涵盖本科生和研究生。在近两个学期的应用过程中，使用人次超过了280人，期间未发生任何实验安全事故。

来自多个实体实验室的安全教育内容可放在同一个页面模板下的不同图文中展示，实现了以理论课知识需求为中心的不同实验安全知识点的灵活组合。

后台考试结果的提交时间显示，学生基本都能在实验课开始后的5分钟内完成安全知识的考试，进一步分析发现，由于学生事先知道只有通过考试才能进入实验环节，所以大多数学生在实验课开始前、在走廊中就开始了相关安全知识的自主学习，这为后续实验的开展节省了时间。

从微信公众平台后台的图文浏览量、关键字回复量、菜单点击频次的统计数据发现，实验做完当天及后续一段时间学生会持续浏览该平台下的其他图文知识，同时还会带来一些新的关注者。这说明基于微信公众平台的教学手段受到了学生群体的欢迎。

该安全教育教学系统在使用前需要教师向公众平台添加大量图文知识，并在考试系统后台录入学生信息和试题库，随着实验内容的更新还需要动态维护这些知识或数据库，这在一定程度上增加了教师的工作量，但相比学生的使用体验提升与实验安全教育效果提升来讲，这一做法仍值得尝试。

六、结束语

安全教育是保障实验过程安全的关键措施，本文针对课内实验安全教育环节易受时空限制和跨实验室的问题，提出了一种基于微信公众平台的安全教育教学手段，设计了以安全知识学习、知识考试为中心的教学系统。实践初步证明，该教学手段达到了保障实验教学安全的目的，受到了学生的欢迎。微信公众平台天然具备信息传递便捷、受时空限制小的功能优势，这与高校部分课程知识尤其是零碎知识对传播渠道的需求相吻合，因此，其成为一种辅助教学手段的潜力巨大。本文仅从实验安全教育方面对这一教学手段的应用展开了研究，希望能为教师高效地开展课内实验及助力其他教学环节提供一条新的思路。

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(责任编辑李世萍)

Research on the Self-organizing Teaching Method of Curricular Experiment SafetyEducation Based on the WeChat Public Platform

WANGMing-da，XIEJing，YINXiao-kang，WANGJian-jun

(School of Mechanical and Electronic Engineering，China University of Petroleum(East China)，Qingdao，266580，China)

Safety education is the key link to ensure the safety of the experiment. Aim for solving the problems of the limited time and space and crossing multiple labs of one course experiment in the course experiment safety education teaching，the WeChat public platform proposes a teaching method of self-organizing curricular experiment safety education with theory-class teachers orientation based on analyzing the availability of traditional teaching method.According to the different functional requirements，the teaching methods can be designed into the two parts named learning system and examination system and achieved through the public platform graphic message in the learning system and the examination system guided by the QR code.The initial practice shows that the safety education knowledge based on the graphic message has great pertinence and the knowledge setting can be organized by crossing multiple labs.Furthermore，the teaching method with little environmental impact is easy used and has achieved a good applicative effect.Key words：WeChat public platform；self-organizing；curricular experiment；safety education；teaching methods

2016-05-18

国家自然科学基金项目“管道泄漏检测中的退化多源信息融合模型研究”(项目编号：51204203)；中国石油大学(华东)青年教师教学改革项目“基于微信公众平台的安全监测与监控课程辅助教学平台设计与适用性研究”(项目编号：QN201510)；中国石油大学(华东)青年教师教学改革项目“机械完整性检测双语课程建设与探索”(项目编号：QN201511).

王明达(1984-)男，山东淄博人，讲师，博士，主要从事油气设备安全监测与信息化教学与研究.

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