混合式教学在安全系统工程中的应用模式研究

孙晓元　李俊吉　谢建林

摘要：为实现利用较少学时来丰富教学内容、改善教学质量、革新教学方法和提升教学效率的基本目标，文章以安全系统工程这一核心课程为研究对象，通过梳理课程脉络结构、分析理论知识体系、调研学生期望与社会需求等环节，初步构建了基于“互联网+”的“线上”+“线下”混合式教学模式。实证研究表明，混合式教学模式的应用有助于提升教学质量，增强学习效果，并为教学目标的达成和人才培养的实现提供有力支撑。

关键词：安全系统工程;混合式教学;教育教学改革;实证分析

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）16-0264-04

安全系统工程作为安全工程的核心课程，既是本科专业教学体系中的关键环节，又是国内绝大多数高等院校安全学科研究生考试的指定科目，为专业人才培养和学科发展建设发挥着重要支撑作用。同时，安全系统工程具有学科集成交叉、课程体系庞大、知识结构复杂、内容涉及广泛、现场结合紧密和逻辑思维抽象的典型特点，需要学生具有丰富的知识储备、缜密的逻辑推理、严格的数学推导、敏锐的问题分析和合理的对策提出等综合能力，对教学方式方法、教师业务水平和教育质量管理都提出了相当高的要求。单纯依靠“一块黑板、一支粉笔”灌注式的传统讲授方法往往难以突破教学目标不明确、学生知识掌握不牢固、思维训练不全面和工程应用不深入的瓶颈[1]。因此，国内外学者对该课程的讲授方法进行了系统研究和探讨，也构建了诸如事故案例法[2-3]、立体化教学[4]、做中学（Learning By Doing）[5]、基于问题学习（PBL）[6]、翻转课堂[7]、换位式互动[8]等一系列有建设性的教学模式。

与此同时，依据《教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》（教高函〔2018〕8号）文件精神，重点课程难度、深度和挑战度将会进一步提升。作为安全工程的主干课程，安全系统工程所肩负的专业考核责任与人才培养使命将更为重大。在诸多高校全力提升实践环节权重，大幅压缩课堂教学时长的背景下，如何使安全系统工程在较短时间内有效达成教学目标，切实提高教学质量，已成为广大安全工程专业开设院校亟须探讨的重点课题。基于上述现状，太原科技大学安全工程教学研究组（以下简称“教研组”）聚焦教育教学方法改革，结合安全系统工程课程特点、知识脉络与主要内容，借鉴相关经验，打造了基于“互联网+”的混合式教学模式，取得了良好的应用效果。

一、基于“互联网+”的混合式教学模式特点

Garrison和Vaughan将混合式教学定义为“能将面对面和线上学习有机互补地结合在一起的方法和技术”[9]。冯晓英教授[10]从物理维度与教学维度出发，将混合式教学的演化进程划分为“技术应用”“技术整合”和“互联网+”三个阶段。在“互联网+”阶段，Wasoh F.将其界定为“基于移动互联设备、网络学习环境和课堂教学的统一情景”[11]。实际上，混合式教学方式是一种融合“互联网+”在线教学和传统教学优势的“线上”+“线下”教学模式，其突出特点是“线上有资源、线下有活动、过程有评估、考核有依据”。通过线上资源的整合和系统平台的搭建，使学生通过学习完成结构脉络梳理、基础知识储备、事故案例解读、重点难点剖析等内容，并对线上所学到的知识进行总结和反馈，带着丰富的基础知识和关注的疑难问题进入课堂;线下学习以课堂讲授为主，但打破了传统“老师讲、学生听”的模式藩篱[12]，以精心设计的多媒体教学和互动式教学为主，本着“学生为主，教师为辅”的教育宗旨，学生已经掌握的知识点仅做简要总结，而线上反馈回的重点难题和共性问题则着重解答，同时利用小组讨论、师生交流的启发性教学方式巩固知识。需要指出的是，无论是线上还是线下学习，都需要加强过程控制，借助合理手段对知识掌握能力进行实时评估，使学生和教师都准确了解学习效果和学习进度。

二、基于“互联网+”的混合式教学模式优势

1.突出课外教学，打破传统安全系统工程“教师讲、学生听、考前背、考后忘”被动式教学的固有模式，实现“课前充分预习，课中互动研讨，课后积极应用”的教学宗旨。

2.改良认知方式，实现知识传授的关口前移和知识内化的渐进演变。

3.革新教学流程，实现由“先教后学”向“先学后教”的模式转化[13]。

4.翻转考核模式，实现由“闭卷考试一统天下”向“多样化、综合化、差异化”的评估模式转变。

5.转化师生角色，实现由“教师单向灌输、学生被动接受”向“学生自主学习、教师答疑解惑”的主体角色转换。

三、基于“互联网+”的混合式教学模式建立

基于“互联网+”的混合式教学模式特点，针对安全系统工程的知识分布与结构脉络，教研组提出了相应的课程体系框架，主要涵盖以下四大环节的内容。

（一）课程结构系统分析

深入剖析安全系统工程的学科体系与课程特点，梳理知识脉络，研究课程重点、难点、热点、盲点、考点与交叉点，系统探讨课程结构，为后续研究奠定基础。

（二）课程需求现场调研

采用课堂交流、小组研讨、问卷调查、社会访谈和样本分析的方法，了解学生对前序知识的掌握情况，结合学生期望（内部参照）和社会需求（外部参照）整合线上资源收集和线下教师备课的重点内容，利用数理分析、统计分析、模块分析和量化分析的方式构建课程需求清单。

（三）混合式教学平台搭建

结合课程体系和课程需求，利用大数据、云计算和“互联网+”技术建立混合式教學平台，融合文本、数据、图像、音频和视频多元数据，实现学习时间自主化、学习地点多样化、学习媒介智能化、学习步调差异化和学习内容选择化的教学功能。

（四）教学成果实证分析

良好的教学模式需要因材施教，针对不同层次的学生设计不同的线上教学方案，使学生结合自身能力与实际水平，自主调整学习进度，及时反馈学习效果，配合线下教学查漏补缺，最终达到“看得懂、记得牢、想得到、用得好”的教学目标，实现真正的差异化教学和针对性教学。

需要明确的是，上述四大环节并非完全割裂，而是有机联系在一起。以实证环节为例，核心在于构建科学、合理、可行的教学评估方法，依据学生知识掌握程度和学习进度效果进行综合化考评。若最终结果在满意区间，则进一步实施与适当完善。若尚未满足考核要求，则需要反馈于前三个环节，从中分析问题产生的根源，改进修正与优化创新，直至符合要求为止。

四、基于“互联网+”的混合式教学模式实施过程

为提高混合式教学的针对性与时效性，图2对当前通行教材安全系统工程[14-15]的知识分布情况进行了梳理。从图中可以看出，全书涵盖绪论、事故致因理论、系统安全分析、系统安全评价与系统安全控制等五个模块，课程脉络清晰，章节结合紧密。绪论部分聚焦安全系统工程的基本理念，阐明了安全、本质安全、系统、系统工程的定义和属性，在此基础上界定了安全系统工程的整体概念、研究对象、研究内容与应用特点。第二章系统回顾了事故致因理论的主要内涵，目的在于揭示事故本质规律，指明事故预防方向，引导事故调查处理。其中多米诺骨牌理论、系统理论、轨迹交叉论和能量转移理论既是课堂讲授的重点，也是各大高校安全工程研究生考试的热点。

与前两章相比，安全系统工程后续三章对学生全面理解知识与灵活应用能力提出了更高的要求。在工程实践中，系统安全分析是前提，系统安全评价是桥梁，系统安全控制是目的。首先通过初始阶段一系列定性与定量分析，使研究人员整体把握和精准认识系统现状，从中发现危险源与事故隐患，为后续研究奠定基础;继而利用安全评价手段将定量化的系统现状、风险率或危害度与安全标准进行对比，提出相应的改进方案;最终通过决策过程，进行方案比选，从安全性、经济性、社会性等维度确立合理措施。显然，系统安全分析是问题研究的出发点，系统安全评价是研究进行的着力点，系统安全控制则是实施方案的落脚点，三者是一脉相承的。

针对上述知识点的分布情况，结合培养方案和教学大纲要求，教研组设计了课时分配方案，如下表所示。

由上表可知，安全系统工程的教学进程与教材[14]的章节编排并非完全同步，这一现象在第三章系统安全分析中体现得尤为显著，其目的在于凸显事件树分析与事故树分析的重要性。类似地，系统安全评价部分中的道化学、系统安全控制部分中的决策树也作为关键章节，在线上教学中增设了习题讲解环节与专题研讨课程。

五、基于“互联网+”的混合式教学模式实证分析

自2015年太原科技大学安全系统工程混合式教学模式实施以来，学生成绩稳步提升。由图3可知，成绩位于优良分段（≥80分）的比例由14.28%上升至53.24%，不及格学生（<60分）占比则由12.99%下降至1.29%。由此同时，授课教师反映学生对基本概念的理解能力和核心问题的掌握能力也显著提升，教学相长的良好态势已基本形成。

需要指出的是，在安全系统工程的评估体系之中，受授课教师水平、课程进度安排、考题难易程度等多重因素的影响，单纯以期末考试成绩的高低来衡量混合式教学实施的优劣是较为片面的。在太原科技大学安全专业的培养方案与教学大纲中，处于关键地位的安全系统工程与诸多课程均有关联，需辅以课程设计来达成教学目标。与此同时，安全系统工程也是国内绝大多数高等院校安全学科研究生考试的指定科目，更是安全学科实践环节和毕业生就业能力评估的核心与基础。因此，安全系统工程的课程实证分析应该是多层次多环节多维度的，其考核分析应贯穿于学生的课内学习、课外实践与升学就业始终，教研组基于“互联网+”的混合式教学模式实证分析体系也在逐步健全与完善。

六、结束语

为解决当前安全系统工程课程体系庞大、知识结构复杂和课堂效率有限、学时编排紧张之间的突出矛盾，本文利用“互联网+”优势，从多角度初步构建了“线上”+“线下”的混合式教学模式。随着线上课程学时的持续增加和内容的不断丰富，基于“互联网+”的混合式教学模式将在安全系统工程中日益完善，可有效拓宽学生知识覆盖面，激发学生学习主动性，更好地掌握核心内容，提高工程实践应用能力。本次课程改革取得了良好效果，为混合式教学在其他课程中的推广和应用起到一定示范作用。

参考文献：

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[4]杨丽颖，董小平，庞艳荣，等.《安全系统工程学》课程立体化教学初探[J].广州化工，2016，44（7）：190-191.

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[14]林柏泉，周延，刘贞堂.安全系统工程[M].中国矿业大学出版社，2005.

[15]张景林.安全系统工程[M].煤炭工业出版社，2019.

The Application Model Research of Blended Learning in Safety System Engineering

SUN Xiao-yuan，LI Jun-ji，XIE Jian-lin

（Taiyuan University of Science and Technology （Beijing），Taiyuan，Shanxi 030024，China）

Abstract：To achieve the goal of enriching teaching content，improving teaching quality，innovating teaching methods and improving teaching efficiency by using less time，based on the core curriculum 'safety system engineering'，this paper constructs the 'online-to-offline' blended learning from the perspective of 'Internet+' through sorting out the structure of curriculum context，analyzing theoretical knowledge system，and investigating students' expectations and social needs.The empirical study demonstrates that the blended learning will not only help to improve the teaching quality and enhance the learning effect，but also provide strong support for achieving teaching objective and realizing talent-cultivation.

Key words：safety system engineering;blended learning;educational and teaching reform;empirical analysis

收稿日期：2019-05-27

資助项目：太原科技大学教学改革与研究项目“混合式教学在安全系统工程中的应用模式研究”（项目编号：201848）、“地方高校网络资源建设与应用研究”（项目编号：201870）和山西省高等学校教学改革创新项目“工程教育专业认证背景下的安全工程专业特色教育研究与实践”（项目编号：J2019130）

作者简介：孙晓元（1987-），男，讲师、博士，主要从事安全工程教学研究;李俊吉（1982-），男，副教授、博士，主要从事计算机专业教学研究;谢建林（1978-），男，副教授、博士，主要从事安全工程教学研究。