校企深度融合下的“特种设备实验课”改革设计

王博 安宇 白大宇 彭莹莹 车琳 李玲玲

摘  要：特种设备涵盖种类多，课程理论知识与经验性知识多且教材内容较为单一，学生学习兴趣低，理论与实际难以结合，学生缺乏针对性指导和有效的科研实践资源，实践能力得不到提升。针对上述问题，哈尔滨理工大学通过以学生为重心，通过校企深度融合，围绕黑龙江省大学生创新创业训练计划项目对“特种设备实验课”进行改革。在老师的启发性教授、针对性指导下，学生们自主讨论，研究了基于移动投影的叉车安全警示系统，解决了叉车运行中容易发生事故的实际问题。同时激发了学生们的创新思维，锻炼了学生们的实践能力与动手能力，也为其他专业课程改革设计指明了方向。

关键词：校企深度融合;特种设备;叉车事故;移动投影;安全警示

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）03-0135-03

Abstract： Special equipment covers a variety of types， theoretical knowledge and empirical knowledge of the curriculum are many， and the content of the textbook is relatively single， students'interest in learning is low， theory and practice are difficult to combine， students lack targeted guidance and effective resources for scientific research and practice， and their practical ability can not be improved. In view of the above problems， Harbin University of Technology has reformed the Experimental Course of Special Equipment around Heilongjiang College Students'Innovation and Entrepreneurship Training Program by focusing on students and deeply integrating schools and enterprises. Inspired by the teacher and directed by the students， the forklift safety warning system based on mobile projection is studied， which solves the practical problem of accident prone in the operation of forklift. At the same time， it stimulates students'innovative thinking， exercises students' practical ability and practical ability， and points out the direction of curriculum reform design for other specialties.

Keywords： School-enterprise deep integration; special equipment; forklift accident; mobile projection; safety warning

一、概述

隨着各行各业的发展，以及工程技术的不断更新，特种设备的安全需求也不断变高，由于特种设备发生事故造成的人身伤亡和财产损失十分严重，从而引起社会的高度重视。为了保证安全生产的稳定运行，满足向特种设备运行定向输出专业人才的需求，特种设备安全受到国家的高度重视。一方面，特种设备涵盖设备种类多，包括锅炉、压力容器、压力管道、场（厂）内专用机动车辆等，具有综合性、多类设备交叉及涉及行业范围广的特点，是一个涉及面较广的课程。特种设备具有很强的实践性、工程性、技术性，要求学生具备扎实的理论基础和一定的实践经验积累，解决人、设备、环境等复杂的实际问题。另一方面，新工艺、新装备、新材料、新技术、新能源广泛应用，新业态大量涌现，增加了事故成因的数量，复合型事故有所增多，对特种设备课程理解与实践运用提出了更高的要求。因此，特种设备课程教学质量亟待提升，需要更多的创新与实践性。

二、特种设备课程现状分析

（一）课程选用教材较少，内容较为单一

选用教材多为已经出版的通用教材，随着国内相关技术、材料、设备以及能源的不断发展，多数教材出现滞后现象，根本满足不了社会发展需要。特种设备涉及领域广、包含设备种类繁多，课程规定性和经验性知识较多，造成了课程基础概念多、理论学习杂的现象。因此，在有限的学时内，为满足课程的广度，导致课程拓展深度不足，学生疲于记忆理论知识，难以进行实际应用。

（二）教学方法单一，学生学习兴趣不高

目前，高校现有的教学方法仍是以讲授为主，教师在讲课过程中多数采用板书和PPT结合进行讲解，内容多数为理论知识，实践能力完全得不到提升，且受学时限制以及学习设备种类多，不能通透学习课程，再加上教学模式问题导致教师与学生之间知识有效转化率低，大大消减学生学习兴趣，从而形成恶性循环，知识有效转化率更低。

（三）学生实践能力不强，课程认知较为模糊

学生实践能力普遍不强，实验课程大多在学校完成，且形式大多为将学生进行分组，让学生自行拟定研究特种设备题目，小组上网查阅题目的多方面信息进行演讲，这种方法缺乏思考，实践能力完全得不到培养。特种设备涉及行业领域多，理论知识广而浅，又受实习时间和地点的限制，导致学生在实际操作中存在完全不会、不敢的现象，独立工作能力差。对于课程知识的了解程度还不够，导致学生对于此门课程认知不清、方向困惑、学习乏力、兴趣减弱等现象。

（四）实践资源提供不足，学生缺乏针对性指导

各高校相关专业普遍设置有实验室，但基于特种设备的特殊性在实验室根本完成不了实验的最终目的，实验内容几乎全是依靠模型完成，也起不到锻炼实践能力的目的。除此之外，还会有课程设计、生产实习、认知实习等实践性课程，但课程内容零散，相互联系不足，实际应用效果较差，导致学生对课程知识的理解依然不透彻。且在实验过程中，学生缺乏针对性指导，设计能力和动手能力难以得到提升。

三、校企深度融合下的课程改革设计

（一）实验课改革设计方案

针对上述问题，哈尔滨理工大学以特种设备实验课为基础，运用校企深度融合理念，打造创新型实验课。将专业课理论知识、概念性记忆、经验性知识运用到实验课中，企业提供学生实验课场地及实验装置，为学生提供多个科研实践项目，由学生自由分组，在实验课前收集实验项目相关资料，项目整体思路设计、研发、制作等工作。在实验过程中，老师和企业相关负责人根据各组项目的进展情况进行专业性、系统性、针对性指导和问题解答，在学生实践操作过程中进行互动和问题探讨，锻炼学生的创新性思维，由此来巩固理论性知识和知识有效转化率，也能通过实验增强学生实践能力。以实验科研项目为中心进行设计，着力模拟专业工程实践以期解决真实问题[6]，在培养学生专业能力、创新能力、实践能力的同时，推进科学研究，有效利用科研与实践资源。总体设计方案流程如图1所示。

（二）教学案例

1. 解决目标

哈尔滨理工大学依托于黑龙江省大学生创新创业训练计划项目，在校企深度融合下的“特种设备实验课”中，组织本科二年级的安全工程专业学生，利用特种设备、机械安全等专业知识解决叉车运行过程中造成的人员伤亡和财产损失的实际问题。

2. 背景分析

随着社会的发展和人民生活水平的日益提高，物流仓储行业正迅猛发展，叉车已成为现代物流领域最常见的装卸搬运工具，广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济中的各个部门，是物料搬运设备中的主力军。随着叉车的迅速增多，加之在实际生产中的使用不当，发生的人身伤亡事故与日俱增。叉车作业场所相对狭窄，流动人员多，由于叉车的自身特点，驾驶员视野范围有限，很容易造成事故。如图2数据表明，超过70%的叉车事故都与人有关，44%的事故也是发生在行驶过程中。如何避免在叉车运行过程中造成的人员伤亡和财产损失已经成为企业和社会高度关注的问题。

3. 研究方向确定

鉴于叉车在运行过程中容易发生安全事故，为了滿足人们安全生产生活的需求，要发明创造出一种让人能够清楚知道人与叉车安全距离的装置，且该装置能够让行人及时的看到叉车的运行，有足够的距离和时间来做出反应，有效的提高叉车运行过程中的安全性，保护作业场所流动人员的安全，弥补司机视野受限的缺憾等问题。

4. 问题探讨

确定了研究路线之后，学生们认为确定安全距离的介质要显而易见，能够直观提醒工作人员，以及考虑到现场工作环境的影响，最终将光作为区别安全与危险区域的介质。在课堂上，基于学生们的解决方案，老师进行了针对性的指导，并提出自己的建议供学生参考。通过启发学生的创新性思维，来帮助学生继续研究。最终学生们确定了利用移动投影技术，将带有安全标志的光投射到地面，提醒工作人员危险区域。

5. 成果展示

通过以学生为重心的校企深度融合下的实验课，围绕黑龙江省大学生创新创业训练计划项目，在老师的启发性教授、针对性指导下，学生们自主讨论，研究了基于移动投影的叉车安全警示系统，以解决叉车运行过程中造成的人员伤亡和财产损失的实际问题。

（1）基于移动投影的叉车安全警示系统

学生基于对叉车事故的事故原因进行全面分析，针对叉车自身及在运行过程中可能产生事故类型，以及事故原因的不同情况下，利用现存的移动投影技术获得叉车必要的安全警示作用，利用单片机和传感器技术获得声光报警功能，使叉车在运行过程中的安全性和本质安全化得到大幅度的提升。其组成主要包括投影装置、报警器、电源开关。系统整体示意图如图3所示。

（2）投影装置

一种用于防护现场工作人员及叉车操作人员的安全标志投影装置，其组成包括：透镜、光束仪、安全标志图像插片组。透镜的作用是变化光线之方向和控制配光分布情形等，光束仪是光源的发生装置，是整套装置起始部分，安全标志图像插片组是具有标志性的投影图案，从直观上给人警觉信息。结构如图4所示。

（3）报警器

报警器包括报警主机、超声波距离传感器和非接触式红外温度传感器。报警主机与电源连接，接收报警信号并启动现场报警器，所述的超声波距离传感器与电源和报警主机连接，当有人员进入危险区域时，超声波探测距离发生改变，启动报警主机。

四、教学成果反馈

通过收集学生的反馈意见，参考企业实际操作人员的运用，本课程得到了学生们的一致好评。在老师专业、针对性指导下，学生们提高了创新思维，锻炼了实践能力与动手能力，加强了对专业知识的了解。同时真正做到学以致用，将工作过程中的惯性问题运用理论知识解决，真正解决了工作人员的安全防护问题。除此之外，该项目也完成了科技成果转化，成功申请了两项国家实用新型专利。“特种设备实验课”改革的成功，也为我校其他专业课程改革设计指明了方向。

五、结束语

通过校企深度融合下的“特种设备实验课”改革，教学质量、学生兴趣、实践能力等都有明显改变，以解决叉车事故实际问题为出发点，学生自由分组讨论，再由老师与企业人员进行指导，最后给出方案解决叉车事故问题。将学生的理论知识与实践能力相结合，锻炼了动手能力，同时培养学生的创新思维，激发学生学习的积极性与自主性，促进科技成果转化。同时，为其他专业课程的教学改革设计指明了方向，也为向社会输送了大量复合应用型人才奠定了基础。

参考文献：

[1]岳君.现代物流叉车常见事故分析与防范[J].物流工程与管理，2016，38（09）：141-142.

[2]王保凯.特种设备事故预防研究[D].山东大学，2012.

[3]戚月娣.特种设备安全法规标准体系现状与发展[J].中国特种设备安全，2014，30（05）：6-9.

[4]段雅丽.中国叉车制造业成长中的思考[J].物流技术（装备版），2012（06）：5.

[5]马珂，陈曼.我国特种设备检测技术的未来发展趋势[J].中外企业家，2014（20）：116.