黄辉 胡国琦 胡敏杰
[摘 要]作为国民经济支柱产业的石化化工行业对化工安全人才有着迫切需求。实践能力的培养是高校安全专业关注的重点。文章基于化工安全复合型人才培养要求和安全工程专业生产实习要求,依托校地共建的化工安全实训中心,探索构建应用型安全工程专业化工安全特色生产实习的教学内容体系与线上线下混合式教学评价体系,以培养和提升学生的工程实践能力、团队合作能力和创新精神。
[关键词]安全工程;化工安全;生产实习;应用型
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2023)17-0025-05
引言
石化化工行業是国民经济支柱产业,经济总量大、产业链条长、产品种类多、关联覆盖广,关乎产业链供应链安全稳定、绿色低碳发展、民生福祉改善[1]。安全事故制约着石化化工行业的可持续、高质量发展,而高素质化工安全人才的缺失是导致事故发生的共性原因。培养“知工艺、懂安全、精技术、会管理”的复合型化工安全人才迫在眉睫。2014年以来,教育部、应急管理部陆续出台《关于加强化工安全人才培养工作的指导意见》(教高〔2014〕4号)、《关于进一步支持化工安全复合型高级人才培养工作意见的函》(教高厅函〔2017〕59号)、《“十四五”危险化学品安全生产规划方案》(应急〔2022〕22号)等政策文件,提出了化工安全复合型人才培养的重要举措。江苏、浙江、青海等省份也结合各地实际,提出了进一步加强化工安全人才培养工作的贯彻意见及具体要求,突出强调了提高人才实践能力的重要性。
安全工程本科专业在1984年被列入教育部《高等学校工科专业目录》,到2014年,开设该专业的院校已有140余所,目前已快速发展到了200多所。安全工程专业作为应用性和实践性较强的工科专业,其实践教学历来是教学改革的重点,直接关系到专业课程的教学质量和专业人才实践能力的高低。蒋复量、刘惠平、张爱然等人以工程教育专业认证为导向,对实践教学体系进行了优化改革与实践[2-4];耿晓伟基于OBE理念形成了以“一体化、多层次、递进式”为内容的实践教学体系[5];陈莹等人制定出层次化的实践教学目标及递进式实践教学体系层次,构建了四位一体的递进式实践教学内容体系[6];陈娜等人基于“六卓越一拔尖”计划,通过构建层次化实践教学体系、建立专业化的实践教学平台、制定多元化的协同育人机制、打造混合式的实践教学金课等路径,提出了一套多维度的实践教学改进方案[7-8];谭朝阳等人借助增加综合实验比例、组织课程设计规划教材编写、采取校企双赢模式共建实习基地、构建“双实操,一参观”过程控制实习模式等改革措施,探索了一流本科专业建设背景下的实践教学新模式[9]。随着近几年信息技术的快速发展及与专业融合的加深,安全工程专业实践教学的信息化建设日趋完善。阳富强等人围绕消防工程学、机械安全、建筑安全、化工安全等四大领域构建了多层次、多模块虚拟仿真实验教学体系[10];姜琴等人以虚拟仿真赋能的方式,推进实践教学改革[11];张爱然等人采用了基于VR+PBL的实践教学新模式[4];钱剑安等人提出了互联网+应用型化工安全工程专业人才创新培养体系[12]。
在培养化工安全复合型人才、构建化工安全特色实践教学体系的过程中,不同的高校安全工程专业还需要根据典型行业背景和培养定位综合考虑实践教学内容等[13-14]。生产实习作为安全工程专业实践教学体系中的实践教学形式之一,是培养学生工程实践能力和创新精神的重要环节,也是实践教学改革关注的重点。刘洪永等人根据生产实习所面临的实习基地拓展困难、缺少高质量的实习单位且接收容量有限、现有实习方式难以满足生产实习要求等问题,开展了自主探究导向的生产实习探索与实践,将学习主动权交给学生[15];阳富强等人依据工程教育专业认证标准的要求,采用分散实习、预就业、角色互换等多种方式开展生产实习[16];高玉坤等人通过生产实习与专业课程教学的互动相长模式,构建了有效的专业课程教学方法和生产实习模式[17]。本文在借鉴同类高校的基础上,结合工程教育专业认证标准、教学质量国家标准的相关要求和地方石化化工行业发展对化工安全人才的实际需求,以宁波工程学院为例,探索应用型安全工程专业化工安全特色生产实习的教学改革,以期为提升应用型安全工程专业人才培养质量提供参考。
一、化工安全复合型人才培养要求
《“十四五”国家安全生产规划》明确,要防范化解系统性重大安全风险,有效遏制危险化学品等重点领域重特大事故;加强安全科学与工程及相关学科建设,创新卓越安全工程师培养模式,培育一批既懂技术又懂管理的安全生产复合型人才。《“十四五”危险化学品安全生产规划方案》强调,危险化学品安全是防范化解重大风险、遏制防范重特大事故的重中之重,涉及重大危险源、重点监管的危险化工工艺的危险化学品企业要强化企业安全管理技术专业团队建设,要提升危险化学品特种作业人员等重点岗位操作人员的安全技能。
宁波是国家七大石化产业基地之一,是华东地区重要的石油、天然气、液化品物流枢纽和能源保障基地,拥有宁波石化经济技术开发区(2022化工园区高质量发展综合评价全国第三)、宁波经济技术开发区、宁波大榭开发区(2022化工园区高质量发展综合评价全国第十二)三大沿海石化产业带,石化产业工业产值占全市工业总产值的20%以上。同时,宁波市绿色石化集群也是2022年工业和信息化部公布的45个国家先进制造业集群之一,是浙江省入选的4个产业集群中唯一的涉危产业集群。因此,不管是国家还是地方层面,对化工安全复合型人才都有着较为迫切的需求。
有统计显示,近几年危险化学品企业40%以上的较大及以上生产安全事故发生在检维修、特殊作业等环节,重点涉及动火作业、受限空间作业。另外,结合地方化工园区安全生产监督管理部门、危险化学品企业调研情况来看,安全工程专业化工安全方向学生应进一步加强涉“两重点一重大”、危险化学品特殊作业、应急预案、危险与可操作性分析等相关知识的认知与实践,强化防范危险化学品企业重特大事故相关基础知识、能力、技能、素养的培养。
二、安全工程专业生产实习要求
根据中国工程教育专业认证协会的工程教育认证通用标准,在“课程体系”中的“工程实践与毕业设计(论文)”部分,要求设置完善的实践教学体系,并与企业合作,开展实习、实训,培养学生的实践能力和创新能力。另外,安全工程专业认证补充标准明确,实践环节中的生产实习课程要求熟悉安全生产工艺流程,掌握部分关键生产设备、装置的安全技术。
教育部高等学校教学指导委员会编制的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中的安全科学与工程类教学质量国家标准明确,生产实习课程的主要内容是熟悉安全生产工艺流程,掌握部分关键生产设备、装置的安全技术,主要是所选行业背景的生產工艺流程和生产设备、装置的安全技术措施,并运用所学知识在企业进行应用实践。
三、化工安全特色生产实习的探索
(一)实习基地建设
宁波工程学院是由宁波市人民政府创办的全日制普通本科院校,坚持应用型办学定位与建设高水平应用型大学办学目标,学科专业与地方行业产业紧密结合,紧密对接绿色石化、汽车制造等宁波“246”万千亿级产业。作为服务地方经济社会发展的主力、持续提供化工安全专业人才培养保障的地方应用型本科高校,宁波工程学院的人才培养质量直接关系到地方石化化工行业高质量安全发展。2019年,学校在国家产教融合工程的支持下,联合宁波石化经济技术开发区建设了占地2000多平方米的化工安全实训中心,拥有间歇、连续式危险化学品生产工艺、罐区、危险化学品物流、废水处置、码头等实训装置,基本构建了贴合地方石化化工产业特点的全流程式实训内容体系。
(二)生产实习计划
根据安全工程专业本科人才培养方案,生产实习安排在第7学期初进行,为期4周。由安全工程专业教研室、化工安全实训中心与化工园区企业专家共同制定生产实习课程教学大纲,包括课程目标、课程思政目标、重点支持的毕业要求指标点、教学内容与目标、教学方法、教学环节与基础要求、考核内容与方式、持续改进、教材及参考资料等内容。
(三)生产实习内容
根据教学大纲,生产实习的具体内容包括化工安全基础、管道拆装、危险化工工艺、危险化学品特殊作业、应急预案、危险与可操作性分析等五大部分,涉及理论学习和实操训练两种类型。
化工安全基础部分包括化工设备、消防设施、劳动防护用品和应急处置的认知,如化工企业常见的泵、阀、换热器、容器、塔器、反应器等化工设备及其安全技术的认知,可燃气体报警器、灭火设备的认知,安全帽、呼吸防护用品、防护眼罩、听力护具、防护鞋、防护手套、防护服、防坠落护具等的认知与部分穿戴实操,心肺复苏、气道异物梗阻的处置、突发急症的处置、常见意外伤害的处置和外伤急救的认知与部分实操。
管道拆装部分包括管道设备仪表和拆装工具的认知、工艺流程图的绘制、管道的拆除组装与试压、拆装过程中的危险有害因素辨识及其安全风险防范。
危险化工工艺部分包括加氢工艺、聚合工艺、光气及光气化工艺、烷基化工艺、氯化工艺、过氧化工艺、硝化工艺、氨基化工艺、合成氨工艺、裂解(裂化)工艺、磺化工艺、氟化工艺、重氮工艺、氧化工艺、电解(氯碱)工艺等15个重点监管的危险化工工艺(重点监控参数、安全控制基本要求及推荐的控制方案)相关知识与实训装置的认知、工艺流程图的绘制与讨论及异常工况的应急处置仿真实操。
危险化学品特殊作业部分包括通用要求、动火作业、受限空间作业的认知,罐区工艺流程图的认知及某拱顶罐内动火作业方案的编制与讨论。
应急预案部分包括应急预案编制程序、应急预案体系、综合应急预案、专项应急预案、现场处置方案、生产安全事故风险评估报告的编制,生产安全事故应急资源调查报告与部分专项应急预案的编制,生产安全事故应急演练规范与评估的认知,罐区某拱顶罐内动火作业事故的桌面演练实操与评估。
危险与可操作性分析部分包括HAZOP分析方法的认知、以罐区某拱顶罐为分析节点的HAZOP分析与讨论。
(四)生产实习管理
生产实习总体上采用“集中+分散”的管理方式。首先,在生产实习前召开动员大会,向学生讲解整个生产实习的安排、纪律要求、考核标准和要求、安全注意事项,特别是让学生了解实习过程中可能遇到的主要危险和有害因素、安全风险类型及防控措施,然后让学生分散通过学习通学习课程平台上的生产实习安全须知视频内容,完成相应的在线测试任务,确保每名学生考核合格。其次,在每个部分的实习过程中,学生一般按生产实习的日程安排,先分散完成课程平台上相应部分内容的理论学习和测试,然后在教师的带领和指导下到化工安全实训中心进行现场认知、讨论、训练、实操。为了培养学生解决复杂安全工程问题的能力、沟通协调能力和团队合作精神,危险化工工艺、危险化学品特殊作业、应急预案、危险与可操作性分析等部分的实习通常采用“动态分组+共进帮带”的形式进行。根据实习模块的类型和内容,每次学生动态组成任务小组,每组4~5人的规模,设组长1名,以小组为单位运用先学的专业课程知识和基础认知知识,共同完成讨论和实习任务,并且提交本组实习报告。其他部分则由指导教师现场示范与演示、答疑解惑等,由学生个体完成实习任务并总结撰写实习报告。
(五)生产实习考核
生产实习考核应能够较为全面地反映学生在生产实习各部分、各环节的表现情况,包括实习前的学习与考核、实习期间的表现及实习报告、答辩等。课程平台的视频学习情况考核和测试成绩采用百分制,而在团队中完成的各项任务均采用五级制划分,将团队表现与个人表现结合起来进行评分。
根据生产实习不同的教学内容与教学形式,初步建立了与常州大学解决复杂安全工程问题能力培养[18]类似的线上线下混合式教学评价体系,具体评价内容如表1所示。
(六)生产实习成效
联合企业专家、依托化工安全实训中心系统构建的安全工程专业化工安全特色生产实习内容与线上线下混合式教学评价方式有效地提高了学生的积极性,从根本上杜绝了传统分散式生产实习的实习内容较为随意、评价标准较为简单、实习过程较为松散、实习效果不佳等问题,线上测试结果可得到及时反馈,线下团队式合作和实操参与性强,大大地激发了学生的学习热情,有效培养了学生的工程实践能力、团队合作能力和创新精神。学生对理论知识点的掌握情况和实操技能的呈现效果可为教学内容、评价方式的持续改进和提升提供依据。
四、结语
石化化工行业的高质量安全发展需求对化工安全人才的工程实践能力培养提出了明确要求。安全工程专业应用性和实践性较强,其实践教学一直是各高校教学改革关注的重点。结合地方产业特色和对化工安全人才的需求实际,宁波工程学院按照工程教育专业认证标准、教学质量国家标准的要求,依托校地共建的化工安全实训中心,探索了应用型安全工程专业化工安全特色生产实习的教学改革,构建了涵盖化工安全基础、管道拆装、危险化工工艺、危险化学品特殊作业、应急预案、危险与可操作性分析的内容体系和线上线下混合式教学评价体系,在培养和提升学生的工程实践能力、团队合作能力和创新精神方面收到了良好效果,有效克服了传统化工安全生产实习存在的困难与弊端,可为提升应用型安全工程专业人才培养质量提供有益借鉴。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 工业和信息化部,发展改革委,科学技术部,等.工业和信息化部 国家发展和改革委员会 科学技术部 生态环境部 应急管理部 国家能源局关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见[EB/OL]. (2022-03-28) [2023-01-09]. http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-04/08/content_5683972.htm.
[2] 蒋复量,叶勇军,雷林,等.以专业认证为导向的安全工程专业实践教学体系优化研究与实践:以南华大学安全工程专业为例[J]. 兰州教育学院学报, 2016, 32(4): 102-104.
[3] 刘惠平, 刘章蕊, 孔胜利,等. 安全工程专业实践课程体系的优化探索:以上海应用技术大学安全工程专业为例[J]. 大学教育, 2020(3): 152-154.
[4] 张爱然, 姚有利, 彭英健.以专业认证为导向的安全工程专业实践教学创新研究[J].安全与环境工程,2019, 26(4): 161-164.
[5] 耿晓伟. 基于OBE理念的实践教学体系改革:以安全工程专业为例[J]. 实验技术与管理, 2019, 36(7): 192-196.
[6] 陈莹, 刘伯运, 夏子潮. 安全工程专业递进式实践教学内容体系构建研究[J].海军工程大学学报(综合版), 2021, 18(1): 80-83.
[7] 陈娜, 李秀颖, 张兰,等. “六卓越一拔尖”安全工程人才培养改进研究[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(5): 91-97.
[8] 陈娜, 李秀颖, 钟委,等. 安全工程专业本科实践教学方案改进研究[J]. 安全, 2022, 43(10): 66-72.
[9] 谭朝阳, 方静, 薛伟,等. 一流本科专业建设背景下的安全工程实践教学探索[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(2): 10-15.
[10] 阳富强, 杨健. 安全工程专业虚拟仿真实验教学平台建设[J]. 实验技术与管理, 2020, 37(3): 242-245.
[11] 姜琴, 张兰君, 施鹏飞,等. 虚拟仿真赋能的安全工程专业实践教学改革和实践:以江苏海洋大学安全科学与工程系为例[J]. 大学教育, 2021 (12): 70-72.
[12] 钱剑安, 周汝, 王华,等. 互联网+化工安全应用型安全工程创新人才培养[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(5): 120-125.
[13] 闫兴清, 周一卉, 任婧杰,等. 以化工安全為特色的安全工程实践教学探讨[J]. 实验室科学, 2018, 21(6): 78-80.
[14] 廖婵娟, 魏祥东, 卢丽丽,等. 高校安全工程专业化工安全方向教学探析[J]. 化工高等教育, 2016, 33(3): 44-47.
[15] 刘洪永, 朱国庆, 张国维,等. 自主探究导向的安全科学与工程类专业生产实习探索与实践[J]. 大学教育, 2019(4): 59-61.
[16] 阳富强, 郑琪, 黄萍,等. 地方高校安全工程专业生产实习教学改革与实践[J]. 化工高等教育, 2020, 37(5): 111-117.
[17] 高玉坤, 马珍珍, 黄志安,等. 安全工程专业生产实习与课程教学的互动相长模式实践探索[J]. 安全与环境工程, 2019, 26(1): 111-114.
[18] 毕海普,杨国萍,邵辉.解决复杂安全工程问题能力培养的线上线下混合式教学评价体系研究与实践[J].安全与环境工程,2022,29(6):22-27.
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