安全工程實驗教學(xué)改革初探

盧麗麗　蔣嬌蓮　廖嬋娟　蘇龍　楊建

[摘 要]實驗課程是本科生教學(xué)中的重要實踐環(huán)節(jié)。將安全工程專業(yè)的實驗課進(jìn)行模塊化，這在實驗教學(xué)中還存在一定的問題有待解決。從實驗教材及內(nèi)容、實驗教學(xué)方法、實驗考核方式三個方面分析實驗教學(xué)過程中存在的問題，從教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)的方法、教學(xué)過程、課程的考核、實驗室管理、教師隊伍建設(shè)等方面進(jìn)行改革，通過完善教學(xué)大綱，編寫實驗教材，豐富教學(xué)方法和教學(xué)過程，規(guī)范化課程的考核方式，加強(qiáng)實驗室管理及師資隊伍的建設(shè)，以解決實驗?zāi)K化后的教學(xué)問題。這樣可以提高本科實驗教學(xué)的質(zhì)量，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才打下基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]安全工程;教學(xué)改革;實驗教學(xué);安全技術(shù)實驗

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）10-0072-04

一、前言

實驗教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力方面起著重要的作用[1]。本科生的實驗教學(xué)在高等學(xué)校教學(xué)工作中非常重要，它是衡量學(xué)校教學(xué)、科研質(zhì)量的一個重要因素[2]。相對于理論教學(xué)，實驗教學(xué)更具有直觀性、綜合性和創(chuàng)新性，也更能激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造性，對于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力具有不可替代的重要作用[3-5]?？梢?，實驗教學(xué)的改革是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)。

安全工程是一門綜合性學(xué)科，每所學(xué)校由于依托背景不同，安全工程的主要方向也不同，其開設(shè)的主要實驗課程也不同。我校自安全工程專業(yè)開辦以來，已成功培養(yǎng)五屆畢業(yè)生，共計150多人，但是在實驗課程的教學(xué)改革過程中，也還有一些問題有待解決。特別是在2015年將實驗課程從理論課中脫離出來，根據(jù)專業(yè)特點和發(fā)展方向?qū)嶒炚n程單獨列成一門獨立的實驗課（即將實驗?zāi)K化）后，實驗教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等卻沒有得到及時更新。安全技術(shù)實驗課在安全工程專業(yè)的實驗教學(xué)中是一門重要的專業(yè)實驗課程，共設(shè)40學(xué)時、10個實驗，分散安排在大三上半學(xué)期的整個教學(xué)過程中。實驗課程模塊化后，教學(xué)過程中存在的問題更加明顯。

二、存在的主要問題

（一）教學(xué)中的問題

1.實驗教材、內(nèi)容

實驗教材是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)。它的內(nèi)容、范圍以及深度、廣度會直接影響實驗教學(xué)的質(zhì)量。近幾年，安全工程專業(yè)理論教材發(fā)展很快，但實驗教材十分短缺，而且數(shù)量和質(zhì)量都落后于理論教材。由于每個學(xué)校的背景不同，安全工程專業(yè)所側(cè)重的方向不同，其購買設(shè)置的實驗內(nèi)容也是不同的，因此，有借鑒性和實用性的實驗教材更加少，甚至沒有。本科生的實驗教材往往無法訂購，其所使用的教材都是本校教師自編的教材。這種教材的內(nèi)容根據(jù)儀器說明書來編寫和設(shè)定，缺乏創(chuàng)新性。另外，在編寫講義的過程中，由于講義內(nèi)容過于詳細(xì)，學(xué)生在做實驗時按部就班實驗指導(dǎo)書進(jìn)行實驗，這不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

安全技術(shù)實驗成為一個模塊后，實驗教學(xué)大綱沒有及時更新，實驗內(nèi)容設(shè)置不合理，模擬實驗設(shè)置太多，綜合性實驗、設(shè)計性實驗太少，這樣的實驗缺乏創(chuàng)造性和啟發(fā)性，且大模塊實驗課程未完全脫離理論課程教學(xué)。實驗項目設(shè)置太少，除了上課的一些實驗外，沒有提供選做實驗供學(xué)生學(xué)習(xí)使用其他實驗儀器。

2.實驗教學(xué)方法

多年來，實驗教學(xué)的方法未曾改變，教師講解基本內(nèi)容及操作過程，學(xué)生根據(jù)要求完成實驗，并進(jìn)行數(shù)據(jù)計算及結(jié)果分析，然后提交實驗報告。實驗課程的教學(xué)方法太過單一，教師在教學(xué)過程中忽略了對學(xué)生思考問題、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，沒有給學(xué)生提供獨立思考的空間。實驗課缺乏探索與討論問題的過程，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，不利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和增強(qiáng)學(xué)生的動腦、動手能力。

3.實驗課程考核

作為一門單獨的課程，很多實驗課程模塊化后的考核方式不健全，甚至考核都沒有，僅僅用學(xué)生的實驗報告成績評定作為實驗課程的最后成績，忽略了在實驗過程中對學(xué)生操作能力以及分析、解決問題的能力的培養(yǎng)，這限制了學(xué)生的發(fā)散思維以及自主創(chuàng)新能力的發(fā)揮[6]。而且實驗報告成績的評定不規(guī)范，沒有固定的評定方法及評分標(biāo)準(zhǔn)。實驗成績評定主觀性太大，這樣容易打擊某些學(xué)生的積極性和主動性。

（二）教師和學(xué)生方面

1.教師

繼本科實驗課程模塊化后，上實驗課時任課教師的安排不合理。一般情況下，一門實驗課程配備兩名教師，但講課的卻只有一名教師，學(xué)生人數(shù)是一個教學(xué)班，30人左右。由于學(xué)生人數(shù)較多，教師不能保證每個學(xué)生都有機(jī)會操作實驗。實驗課對教師的要求高，不但要求教師具備較高的理論水平，而且要求教師能熟練使用儀器，對實驗過程要熟悉，教師在上實驗課前都要做預(yù)實驗。但由于上實驗課的教師就是理論課教師，他們的時間較少，即使有時間做預(yù)實驗，有時預(yù)實驗的效果也不好。這樣的上課效果未達(dá)到預(yù)期，也影響了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的積極性。

2.學(xué)生

對學(xué)生來說，其對實驗課的興趣遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對理論課程的興趣。有數(shù)據(jù)顯示，99%的學(xué)生都喜歡上實驗課。但如果實驗內(nèi)容太過死板，學(xué)生只是按部就班，久而久之學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性就會下降，其對實驗課的興趣也會隨之下降。另外，學(xué)生只有上課時才有機(jī)會使用儀器，平時沒有機(jī)會使用，時間一長就會忘記所學(xué)。

（三）實驗室管理方面

首先，實驗室管理存在問題。安全技術(shù)試驗的實驗儀器統(tǒng)一歸實驗中心管理。雖然實驗中心管理著6個專業(yè)的各種實驗儀器，但由于沒有專人管理，有些設(shè)備放置的地方不合理，防水、防潮、通風(fēng)未做到位，這導(dǎo)致有些儀器由于沒有得到及時維護(hù)而毀壞。

其次，由于安全工程實驗室建立不久，實驗室的管理規(guī)章制度、儀器操作規(guī)范等規(guī)章制度不健全。個別安全意識差的學(xué)生，不注意操作規(guī)范，這會導(dǎo)致一些潛在的安全隱患[7]。

最后，實驗室中設(shè)備利用率低。實驗課程每年只開設(shè)一次，學(xué)生使用的次數(shù)較少，大部分時間實驗設(shè)備是閑置的，學(xué)?；舜髢r錢購買的儀器卻沒有充分利用起來，而且儀器如果不經(jīng)常使用損壞會比較快，維護(hù)維修費用很高，這也會造成資金的浪費。

三、實驗教學(xué)改革

（一）統(tǒng)一完善教學(xué)大綱，編寫實驗內(nèi)容及教材

實驗教材建設(shè)不僅關(guān)系到實驗教學(xué)的效果和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，同時也會影響科學(xué)研究工作的開展。安全工程專業(yè)實驗教材的建設(shè)會影響安全專業(yè)人才應(yīng)用能力的培養(yǎng)[8]。制定合理的實驗方案和內(nèi)容，編制合理的實驗教材，這是進(jìn)行實驗教學(xué)改革的第一步。對此，我們組織教研室教師進(jìn)行研討，完善了實驗課程的教學(xué)大綱，編寫實驗教材，并組織相關(guān)教師對新編實驗教材進(jìn)行評議，最后提交給多名相關(guān)專家審閱修改，以確保實驗教材的質(zhì)量。同時，我們還對實驗的內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)置，增加了設(shè)計性和綜合性的實驗項目，并在原來實驗項目的基礎(chǔ)上增加部分選做實驗，供學(xué)生選擇。

（二）健全實驗課程的考核方式

將實驗課程的考核方式多樣化、規(guī)范化，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和動手能力。實驗成績由三部分組成：日?？己?，實驗報考和實驗考試。具體的實驗評定及評分安排如表1所示。

實驗的日?？己酥饕獜娜齻€方面進(jìn)行，即出勤、實驗預(yù)習(xí)情況以及上課學(xué)習(xí)的狀態(tài)。整個考核占實驗成績的20%。

實驗報告的評定采用規(guī)范化的形式，實驗報告的每個部分都占有一定的分?jǐn)?shù)，具體分?jǐn)?shù)分配如圖1所示。

實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器都在實驗指導(dǎo)書中給出，所以分值較小，實驗步驟需要根據(jù)當(dāng)天實驗進(jìn)行總結(jié)，因此所占分值略高。原始數(shù)據(jù)記錄體現(xiàn)學(xué)生做實驗的過程，實驗數(shù)據(jù)處理是整個實驗報告的關(guān)鍵，占30%。結(jié)果分析和誤差分析是對實驗結(jié)果的總結(jié)，也是實驗報告中比較重要的部分，分?jǐn)?shù)分別占10%。

實驗的考試不采用進(jìn)行某一個實驗來進(jìn)行評定，而是采用抽簽的方式，將之前所做實驗的所有內(nèi)容、儀器的使用、儀器的管理及注意事項、操作過程及注意事項等內(nèi)容寫到小紙條上，學(xué)生采用抽簽的方式來回答問題或進(jìn)行現(xiàn)場操作（不用得出具體結(jié)果），教師根據(jù)學(xué)生的回答及操作情況來評定學(xué)生的成績。這樣，學(xué)生在實驗過程中會用心聽課，認(rèn)真實驗，積極參與，不做一個旁觀者。這種考核方式使學(xué)生能熟練掌握儀器的使用，掌握整個實驗的內(nèi)容。至于學(xué)生的數(shù)據(jù)處理及分析能力，教師會通過實驗報告給一個評定成績。

這樣的實驗考核方式能夠讓教師全面掌握學(xué)生上實驗的情況，且能真實反映學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況及學(xué)習(xí)成果。

（三）實驗教學(xué)方法及教學(xué)過程改革

一般上實驗課教師都會提前將實驗內(nèi)容等相關(guān)材料發(fā)到學(xué)生手里，上課時進(jìn)行實驗內(nèi)容及儀器使用的講解，然后讓學(xué)生進(jìn)行實驗。實驗一般采用板書的形式，有時連板書都沒有，教學(xué)方法單一，這使得大部分學(xué)生上課不認(rèn)真聽課，做實驗不動手，跟在后面湊數(shù)。只有豐富現(xiàn)有的教學(xué)形式，才能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性[9]。我們將多媒體及現(xiàn)代化教學(xué)手段（微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等）用到實驗教學(xué)過程中，將實驗相關(guān)方法內(nèi)容傳授給學(xué)生，這可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還可以解決學(xué)生較多，教師講課時部分學(xué)生聽不清、看不到的問題，提高教學(xué)質(zhì)量。將上課內(nèi)容或儀器的介紹制成微視頻，上課通過播放微視頻讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣可以吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另外，還可以將翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代化教學(xué)模式應(yīng)用到實驗教學(xué)過程中，進(jìn)行教學(xué)過程的改革。具體實驗教學(xué)模式設(shè)計如圖2所示。

不同性質(zhì)的實驗內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段和教學(xué)方式，這樣整個實驗課程就不再枯燥、單調(diào)，這既豐富了教學(xué)又提高了教學(xué)效果，師生均受益。

（四）建立專門的實驗師資隊伍

實驗教學(xué)師資隊伍是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要力量，也是創(chuàng)新實驗產(chǎn)生的源泉[10]。應(yīng)建立專門的安全工程專業(yè)實驗師資隊伍，要有專職的實驗教師。實驗課程采用專職教師與理論課教師共同上課的雙線教師安排方式，一個班級分成兩組，有兩名教師分別帶兩個實驗項目。這樣，一方面教師之間可以相互學(xué)習(xí)理論知識和實驗儀器使用操作;另一方面，由于學(xué)生總?cè)藬?shù)減少，各組組員人數(shù)減少，每個學(xué)生的動手機(jī)會增加，學(xué)生的上課效果及實驗效果會得到提高。另外，應(yīng)提高教師的緊迫感和責(zé)任感，督促教師不斷提高進(jìn)取意識、實驗教學(xué)水平和積極性[11]。應(yīng)加強(qiáng)教師的學(xué)習(xí)，讓教師到兄弟院?；蚱渌块T進(jìn)行培訓(xùn)或進(jìn)修，使教師對實驗內(nèi)容和實驗方案能做到及時更新。

（五）教學(xué)與科研結(jié)合

為了使學(xué)生能夠接觸到安全學(xué)科的新技術(shù)、新成果，拓寬視野，我們鼓勵學(xué)生通過申報科研項目或者參加教師的科研項目使用專業(yè)相關(guān)儀器設(shè)備。其中每年湖南省的“大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目”以及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的“大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目”“大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目”等，都是學(xué)生參加科研的好機(jī)會。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識，通過查閱資料和討論，確定實驗方案并組織實施，掌握具體實驗的設(shè)計思路，提高分析問題、解決問題及科學(xué)研究的能力，這既鍛煉了自己又提高了實驗設(shè)備的使用率。

提倡并鼓勵學(xué)生參加安全專業(yè)學(xué)科的各種學(xué)科競賽活動，以提高學(xué)生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力，比如安全工程專業(yè)年會舉辦的“大學(xué)生實踐與創(chuàng)新作品大賽”等。通過參加競賽，學(xué)生不但可以鍛煉各方面的能力，還開闊了視野，同時這也提高了實驗室實驗設(shè)備的使用率。

（六）加強(qiáng)實驗室的管理

加強(qiáng)實驗室管理，首先要有專門的實驗管理人員，并健全實驗室管理制度。為此，我們成立了專門的安全工程實驗教師團(tuán)隊，負(fù)責(zé)實驗室的建設(shè)、管理與實驗教學(xué)。實驗課教師不僅要熟悉實驗設(shè)備的性能，保證實驗設(shè)備的完好，還要能夠進(jìn)行實驗設(shè)備的簡單維修和保養(yǎng)，充分挖掘?qū)嶒炘O(shè)備的潛力[12]。實驗教師團(tuán)隊可以是一線教師和實驗教師共同組成，實驗教師建立實驗設(shè)備數(shù)據(jù)庫，完善實驗設(shè)備的相關(guān)管理制度，建立實驗儀器設(shè)備使用、借用以及維修保養(yǎng)的檔案。

（七）實行實驗室開放政策

開放實驗室的實驗教學(xué)，是指學(xué)生可以利用課余時間對感興趣的實驗內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)，這能有效提高實驗室的使用效率。為了提高學(xué)生的動手以及創(chuàng)新能力，學(xué)生在完成規(guī)定實驗課程之后，可以結(jié)合指導(dǎo)教師的相關(guān)課題或者創(chuàng)新項目，自主選題、設(shè)計進(jìn)行科技創(chuàng)新實驗，實驗室和實驗教學(xué)儀器全面向?qū)W生開放。同時，鼓勵學(xué)生申報參與實驗項目，包括研究性、綜合性及設(shè)計性實驗，模型、發(fā)明及制作類實驗，學(xué)科競賽類實驗等。指導(dǎo)教師和實驗室管理人員在實驗室開放、實驗資料查閱、實驗問題解答等方面為學(xué)生提供全方位服務(wù)，給學(xué)生創(chuàng)造一個研究型的學(xué)習(xí)環(huán)境。實驗室的開放，不僅可用作學(xué)生備賽（備戰(zhàn)）的訓(xùn)練場，而且能最大限度地提高儀器設(shè)備的利用率。

四、總結(jié)

本科實驗教學(xué)是本科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是為社會培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)。做好實驗教學(xué)，不但能夠提高學(xué)生的各種應(yīng)用能力，對教師來說也是一項挑戰(zhàn)。特別是安全技術(shù)實驗這門課程，它是安全工程專業(yè)重要的專業(yè)實驗課程。安全技術(shù)實驗課程的改革是一個不斷摸索、不斷前進(jìn)的過程，在改革過程中，要把握方向，與實際相結(jié)合，一點一滴的進(jìn)行，循序漸進(jìn)地解決在教學(xué)改革中遇到的各種問題，加大對實驗教學(xué)改革的重視，使教學(xué)改革能真正提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才打下堅實基礎(chǔ)。

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[責(zé)任編輯：陳 明]