建筑工程安全素养提升课程教学创新与实践★

沈万岳，林滨滨，余春春，王晓华

(1.浙江建设职业技术学院,浙江 杭州 311231; 2.西藏职业技术学院,西藏 拉萨 850000)

0 引言

当前我国安全生产形势依然十分严峻,建设行业施工现场事故也频频发生。建设类院校在教授建筑施工技术的同时也通过各种方式锻炼学生的安全意识,教授学生施工现场安全技术要点等,但安全技术与管理的课程教学发展存在一定局限性。随着新的科学技术特别是信息技术的进步能够带来教学模式和效果的更新提升,培养学生更高的安全意识和安全生产技能,促进建筑企业健康发展,意义重大。

1 目前安全技术与管理课程所存在的问题[1]

1.1 课程知识教学不系统

现场施工安全管理是一个烦琐、复杂、难寻规律的工作,要求施工现场人员具备扎实的专业知识、丰富的施工经验、清晰的管理思路、强烈的安全责任意识。目前施工现场最大的隐患,就是安全培训教育不到位,安全教育属于一边培训一边上岗,自身就是安全隐患,隐患就是事故。为企业输送专业人才的建设类院校注重专业知识教学,施工现场的安全管理知识虽然必修,但并没有系统的教学资源和思路。面对竞争日益激烈的人才市场,担负着教育责任,培养栋梁之材的工程建设类院校,不可能像基础教育一样只关注对学生基本素质、专业技能的培养,也必须打破施工现场安全知识教学不系统的困局。

建设类专业由于其特殊性,一般建筑企业不愿意接受学生实习,安全因素是一个比较大的难题。但本专业又具有突出的实践性和应用性特点,使得在教学过程中必须通过实习和实训,才能使学生将所学知识和技能掌握。另一方面缺少必要的实训软件和仿真实训平台,将严重影响教学质量和学生的综合素质培养。

1.2 课程枯燥,缺乏亲和力,学习茫然被动

安全技术与管理的教学内容过于抽象、庞杂,文字性理论内容过多,不具有启发性和趣味性,缺乏“生气”和可亲近感,枯燥无味,学生的学习兴趣不浓。传统考核采用期末闭卷考试形式,导致学生把主要精力放在考试内容的记忆上,忽视对知识的理解和自身能力的培养。大多数高职学生不喜欢甚至厌倦文字性、说教性强的课程,因此在学习安全技术与管理这门课时感到无所适从,难以投入。由于缺乏基本的工程经历和安全生产意识,很多学生不理解为什么要开设这样一门“没有技术含量”的课程,感觉学与不学、学得好不好都无所谓,导致学生轻视,考前突击。同时相关课程对建筑安全方面的教学经常重复讲解,导致学生厌学、茫然被动。

1.3 课程教学传统单一,创新不足

传统的教学方法已无法适用于新时代00后的高职生,他们好动爱玩,自我表现欲强,信息化手段娴熟应用,教学中就不宜采用“满堂灌”的传统教学方法。“教无定法”“因材施教”,应选择合理合适的教学方法对良好教学效果的营造具有积极意义。相当长时期内,我们在安全技术与管理课程教学中采用完全由教师主导的教学方法,这种教学方法的弊端和缺陷极易造成课堂变得乏味沉闷,从而严重影响教学质量。没有创新,就没有进步,为了适应当前高职学生的特点和信息技术的飞速发展,革新安全技术与管理课程的教学方法已成必然趋势。

1.4 安全实践教学难以开展

学生需要根据施工现场的情况,结合课堂讲授的专业知识,才能形成系统的知识架构。但受客观条件限制,建筑施工项目实践教学很难有效开展。就师资结构和配置而言,绝大多数教师在接受本科、硕士或博士教育阶段未受过建筑工程安全方面的系统性训练,特别是一些应届毕业的青年教师,几乎没有任何施工现场安全管理实践经验而直接走上高职院校的讲台。他们无法结合工程实际系统地讲授相关知识,引导学生更多地从实际出发思考施工安全问题,进而将工程情境融入课堂。而建筑工程施工安全的教学,需要理论和实践的结合,高职教师自身安全知识的欠缺影响了教学质量。

2 课程教学创新与实践

将安全教育专业知识与虚拟现实技术(VR)、互联网及大数据相结合,以安全测评与竞赛为促学手段,采用“互联网+”的手段实现教学模式创新、教学方法创新、教学内容与施工现场同步,以创新科技引领安全教育新形态,全面覆盖“教-学-练-测-评”等教学环节[2]。如图1所示。

2.1 建筑安全教育内容架构

根据企业情况和岗位需要,梳理出建筑安全方面的教学和评价内容框架。安全能力分解流程如下:

专业群→政行企校调研→岗位分析→职业能力分析→能力与课程的转化→课程设置→教学设计→实训设计与应用→考核评价。

教学内容包括:安全常识、安全技术、隐患识别、安全管理、法律法规、标准规范等。以建筑施工安全技术为例,分解如表1所示。

表1 建筑施工安全技术知识点

2.2 教学资源建设

建设内容包括课件、短视频、微课、案例、VR实训、题库等资源。为了让学生更好地巩固所学知识和适应毕业后的各类职业资格类考试(如建造师执业资格考试、施工现场岗位资格考试、安全管理“三类人员”培训证考取),建筑安全学习内容和题库与现场安全管理工作岗位深度融合,并支持多平台应用,学生可以借助校园网络实现在各种移动客户端(如手机、平板电脑、笔记本电脑等)和VR设备(安全测评机、VR系统)进行练习和模拟考试。

1)建筑安全课件。内容需覆盖安全生产法律法规、安全生产技术(各工程阶段、分项工程、不同作业中的安全问题)和安全生产管理等方面。

2)建筑安全短视频。源于建筑施工企业的安全教育短视频。

3)微课。围绕知识点进行设计,每个微课、短视频以5 min～15 min时长为宜,画面清晰,屏幕图像的构图合理,动画的实现须流畅、合理、具有较强的可视性。

4)事故案例。结合教学实际,收集近几年建筑行业发生的事故案例,整理成生动贴切的教学案例,可以是文字、视频、微课等多种形式,展示在线上供学生学习。案例数量根据知识点需要进行设计,并不断完善更新。

5)VR实训。虚拟现实技术可以模拟施工环境、工作过程,最大程度直观地还原了各种危险的情境和伤害,全面保障了安全教育的直观化、有效性、安全性。VR实训资源可以支持平板、笔记本电脑及VR眼镜等多种终端应用,使用VR时会更有沉浸感。

6)建筑安全测评。测评流程如下:

360风险源识别全景隐患排查→安全知识答题→安全技术VR实操考核→测评结果。

通过安全测评系统,可将“教-学-练-测-评”凝为一体,以“普及建筑施工安全知识”“增强现场安全意识”为宗旨,以互动式体验为核心,全方位打造专业建筑安全知识普及与VR模拟练习互动学习系统。改变以往安全教育过于理论化、枯燥乏味的方式。借助VR技术加入高危或极端的环境,贴合工程实际情况进行考评。

7)建筑安全题库。题目类型包含全景找茬题、图片题、视频动画题、连线题、匹配题、排序题、单选题、多选题等等。题库分类如表2所示。

表2 建筑安全题库知识点分类

2.3 体验式安全教育中心建设

为解决目前院校的安全教育困境,建设“安全教育体验基地”能为在校生提供一种接近施工场景的安全体验教学场地。通过亲身体验,让学生全面了解与此时的工作学习环境相关的职业健康安全方面的知识和流程,并且将安全技能的知识从文字描述变成多方面的感官感触,能够提高他们的安全意识[3]。

2.3.1 设计思路

教学功能为主线,分为两大中心:1)建筑安全教育中心,分布多个实训区域,区域内所分布安全体验实训项目须在安全员带领下进行,每个项目即为一个实训任务,多个实训任务并存。2)建筑安全培训中心,区域所分布安全体验实训项目无需安全员带领下进行,学生自主学习,开展第二课堂学习。中心平面布置图如图2所示。

沉浸式+体验式安全教育培训基地项目建设成功的意义在于:“体验安全情境、学习安全知识、领悟安全措施、树立安全意识,贯彻安全理念”。通过沉浸教学、安全体验和安全警示,达到“一次体验,终身受用”的学习效果。

2.3.2 体验安全创新中心,学习相关知识

场馆分区如下:

智慧工地/安全认知自主安全党建展示区如图3所示。

移动式倾倒平台体验是通过气缸的作用,模拟移动式操作平台发生侧翻,让体验者了解移动作业可能遇到的危险。从而在移动施工作业时保持高度警惕,并采取必要的防护措施。

护栏推倒体验有助于提高体验者对各类临边防护设施的识别能力,提高安全意识,避免发生无法挽回的惨剧。

机械伤害体验外观采用机械人结构设计,机械人正前面上方是模拟皮带绞入机械伤害,下方是模拟齿轮卷入机械伤害,左右2个手可以上下伸缩模拟夹压机械伤害体验,如图4所示。

电焊实操实训设备将仿真设备与虚拟技术融合,让体验者全面掌握电焊操作及知识,完美实现“体验+教学+实践”的安全培训理念。

安全知识互动平台支持3人同时进行知识抢答竞赛,无需裁判,当选手就位,其中任意一位选手按“开始”即可进入抢答环节,自动计分,并统计最终成绩和排名,富有乐趣,管理方便,完全自助式不需要任何人来协助。本系统利用计算机软件、显示屏共同组建完成,紧张快速的抢答互动环节,给体验者带来更加生动深刻的学习记忆效应,如图5所示。

吊篮实操体验设备还原仿真的高空作业现场,操作机械设备让体验者体会到真实的高空作业感觉,并辅以知识问答,体验者更能加深理解、学习高空作业的安全注意事项。

安全带体验是由旋转电机将体验者带到空中,从而让体验者在悬空状态下体验安全带的作用,了解到安全带在施工时的重要性,提高安全意识,如图6所示。

安全鞋撞击体验是让体验者在穿好安全鞋的情况下硬物撞击足趾保护位置的真实体验,达到让体验者对安全鞋更全面直接的了解。

安全帽撞击体验的工作原理是由电缸拉回钢球限位,再让钢球自由落体达到物体砸落撞击,从而让体验者在佩戴好安全帽的情况下体验坠物撞击安全帽的真实效果,达到让体验者对安全帽更全面直接的了解,如图7所示。

安全急救体验使用假人模拟生命体征:瞳孔缩放,颈动脉搏动。为体验人员提供CPR训练和CPR考核两种模式。体验人员通过这两种模式的反复练习,可掌握标准的心肺复苏技能,掌握自救或互救的方法。

VR安全体验把建筑工地的实景转换到虚拟场景中,想象一下,如同看3D-IMAX电影一样,工人戴上VR眼镜后,仿佛身临其境,整个工程形象逼真地展示在眼前,似乎触手可及,就能在虚拟环境中体验,可以直接体验到洞口坠落、在材料堆里吸烟引发火灾、高空作业不慎掉落等险情,激发了学生参加安全教育的兴趣,学生对安全事故的感性认识也会大大增强。虚拟场景建设不受场地限制,可最大程度模拟真实场景下的安全事故。VR场景更加真实完整,体验感更强,安全教育效果更明显,如图8所示。

脚手架隐患排查学习重点是脚手架的构造、各杆件的作用及安全要求。因为脚手架在房屋建筑中应用较为普遍,而且安全问题也较多。通过设置本场地内脚手架存在的20个及以上隐患让学生查找,并说出正确的做法,如图9所示。

体验式安全教育中心采用分布式数据监控平台对体验中心设备及人员情况进行统一管理、数据量化,采用LED大屏展示数据。管理逻辑如图10所示。

根据每个人的学习、体验、考核任务不同,后台自动生成学习任务和学习数据分析报告。数据报告中可以看到个人在安全意识、质量意识、专业能力、岗位技能、理解能力等多个维度的报告信息。开放外部数据接口,实现与学院专业教学一体化云平台的数据集成,一体化平台可根据学生各任务包的实训情况,智能推送学习内容。全面统计全校安全教育教学情况、测评结果数据,提供多维度分析报告,帮助学校针对性开展安全教育工作,提升安全教育效果。采用打印触摸一体机管理,学生在考核完可打印成绩单[4-5]。

3 结语

建筑工程安全管理课程是一门实践性很强的学科,其知识面覆盖广、理论性强且体系性较弱。因此,应结合高职院校的特色和专业群人才培养目标,创新性地开展建筑工程安全教育[6]。目前“双高计划”的建设任务要求提升学校教学的信息化水平,以“信息技术+”升级传统教学手段,建设智慧课堂和虚拟工场,广泛开展线上线下混合教学。针对该门课程,以建筑工程项目施工现场为载体,建设一整套施工安全线上线下教学实训系统,以信息化、可视化的方式呈现课程知识点,通过亲身参与,亲自体验,亲自感悟,寓教于乐,让学习建筑安全知识更生动形象,让每位学生都有实际认知能力与实际操作的动手能力[7],提高学生的积极性和主动性,丰富课程的教学方式,更大程度上提升教学效果。