“安全系統(tǒng)工程”課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與教學(xué)方法改革探究＊

郭超超，李玉佩，趙慧冰

（1.安陽(yáng)工學(xué)院飛行學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000；2.譚懷中學(xué)，河南 焦作 454950；3.黃河交通學(xué)院交通工程學(xué)院，河南 焦作 454950）

近些年，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致安全問(wèn)題愈發(fā)凸顯，社會(huì)急需大批專(zhuān)業(yè)安全人員開(kāi)展安全培訓(xùn)、安全評(píng)價(jià)以及安全管理工作，因此開(kāi)設(shè)安全工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)院校數(shù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)有近200所院校開(kāi)設(shè)有安全工程專(zhuān)業(yè)，且大多數(shù)高校開(kāi)設(shè)有“安全系統(tǒng)工程”。隨著各行業(yè)開(kāi)始重視安全生產(chǎn)，安全工程專(zhuān)業(yè)也從最初依附于礦業(yè)工程學(xué)科下，到現(xiàn)在作為獨(dú)立學(xué)科，安全工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展異常迅猛[1]。而“安全系統(tǒng)工程”作為一門(mén)重要的安全工程專(zhuān)業(yè)核心課程，是安全科學(xué)中最重要的理論課程，是學(xué)生形成安全思維和系統(tǒng)思維的重要載體[2]。課程從系統(tǒng)角度出發(fā)，以生產(chǎn)工藝單元為研究對(duì)象，重要講授系統(tǒng)安全定性分析、系統(tǒng)安全定量分析、系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)、系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)與決策等內(nèi)容。該課程可為后續(xù)本專(zhuān)業(yè)其他專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，如后期學(xué)習(xí)的安全學(xué)原理、安全評(píng)價(jià)、安全管理學(xué)、安全心理學(xué)等學(xué)科，同時(shí)該課程不僅為安全工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在將來(lái)從事本專(zhuān)業(yè)的科研、安全管理和安全工程技術(shù)等工作提供理論指導(dǎo)，同時(shí)該課程作為大多數(shù)開(kāi)設(shè)有安全工程專(zhuān)業(yè)院校研究生入學(xué)考試的專(zhuān)業(yè)課更突顯其重要地位。

和其他課程相似，在教學(xué)過(guò)程中，教師往往要面對(duì)如何利用有限的學(xué)時(shí)來(lái)拓展和深化教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，克服實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏的問(wèn)題。為此，很多專(zhuān)業(yè)教師針對(duì)本課程教學(xué)改革進(jìn)行了廣泛、深入的探索，并取得了一系列切實(shí)有效的教改措施，如宋曉艷等[3]提出將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于安全系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)課教學(xué)過(guò)程中，以此來(lái)提高在專(zhuān)業(yè)課教學(xué)質(zhì)量，從而增加學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；王凱等[4]對(duì)“安全系統(tǒng)工程”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式進(jìn)行研究與探索；孫曉元等[5]提出構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的“線上”+“線下”混合式教學(xué)模式。但是，如何科學(xué)地改進(jìn)本課程的教學(xué)過(guò)程，確保達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)仍將是該課程在今后一段時(shí)間內(nèi)的目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容。

1 教材選取及教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 教材選取

雖然目前“安全系統(tǒng)工程”教材很多，但是大多教材將注意力放在了事故多發(fā)的煤礦、建筑、化工等安全問(wèn)題上，而忽視了民航同樣需要安全系統(tǒng)工程作為安全管理的支撐，安全系統(tǒng)工程的研究?jī)?nèi)容廣泛，并且注重理論和實(shí)踐相結(jié)合，但是對(duì)全國(guó)高校使用的“安全系統(tǒng)工程”教材調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教材的內(nèi)容體系滯后于安全發(fā)展動(dòng)態(tài)，而且在一定程度脫離了工程實(shí)際應(yīng)用。眾所周知教材質(zhì)量影響教學(xué)效果，因此在挑選教材時(shí)要認(rèn)真考慮本專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。安陽(yáng)工學(xué)院安全工程專(zhuān)業(yè)下設(shè)于飛行學(xué)院，依托“航空背景”畢業(yè)生主要就業(yè)方向?yàn)楹娇展?、機(jī)場(chǎng)等企業(yè)。故需要培養(yǎng)一批掌握安全工程技術(shù)、安全管理等理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。通過(guò)對(duì)比分析不同教材的內(nèi)容、特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合安陽(yáng)工學(xué)院安全工程專(zhuān)業(yè)的特色，選擇了“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、高等教育安全科學(xué)與工程類(lèi)系列規(guī)劃教材，由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《安全系統(tǒng)工程》（主編為徐志勝、姜學(xué)鵬）為課程教材，并選擇了2本教材作為參考用書(shū)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容改革

“安全系統(tǒng)工程”中涉及的概念、方法較多，尤其是與多學(xué)科的交叉性導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)效果差、理解不透徹的問(wèn)題，現(xiàn)將該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)改革，具體如下。

在整個(gè)“安全系統(tǒng)工程”教學(xué)過(guò)程中需要用到布爾代數(shù)、概率論、運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)知識(shí)，故需要提高學(xué)生數(shù)學(xué)功底，因此將該課程放在了二年級(jí)第一學(xué)期。同時(shí)該課程又是其他安全工程專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)課程，在整個(gè)安全專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中具有重要地位，但是該課程中的部分內(nèi)容與其他安全工程專(zhuān)業(yè)課程存在部分重復(fù)現(xiàn)象，如與“安全管理學(xué)”“安全評(píng)價(jià)”等課程。因此要與其他任課教師提前做好溝通，合理分配和規(guī)劃課程進(jìn)度和學(xué)時(shí)，避免出現(xiàn)重復(fù)講解從而導(dǎo)致學(xué)生降低學(xué)習(xí)興趣。

針對(duì)安陽(yáng)工學(xué)院安全工程專(zhuān)業(yè)具有航空背景的特點(diǎn)，并結(jié)合畢業(yè)生工作情況，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和更新。目前與安全緊密相關(guān)的執(zhí)業(yè)資格考試主要有注冊(cè)安全工程師、安全評(píng)價(jià)師、消防工程師考試，依據(jù)行業(yè)特點(diǎn)增加安全評(píng)價(jià)和安全預(yù)測(cè)方面的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，并增加“綜合安全評(píng)價(jià)”方面的教學(xué)內(nèi)容?！鞍踩到y(tǒng)工程”中介紹的事故樹(shù)、預(yù)先危險(xiǎn)性分析、危險(xiǎn)性與可操作性研究、灰色理論、馬爾科夫鏈、模糊決策法、回歸分析等方法常被用于本科畢業(yè)論文的撰寫(xiě)中，因此也要在講授過(guò)程中將此部分內(nèi)容作為重點(diǎn)進(jìn)行講解。在系統(tǒng)安全定性和定量分析和系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)章節(jié)中，引入層次分析法和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法，該分析方法簡(jiǎn)單有效，能夠讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)體會(huì)到分析方法對(duì)于分析問(wèn)題解決問(wèn)題的重要性。在利用事故樹(shù)分析法時(shí)可以選用一些國(guó)內(nèi)外發(fā)生的民航事故作為素材進(jìn)行實(shí)際演練，例如對(duì)中國(guó)曾發(fā)生過(guò)的伊春空難進(jìn)行分析，提高學(xué)生觸類(lèi)旁通的能力，也為將來(lái)進(jìn)入民航系統(tǒng)做好準(zhǔn)備。

在教學(xué)內(nèi)容中融入課程設(shè)計(jì)，利用行業(yè)背景和學(xué)校實(shí)際情況讓學(xué)生對(duì)加油站、公寓樓、食堂以及航空公司等進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，在實(shí)際的安全評(píng)價(jià)過(guò)程中體會(huì)安全評(píng)價(jià)的思想及方法，讓學(xué)生得到實(shí)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)。為保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免流于形式，采用6人為一組，自主選擇感興趣的課題進(jìn)行調(diào)研完成安全評(píng)價(jià)報(bào)告，在完成課程設(shè)計(jì)后分小組上臺(tái)進(jìn)行講解并答辯，組成由2～3名教師組成考核小組，在學(xué)生講解過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)題并給出評(píng)價(jià)建議，不僅能夠保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且也為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)提供思維指導(dǎo)。

2 教學(xué)方法改革

2.1 強(qiáng)化課程地位，挖掘課程深度

在首次課堂上就要讓學(xué)生了解“安全系統(tǒng)工程”在安全工程專(zhuān)業(yè)中的地位：①該課程是安全工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)；②該課程是絕大多數(shù)高校安全工程專(zhuān)業(yè)研究生入學(xué)考試專(zhuān)業(yè)課；③該課程是學(xué)生畢業(yè)后工作應(yīng)用最多而且最實(shí)用的課程；④該課程也是二級(jí)建造師、注冊(cè)安全工程師、消防工程師等資格考試的考試內(nèi)容之一。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，不僅讓學(xué)生掌握課本中的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要主動(dòng)將相關(guān)的考研試題和安全專(zhuān)業(yè)執(zhí)業(yè)資格類(lèi)考試試題融入到課程教學(xué)中。在講授系統(tǒng)安全定量分析——事故樹(shù)分析中，繪制事故樹(shù)是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在繪制事故樹(shù)時(shí)引進(jìn)一些事故樹(shù)分析軟件如FreeFta、CAFTA、EasyDraw等。通過(guò)應(yīng)用軟件，可以非常方便地選取各種邏輯門(mén)和事件符號(hào)，快速繪制事故樹(shù)，并通過(guò)相應(yīng)的功能模塊實(shí)現(xiàn)快速求解最小割集、最小徑集、頂上事件發(fā)生概率等。通過(guò)該軟件的引入提高學(xué)生對(duì)軟件的認(rèn)識(shí)，深度理解事故樹(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的作用。在講授過(guò)程中，讓學(xué)生深刻理解該門(mén)課程是如何具體應(yīng)用以及如何出題的，更加能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

2.2 采用“理論-實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式

多數(shù)學(xué)校認(rèn)為“安全系統(tǒng)工程”作為一門(mén)理論性極強(qiáng)的課程沒(méi)必要做實(shí)驗(yàn)，但實(shí)際上“安全系統(tǒng)工程”內(nèi)容抽象，其中的模糊決策法、灰色理論、馬爾科夫鏈、回歸分析等方法均需要一定的計(jì)算機(jī)工具作為輔助?！鞍踩到y(tǒng)工程”課程中重點(diǎn)是對(duì)安全問(wèn)題進(jìn)行安全評(píng)價(jià)、可靠性分析和安全預(yù)測(cè)，但是其中用到的算法較為復(fù)雜，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理和計(jì)算，這個(gè)過(guò)程很難通過(guò)人工去手動(dòng)解決。因此讓學(xué)生掌握一門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言提高學(xué)生解決問(wèn)題能力愈加重要。故安陽(yáng)工學(xué)院為加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)遷移能力和動(dòng)手能力，設(shè)置了8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始前先由教師講授該方法的特點(diǎn)和適用范圍，后半部分則讓學(xué)生用具體方法解決實(shí)際問(wèn)題，在利用上述分析方法時(shí)引入MATLAB軟件的學(xué)習(xí)，可以很大程度上提高學(xué)生動(dòng)手能力和思維能力。選用MATLAB軟件可以方便實(shí)現(xiàn)各種計(jì)算，并且該軟件已經(jīng)成為數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中的翹楚，不僅能夠解決“安全系統(tǒng)工程”中涉及到的算法問(wèn)題，而且對(duì)其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)也起到了促進(jìn)作用。

2.3 強(qiáng)化“案例教學(xué)”模式，激發(fā)學(xué)生興趣

提高教學(xué)效果的關(guān)鍵在于提高學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠體會(huì)到“安全系統(tǒng)工程”會(huì)在未來(lái)工作中起到重要作用，從而激發(fā)學(xué)生求知欲。針對(duì)“安全系統(tǒng)工程”中存在非常多的概念和原理，在講授過(guò)程中學(xué)生往往會(huì)走神導(dǎo)致注意力難以集中，并會(huì)感覺(jué)枯燥。為解決上述問(wèn)題，首先在講授定量安全評(píng)價(jià)方法——事故樹(shù)時(shí)，可以通過(guò)不斷提出新問(wèn)題激發(fā)學(xué)生求知欲，引導(dǎo)學(xué)生從自身特點(diǎn)出發(fā)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決身邊問(wèn)題的能力。而且可以在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)化“案例教學(xué)”。在案例教學(xué)中可針對(duì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上發(fā)布的某一安全事故的調(diào)查報(bào)告，引導(dǎo)學(xué)生自己調(diào)查分析事故，確定要分析的頂上事件，調(diào)查事故發(fā)生原因，繪制事故樹(shù)，并對(duì)事故開(kāi)展定性和定量分析。在完成事故樹(shù)分析后，選擇部分學(xué)生進(jìn)行分享，大家共同參與、集體探討事故樹(shù)編制并分析是否合理，在提高教學(xué)教學(xué)效果的同時(shí)使學(xué)生真正掌握事故樹(shù)分析方法[6]。結(jié)合專(zhuān)業(yè)特色，可以選用一些國(guó)內(nèi)外發(fā)生的民航事故作為素材進(jìn)行實(shí)際演練，例如對(duì)中國(guó)曾發(fā)生過(guò)的伊春空難進(jìn)行分析，提高學(xué)生觸類(lèi)旁通的能力，也為將來(lái)進(jìn)入民航系統(tǒng)做準(zhǔn)備。

2.4 借鑒國(guó)內(nèi)外最新安全理論和技術(shù)發(fā)展，深入了解安全工程專(zhuān)業(yè)

重點(diǎn)關(guān)注國(guó)內(nèi)外最近的安全理論和技術(shù)發(fā)展，通過(guò)閱讀《中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)》《安全與環(huán)境學(xué)報(bào)》《中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)》等國(guó)內(nèi)期刊，《Safety Science》《Reliability Engineering and System Safety》等國(guó)際期刊，開(kāi)闊學(xué)生視野。定期組織討論和翻譯相關(guān)文獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主研究和解決問(wèn)題的能力。對(duì)于社會(huì)上發(fā)生的特別重大安全生產(chǎn)事故、行業(yè)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等知識(shí)要做到及時(shí)更新，讓學(xué)生及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外最新的安全發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀，從而使本課程與實(shí)際結(jié)合得更加緊密。

2.5 開(kāi)展應(yīng)急演練評(píng)估教學(xué)

依托航空安全與應(yīng)急管理國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合安全系統(tǒng)工程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)院航空特色背景，進(jìn)行民航客艙應(yīng)急疏散演練評(píng)估教學(xué)。安陽(yáng)工學(xué)院的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室擁有B737、塞斯納172實(shí)訓(xùn)飛機(jī)等設(shè)備。利用B737飛機(jī)組織學(xué)生開(kāi)展應(yīng)急疏散演練，在實(shí)際演練中讓學(xué)生掌握應(yīng)急演練評(píng)估的程序、內(nèi)容，真切地感知應(yīng)急演練的重要性。

同時(shí)可以利用B737飛機(jī)客艙為研究對(duì)象，讓學(xué)生利用數(shù)值模擬軟件對(duì)其進(jìn)行仿真模擬，模擬其火災(zāi)危險(xiǎn)性和乘客在疏散過(guò)程中是否能夠安全疏散。多角度、多維度地使學(xué)生掌握該部分內(nèi)容。

2.6 依據(jù)“成果導(dǎo)向”，注重效果考察

“成果導(dǎo)向”理念所追求的結(jié)果是階段性的累加，而非終極性[7]。對(duì)于“安全系統(tǒng)工程”的課程評(píng)價(jià)不能再沿用單一的總結(jié)性評(píng)價(jià)，而應(yīng)以形成性評(píng)價(jià)為主并輔以多種形式的其他評(píng)價(jià)方式?！鞍踩到y(tǒng)工程”非常注重實(shí)踐，因此單純的閉卷考試并不能客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握情況和運(yùn)用能力。因此針對(duì)不同的學(xué)習(xí)階段應(yīng)采用不同的考核形式，并依據(jù)考核結(jié)果調(diào)整教學(xué)方法。例如，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行階段訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練等多方面評(píng)估，不在僅以一張考卷評(píng)判學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。

3 教學(xué)形式改革

由于“安全系統(tǒng)工程”內(nèi)容涉及很多的概念和原理，并且在系統(tǒng)分析中有數(shù)十個(gè)分析方法，導(dǎo)致內(nèi)容稍顯枯燥，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性成為關(guān)鍵。筆者認(rèn)為在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以學(xué)生為中心，教師為輔助，從而保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。根據(jù)該課程特點(diǎn)可以采用高效的教學(xué)形式。

3.1 分組討論與訓(xùn)練

“安全系統(tǒng)工程”中有多個(gè)定性和定量分析方法，由于不同方法有不同特點(diǎn)，因此適用性也存在明顯差別。因此在講解該部分內(nèi)容時(shí)，可以利用上課時(shí)間給學(xué)生講解不同評(píng)價(jià)方法特點(diǎn)及適用對(duì)象，在講解完畢后給學(xué)生留出答疑時(shí)間。當(dāng)學(xué)生都認(rèn)為講解的內(nèi)容沒(méi)有疑問(wèn)后布置作業(yè)，讓學(xué)生自由組成學(xué)習(xí)小組，圍繞自己感興趣的內(nèi)容運(yùn)用學(xué)到的方法解決存在的問(wèn)題。在實(shí)際解決問(wèn)題時(shí)可能存在針對(duì)相同的研究對(duì)象不同學(xué)生選擇了不同的方法，屆時(shí)可以分組討論選擇的方法是否可行、合理、有效等，從而啟發(fā)學(xué)生思考。

3.2 構(gòu)建立體化教學(xué)形式

學(xué)生能否有效聽(tīng)講、有效學(xué)習(xí)，教師的教學(xué)形式具有舉足輕重的地位。就目前教學(xué)環(huán)境來(lái)講，教師需打破以講課為主的教學(xué)模式?？梢远嗲?、多層次、多方位立體地開(kāi)展教學(xué)工作，具體模式如下：①采用提問(wèn)式教學(xué)。在每節(jié)課末設(shè)置3～6個(gè)課程重點(diǎn)知識(shí)，在下節(jié)課初隨機(jī)對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)回答，可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。②采用啟發(fā)式討論法教學(xué)。對(duì)于學(xué)生理解難度較大的內(nèi)容，可以采用巧妙的提問(wèn)方式激發(fā)學(xué)生思考，有序組織學(xué)生討論。③采用學(xué)生講授法。對(duì)于難度較低內(nèi)容，可組織學(xué)生提前準(zhǔn)備素材、做課件，讓其上臺(tái)講授，這種模式可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，而且可以多方位綜合提高學(xué)習(xí)效果。