混合式教學(xué)在安全系統(tǒng)工程中的應(yīng)用模式研究

孫曉元　李俊吉　謝建林

摘要：為實(shí)現(xiàn)利用較少學(xué)時(shí)來(lái)豐富教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)質(zhì)量、革新教學(xué)方法和提升教學(xué)效率的基本目標(biāo)，文章以安全系統(tǒng)工程這一核心課程為研究對(duì)象，通過(guò)梳理課程脈絡(luò)結(jié)構(gòu)、分析理論知識(shí)體系、調(diào)研學(xué)生期望與社會(huì)需求等環(huán)節(jié)，初步構(gòu)建了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的“線上”+“線下”混合式教學(xué)模式。實(shí)證研究表明，混合式教學(xué)模式的應(yīng)用有助于提升教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，并為教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和人才培養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：安全系統(tǒng)工程;混合式教學(xué);教育教學(xué)改革;實(shí)證分析

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）16-0264-04

安全系統(tǒng)工程作為安全工程的核心課程，既是本科專業(yè)教學(xué)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，又是國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高等院校安全學(xué)科研究生考試的指定科目，為專業(yè)人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展建設(shè)發(fā)揮著重要支撐作用。同時(shí)，安全系統(tǒng)工程具有學(xué)科集成交叉、課程體系龐大、知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容涉及廣泛、現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合緊密和邏輯思維抽象的典型特點(diǎn)，需要學(xué)生具有豐富的知識(shí)儲(chǔ)備、縝密的邏輯推理、嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)、敏銳的問(wèn)題分析和合理的對(duì)策提出等綜合能力，對(duì)教學(xué)方式方法、教師業(yè)務(wù)水平和教育質(zhì)量管理都提出了相當(dāng)高的要求。單純依靠“一塊黑板、一支粉筆”灌注式的傳統(tǒng)講授方法往往難以突破教學(xué)目標(biāo)不明確、學(xué)生知識(shí)掌握不牢固、思維訓(xùn)練不全面和工程應(yīng)用不深入的瓶頸[1]。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)該課程的講授方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究和探討，也構(gòu)建了諸如事故案例法[2-3]、立體化教學(xué)[4]、做中學(xué)（Learning By Doing）[5]、基于問(wèn)題學(xué)習(xí)（PBL）[6]、翻轉(zhuǎn)課堂[7]、換位式互動(dòng)[8]等一系列有建設(shè)性的教學(xué)模式。

與此同時(shí)，依據(jù)《教育部關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》（教高函〔2018〕8號(hào)）文件精神，重點(diǎn)課程難度、深度和挑戰(zhàn)度將會(huì)進(jìn)一步提升。作為安全工程的主干課程，安全系統(tǒng)工程所肩負(fù)的專業(yè)考核責(zé)任與人才培養(yǎng)使命將更為重大。在諸多高校全力提升實(shí)踐環(huán)節(jié)權(quán)重，大幅壓縮課堂教學(xué)時(shí)長(zhǎng)的背景下，如何使安全系統(tǒng)工程在較短時(shí)間內(nèi)有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，已成為廣大安全工程專業(yè)開設(shè)院校亟須探討的重點(diǎn)課題?；谏鲜霈F(xiàn)狀，太原科技大學(xué)安全工程教學(xué)研究組（以下簡(jiǎn)稱“教研組”）聚焦教育教學(xué)方法改革，結(jié)合安全系統(tǒng)工程課程特點(diǎn)、知識(shí)脈絡(luò)與主要內(nèi)容，借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，打造了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式，取得了良好的應(yīng)用效果。

一、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式特點(diǎn)

Garrison和Vaughan將混合式教學(xué)定義為“能將面對(duì)面和線上學(xué)習(xí)有機(jī)互補(bǔ)地結(jié)合在一起的方法和技術(shù)”[9]。馮曉英教授[10]從物理維度與教學(xué)維度出發(fā)，將混合式教學(xué)的演化進(jìn)程劃分為“技術(shù)應(yīng)用”“技術(shù)整合”和“互聯(lián)網(wǎng)+”三個(gè)階段。在“互聯(lián)網(wǎng)+”階段，Wasoh F.將其界定為“基于移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境和課堂教學(xué)的統(tǒng)一情景”[11]。實(shí)際上，混合式教學(xué)方式是一種融合“互聯(lián)網(wǎng)+”在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢(shì)的“線上”+“線下”教學(xué)模式，其突出特點(diǎn)是“線上有資源、線下有活動(dòng)、過(guò)程有評(píng)估、考核有依據(jù)”。通過(guò)線上資源的整合和系統(tǒng)平臺(tái)的搭建，使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)完成結(jié)構(gòu)脈絡(luò)梳理、基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備、事故案例解讀、重點(diǎn)難點(diǎn)剖析等內(nèi)容，并對(duì)線上所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和反饋，帶著豐富的基礎(chǔ)知識(shí)和關(guān)注的疑難問(wèn)題進(jìn)入課堂;線下學(xué)習(xí)以課堂講授為主，但打破了傳統(tǒng)“老師講、學(xué)生聽”的模式藩籬[12]，以精心設(shè)計(jì)的多媒體教學(xué)和互動(dòng)式教學(xué)為主，本著“學(xué)生為主，教師為輔”的教育宗旨，學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)僅做簡(jiǎn)要總結(jié)，而線上反饋回的重點(diǎn)難題和共性問(wèn)題則著重解答，同時(shí)利用小組討論、師生交流的啟發(fā)性教學(xué)方式鞏固知識(shí)。需要指出的是，無(wú)論是線上還是線下學(xué)習(xí)，都需要加強(qiáng)過(guò)程控制，借助合理手段對(duì)知識(shí)掌握能力進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，使學(xué)生和教師都準(zhǔn)確了解學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)進(jìn)度。

二、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式優(yōu)勢(shì)

1.突出課外教學(xué)，打破傳統(tǒng)安全系統(tǒng)工程“教師講、學(xué)生聽、考前背、考后忘”被動(dòng)式教學(xué)的固有模式，實(shí)現(xiàn)“課前充分預(yù)習(xí)，課中互動(dòng)研討，課后積極應(yīng)用”的教學(xué)宗旨。

2.改良認(rèn)知方式，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授的關(guān)口前移和知識(shí)內(nèi)化的漸進(jìn)演變。

3.革新教學(xué)流程，實(shí)現(xiàn)由“先教后學(xué)”向“先學(xué)后教”的模式轉(zhuǎn)化[13]。

4.翻轉(zhuǎn)考核模式，實(shí)現(xiàn)由“閉卷考試一統(tǒng)天下”向“多樣化、綜合化、差異化”的評(píng)估模式轉(zhuǎn)變。

5.轉(zhuǎn)化師生角色，實(shí)現(xiàn)由“教師單向灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受”向“學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師答疑解惑”的主體角色轉(zhuǎn)換。

三、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式建立

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式特點(diǎn)，針對(duì)安全系統(tǒng)工程的知識(shí)分布與結(jié)構(gòu)脈絡(luò)，教研組提出了相應(yīng)的課程體系框架，主要涵蓋以下四大環(huán)節(jié)的內(nèi)容。

（一）課程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析

深入剖析安全系統(tǒng)工程的學(xué)科體系與課程特點(diǎn)，梳理知識(shí)脈絡(luò)，研究課程重點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)、盲點(diǎn)、考點(diǎn)與交叉點(diǎn)，系統(tǒng)探討課程結(jié)構(gòu)，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。

（二）課程需求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

采用課堂交流、小組研討、問(wèn)卷調(diào)查、社會(huì)訪談和樣本分析的方法，了解學(xué)生對(duì)前序知識(shí)的掌握情況，結(jié)合學(xué)生期望（內(nèi)部參照）和社會(huì)需求（外部參照）整合線上資源收集和線下教師備課的重點(diǎn)內(nèi)容，利用數(shù)理分析、統(tǒng)計(jì)分析、模塊分析和量化分析的方式構(gòu)建課程需求清單。

（三）混合式教學(xué)平臺(tái)搭建

結(jié)合課程體系和課程需求，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)建立混合式教學(xué)平臺(tái)，融合文本、數(shù)據(jù)、圖像、音頻和視頻多元數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)時(shí)間自主化、學(xué)習(xí)地點(diǎn)多樣化、學(xué)習(xí)媒介智能化、學(xué)習(xí)步調(diào)差異化和學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇化的教學(xué)功能。

（四）教學(xué)成果實(shí)證分析

良好的教學(xué)模式需要因材施教，針對(duì)不同層次的學(xué)生設(shè)計(jì)不同的線上教學(xué)方案，使學(xué)生結(jié)合自身能力與實(shí)際水平，自主調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時(shí)反饋學(xué)習(xí)效果，配合線下教學(xué)查漏補(bǔ)缺，最終達(dá)到“看得懂、記得牢、想得到、用得好”的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)真正的差異化教學(xué)和針對(duì)性教學(xué)。

需要明確的是，上述四大環(huán)節(jié)并非完全割裂，而是有機(jī)聯(lián)系在一起。以實(shí)證環(huán)節(jié)為例，核心在于構(gòu)建科學(xué)、合理、可行的教學(xué)評(píng)估方法，依據(jù)學(xué)生知識(shí)掌握程度和學(xué)習(xí)進(jìn)度效果進(jìn)行綜合化考評(píng)。若最終結(jié)果在滿意區(qū)間，則進(jìn)一步實(shí)施與適當(dāng)完善。若尚未滿足考核要求，則需要反饋于前三個(gè)環(huán)節(jié)，從中分析問(wèn)題產(chǎn)生的根源，改進(jìn)修正與優(yōu)化創(chuàng)新，直至符合要求為止。

四、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程

為提高混合式教學(xué)的針對(duì)性與時(shí)效性，圖2對(duì)當(dāng)前通行教材安全系統(tǒng)工程[14-15]的知識(shí)分布情況進(jìn)行了梳理。從圖中可以看出，全書涵蓋緒論、事故致因理論、系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)與系統(tǒng)安全控制等五個(gè)模塊，課程脈絡(luò)清晰，章節(jié)結(jié)合緊密。緒論部分聚焦安全系統(tǒng)工程的基本理念，闡明了安全、本質(zhì)安全、系統(tǒng)、系統(tǒng)工程的定義和屬性，在此基礎(chǔ)上界定了安全系統(tǒng)工程的整體概念、研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用特點(diǎn)。第二章系統(tǒng)回顧了事故致因理論的主要內(nèi)涵，目的在于揭示事故本質(zhì)規(guī)律，指明事故預(yù)防方向，引導(dǎo)事故調(diào)查處理。其中多米諾骨牌理論、系統(tǒng)理論、軌跡交叉論和能量轉(zhuǎn)移理論既是課堂講授的重點(diǎn)，也是各大高校安全工程研究生考試的熱點(diǎn)。

與前兩章相比，安全系統(tǒng)工程后續(xù)三章對(duì)學(xué)生全面理解知識(shí)與靈活應(yīng)用能力提出了更高的要求。在工程實(shí)踐中，系統(tǒng)安全分析是前提，系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)是橋梁，系統(tǒng)安全控制是目的。首先通過(guò)初始階段一系列定性與定量分析，使研究人員整體把握和精準(zhǔn)認(rèn)識(shí)系統(tǒng)現(xiàn)狀，從中發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源與事故隱患，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ);繼而利用安全評(píng)價(jià)手段將定量化的系統(tǒng)現(xiàn)狀、風(fēng)險(xiǎn)率或危害度與安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，提出相應(yīng)的改進(jìn)方案;最終通過(guò)決策過(guò)程，進(jìn)行方案比選，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、社會(huì)性等維度確立合理措施。顯然，系統(tǒng)安全分析是問(wèn)題研究的出發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)是研究進(jìn)行的著力點(diǎn)，系統(tǒng)安全控制則是實(shí)施方案的落腳點(diǎn)，三者是一脈相承的。

針對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)的分布情況，結(jié)合培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱要求，教研組設(shè)計(jì)了課時(shí)分配方案，如下表所示。

由上表可知，安全系統(tǒng)工程的教學(xué)進(jìn)程與教材[14]的章節(jié)編排并非完全同步，這一現(xiàn)象在第三章系統(tǒng)安全分析中體現(xiàn)得尤為顯著，其目的在于凸顯事件樹分析與事故樹分析的重要性。類似地，系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)部分中的道化學(xué)、系統(tǒng)安全控制部分中的決策樹也作為關(guān)鍵章節(jié)，在線上教學(xué)中增設(shè)了習(xí)題講解環(huán)節(jié)與專題研討課程。

五、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式實(shí)證分析

自2015年太原科技大學(xué)安全系統(tǒng)工程混合式教學(xué)模式實(shí)施以來(lái)，學(xué)生成績(jī)穩(wěn)步提升。由圖3可知，成績(jī)位于優(yōu)良分段（≥80分）的比例由14.28%上升至53.24%，不及格學(xué)生（<60分）占比則由12.99%下降至1.29%。由此同時(shí)，授課教師反映學(xué)生對(duì)基本概念的理解能力和核心問(wèn)題的掌握能力也顯著提升，教學(xué)相長(zhǎng)的良好態(tài)勢(shì)已基本形成。

需要指出的是，在安全系統(tǒng)工程的評(píng)估體系之中，受授課教師水平、課程進(jìn)度安排、考題難易程度等多重因素的影響，單純以期末考試成績(jī)的高低來(lái)衡量混合式教學(xué)實(shí)施的優(yōu)劣是較為片面的。在太原科技大學(xué)安全專業(yè)的培養(yǎng)方案與教學(xué)大綱中，處于關(guān)鍵地位的安全系統(tǒng)工程與諸多課程均有關(guān)聯(lián)，需輔以課程設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。與此同時(shí)，安全系統(tǒng)工程也是國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高等院校安全學(xué)科研究生考試的指定科目，更是安全學(xué)科實(shí)踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)生就業(yè)能力評(píng)估的核心與基礎(chǔ)。因此，安全系統(tǒng)工程的課程實(shí)證分析應(yīng)該是多層次多環(huán)節(jié)多維度的，其考核分析應(yīng)貫穿于學(xué)生的課內(nèi)學(xué)習(xí)、課外實(shí)踐與升學(xué)就業(yè)始終，教研組基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式實(shí)證分析體系也在逐步健全與完善。

六、結(jié)束語(yǔ)

為解決當(dāng)前安全系統(tǒng)工程課程體系龐大、知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和課堂效率有限、學(xué)時(shí)編排緊張之間的突出矛盾，本文利用“互聯(lián)網(wǎng)+”優(yōu)勢(shì)，從多角度初步構(gòu)建了“線上”+“線下”的混合式教學(xué)模式。隨著線上課程學(xué)時(shí)的持續(xù)增加和內(nèi)容的不斷豐富，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)模式將在安全系統(tǒng)工程中日益完善，可有效拓寬學(xué)生知識(shí)覆蓋面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更好地掌握核心內(nèi)容，提高工程實(shí)踐應(yīng)用能力。本次課程改革取得了良好效果，為混合式教學(xué)在其他課程中的推廣和應(yīng)用起到一定示范作用。

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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

資助項(xiàng)目：太原科技大學(xué)教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“混合式教學(xué)在安全系統(tǒng)工程中的應(yīng)用模式研究”（項(xiàng)目編號(hào)：201848）、“地方高校網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)與應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：201870）和山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的安全工程專業(yè)特色教育研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：J2019130）

作者簡(jiǎn)介：孫曉元（1987-），男，講師、博士，主要從事安全工程教學(xué)研究;李俊吉（1982-），男，副教授、博士，主要從事計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)研究;謝建林（1978-），男，副教授、博士，主要從事安全工程教學(xué)研究。