金國鋒，黃智勇，高敏娜，賈 瑛，呂曉猛，沈可可

(火箭軍工程大學，西安 710025)

專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和教材建設(shè)是高等院校培養(yǎng)適應新時代社會經(jīng)濟發(fā)展人才的基礎(chǔ)，是學校教學基本建設(shè)的重要內(nèi)容，三者層層遞進，銜接緊密，是大學內(nèi)涵發(fā)展的重要抓手。其中，課程建設(shè)是核心，對上促進專業(yè)建設(shè)，對下統(tǒng)領(lǐng)教材建設(shè)。加強課程建設(shè)能夠有效保證教學計劃落實，教學目標的高質(zhì)量實現(xiàn)，提高教學水平與人才培養(yǎng)質(zhì)量。

特種能源技術(shù)與工程專業(yè)是高等教育兵器類培養(yǎng)具有特種能源安全管理與使用能力的本科學生的專業(yè)。特種能源安全管理與使用人才，需要具備安全分析工程師與安全評級決策工程師的資格或能力，一個合格安全管理工作者需要精通安全學基本知識、系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價、系統(tǒng)安全預測及系統(tǒng)安全決策等方面的知識與技能。安全分析工程師的培養(yǎng)，分為相關(guān)基礎(chǔ)學科學習、分析方法學習和新工科大背景下相關(guān)學科專業(yè)安全分析能力培養(yǎng)等。而大學學習階段的知識獲取，是安全工程師整個安全管理技能培養(yǎng)的關(guān)鍵與重要目的。因此，事故致因理論、事故法則等安全基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)安全分析方法、系統(tǒng)安全評價與預測方法學習是培養(yǎng)安全管理工作者的重要內(nèi)容。如何在較短的學校學習期間培養(yǎng)一定的興趣，讓學生能獲取更多的相關(guān)知識，塑造更全面的安全工作能力，是課程改革與建設(shè)的關(guān)鍵。

前期學生已經(jīng)學習了化學反應工程、化學安全工程等相關(guān)課程，為課程的開展奠定了良好的理論基礎(chǔ)。因此，整合課程內(nèi)容、設(shè)置合理的教學案例是高效實施教學的關(guān)鍵，是課程建設(shè)的首要任務(wù)。

一、新工科建設(shè)與系統(tǒng)安全工程人才培養(yǎng)

2016 年新工科概念的提出為工程教育理論與實踐探索提供了新視角，即將國際工程教育改革進行中國本土化。新工科教育內(nèi)涵是：以立德樹人為引領(lǐng)，以應對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化“創(chuàng)新型卓越工程人才”[1]。2017 年2 月，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，與會高校共同探討了新時期工程人才培養(yǎng)新工科建設(shè)與發(fā)展路徑選擇等問題，形成了“復旦共識”。2017 年4 月，教育部在天津大學召開新工科建設(shè)研討會，60 多所高校與會代表一致認為新工科建設(shè)與教育應致力于以產(chǎn)業(yè)需求為導向，注重跨界交叉融合探索建立工科發(fā)展新范式，緊跟技術(shù)發(fā)展，及時更新工程人才知識體系，以學生為中心，根據(jù)學生志趣選擇，設(shè)計教學方法與手段，稱之為“天大行動”。2017年6 月9 日，教育部在北京召開新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議，全面啟動、系統(tǒng)部署新工科建設(shè)。30 余位來自高校、企業(yè)和研究機構(gòu)的專家深入研討新工業(yè)革命帶來的時代新機遇、聚焦國家新需求、謀劃工程教育新發(fā)展，審議通過《新工科研究與實踐項目指南》，提出新工科建設(shè)指導意見，被稱為“北京指南”?！皬偷┕沧R”“天大行動”“北京指南”，構(gòu)成了我國新工科建設(shè)的“三部曲”，推動了我國新工科運動的建設(shè)發(fā)展[2]。2019 年，天津大學發(fā)布了新工科“天大方案”、電子科技大學發(fā)布了“成電方案”、華南理工大學發(fā)布了“新工科F 計劃”，將新工科建設(shè)發(fā)展推向深入。但在具體實施中，以新工科為背景，對新工科再深化、再拓展、再突破、再出發(fā)，還需要進一步的研究探索與實踐[3]。

新工科背景下，隨著國家對安全工作的重視，安全工程專業(yè)同時面臨人才總量不足及質(zhì)量急需提升的迫切問題，安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)愈顯重要。為實現(xiàn)安全發(fā)展、科學發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展、和諧發(fā)展提供人才智力，迫切需要深化安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)的模式改革，大力推進實施卓越工程師人才培養(yǎng)計劃，強化協(xié)同培養(yǎng)和育人工作，更好地適應中國信息化時代的要求，更好地服務(wù)行業(yè)和社會經(jīng)濟發(fā)展。

二、新工科背景下系統(tǒng)安全課程建設(shè)目標

特種能源技術(shù)與工程專業(yè)涉及的不安全因素多、危險性大[4]，因此對學生的安全理論、安全素養(yǎng)和專業(yè)能力等要求較高。以立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，從系統(tǒng)安全工程課程性質(zhì)出發(fā)，激發(fā)學生民族自豪感和自信心，增強愛國主義情懷，同時培養(yǎng)學生的責任感和使命擔當，切實做到全程育人、全方位育人[5]。新工科背景下特種能源技術(shù)與工程專業(yè)建設(shè)要以畢業(yè)學生崗位需求為導向，以行業(yè)中涉及的專業(yè)交叉、融合、共享、創(chuàng)新為主要途徑，培養(yǎng)多元化系統(tǒng)安全管理人才。具體而言，就是系統(tǒng)安全工程與機電工程、動力工程和測控工程等相關(guān)專業(yè)進行交叉融合，培養(yǎng)具有良好個人素質(zhì)、職業(yè)素養(yǎng)、科學素養(yǎng)。系統(tǒng)學習安全基礎(chǔ)理論，熟練掌握系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價、系統(tǒng)安全預測和決策技術(shù)，能夠從事相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域安全管理工作的高級工程技術(shù)創(chuàng)新人才。

系統(tǒng)安全工程是特種能源技術(shù)與工程專業(yè)核心骨干課程。課程建設(shè)需圍繞特種能源技術(shù)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標，以新工科建設(shè)為統(tǒng)領(lǐng)，在教學內(nèi)容上增加工程應用案例內(nèi)容份額，適時引入相關(guān)領(lǐng)域最新知識與技術(shù)，緊跟學科發(fā)展方向，積極探索出一套適用于本課程的有效教學方法與教學手段。

三、課程建設(shè)研究與實踐

課程建設(shè)深入貫徹新工科建設(shè)指導思想，緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標，主要涉及教學內(nèi)容建設(shè)、教學方法建設(shè)、教學手段建設(shè)、教學資源建設(shè)和考核評價方法探索5 個部分。

(一)教學內(nèi)容建設(shè)

教學內(nèi)容建設(shè)秉持內(nèi)容服務(wù)于目標總原則開展。特種能源技術(shù)與工程專業(yè)主要培養(yǎng)推進劑等特種含能材料的使用與管理能力，研究重點在含能材料輸運、儲存和后處理等過程中的安全分析、安全評價、安全預測及安全決策等。與危險化學品安全管理模式相類似，但又具有一定的特殊性。因此，系統(tǒng)貫徹新工科背景下人才培養(yǎng)理念，圍繞特種作業(yè)過程中的安全管理要素，將安全學及與之相關(guān)的物理學、化學、材料學、系統(tǒng)科學和管理學等相關(guān)基礎(chǔ)知識學習作為課程教學的開篇部分;緊隨其后的是系統(tǒng)安全分析部分，包括安全檢查表法、預先危險性分析法、故障類型及影響分析方法、事故樹分析方法、危險與可操作性分析方法;第三部分進行系統(tǒng)安全評價教學，包括蒙德火災爆炸性危險指數(shù)評價法、模糊綜合評價法;第四部分進行系統(tǒng)安全預測教學，包括德爾菲預測法、時間序列預測法、回歸分析法和馬爾科夫鏈預測法;最后一部分，開展系統(tǒng)安全決策方法介紹。建議課時分配見表1。

表1 系統(tǒng)安全工程教學安排

(二)教學方法建設(shè)

1.案例式教學

系統(tǒng)安全工程是一門理論基礎(chǔ)課，課程形式相對單一，需要其他課程基礎(chǔ)知識的支撐，但在理論架構(gòu)和知識體系上又呈現(xiàn)獨有特征，與其他課程之間缺少深層次的聯(lián)系，學生學習起來以獲取知識、理解方法原理為主，容易陷入重考試、輕能力素質(zhì)培養(yǎng)的問題。在情感方面，容易陷入迷茫狀態(tài)，對理論知識的應用價值及如何應用產(chǎn)生疑惑。產(chǎn)生這些問題的原因，一部分是因為學生的學習目的性差，就學習而學習，缺少目標引領(lǐng);一部分是因為動手實踐能力差，知識學習與實踐的應用脫節(jié)，影響了學生做事的自信心和挑戰(zhàn)困難的信心;還有一部分原因是學生缺少整體分析問題、解決問題的訓練，學習按部就班，追求標準答案，缺少了挑戰(zhàn)性，不能用聯(lián)系發(fā)展的觀點來正確看待問題[6]。加強案例的應用，開展案例式教學有助于處理這些問題。一般來說，安全與事故是相對應的，對事故案例進行整理、編輯，將事故的發(fā)展過程、直接原因、間接原因、根本原因抽絲剝繭地剝離出來，與安全理論知識體系有機結(jié)合，滲透到教學過程中來，能夠在對學生產(chǎn)生警示的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學生深入思考，有利于教師引導式教學方式和技巧的發(fā)揮。開發(fā)特種能源技術(shù)與工程專業(yè)或臨近專業(yè)、相關(guān)領(lǐng)域典型事故案例，系統(tǒng)安全分析原理、分析方法、分析過程等巧妙地結(jié)合起來，教師通過案例分析提煉問題，引出相關(guān)概念，繼而引出相關(guān)技術(shù)，引導并啟發(fā)學生主動分析、驗證、評價案例，最后對理論學習內(nèi)容進行總結(jié)梳理，獲得技術(shù)的使用方法，可以很好地增加學生的代入感，不僅可以以案例促進學習，還可以消除學生理論學習的迷茫感，強化了學用結(jié)合，鍛煉了學生應用系統(tǒng)安全工程知識去研究現(xiàn)實問題、解決現(xiàn)實問題的能力。以案例為載體驅(qū)動教學，實效性強，學生積極性高，能極大地激發(fā)學生學習興趣。

2.研討式教學

傳統(tǒng)教學模式通常是教師在前面講，學生在下邊聽，加強互動也多是教師以提問的方式了解學生的學習理解程度。但是，對于系統(tǒng)安全工程課程來說，學生理解課程教學內(nèi)容不是難事，更多的難點在于學生如何利用所學的知識和方法，分析評價現(xiàn)實案例。針對這一矛盾問題，在系統(tǒng)安全分析部分和系統(tǒng)安全評價部分分別設(shè)置了1 個分組研討題目，將學生分成3～4 人不等的討論小組，給學生1 周時間，用來查閱資料、組內(nèi)研討、形成研究報告。最后，推舉1 名代表參與班級討論，各組成績計入組員的課程考試中。學生在組內(nèi)討論時均能積極參與，在一組研討時也能向其他組提出問題。研討教學方法不但增加了教學過程中學生的參與度，更增強了學生運用所學知識解決實際能力的培養(yǎng)力度。通過親歷案例應用解決工程實際問題這個過程，學生在獲取本門課知識的過程中，同時運用了其他學科、方向、領(lǐng)域的相關(guān)知識，知識結(jié)構(gòu)得到了主動成長，拓寬了知識面，同時收獲了信心與成就感，得到全面的能力素質(zhì)提升。

(三)教學手段建設(shè)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，采用“線上+線下”混合式教學的方式，依托先進信息化技術(shù)開展教育改革已經(jīng)發(fā)展成為高校教育改革的熱點話題[7]。自2020 春季學期以來，由于突發(fā)新冠肺炎疫情，我們也和全國其他學校一樣開啟了線上教學。為做到“停學不停課”“標準不降低，學習不停頓”，在可供廣大教師選擇的直播授課、錄播授課、慕課授課和研討授課等教學方式中，根據(jù)本課程特點，我們選擇了“直播授課+線上課堂研討”的方式開展教學。教學實踐效果表明，該課程教學可融合多種教學手段，將傳統(tǒng)教學方式與現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡(luò)授課與網(wǎng)絡(luò)平臺研討相結(jié)合，增強知識內(nèi)容趣味性，引導學生思考問題。通過網(wǎng)絡(luò)，向?qū)W生推薦課程課件、課程視頻、電子書、會議論文資源，進行線上提交作業(yè)、在線答疑，為學生自主學習提供了便利，幫助了學生進步。在線上合理組織演示內(nèi)容，文字、公式結(jié)合圖片、動畫、聲音，增加了教學內(nèi)容的生動性與趣味性。學生可以通過錄像重播的方式翻看教學直播，增加了教學時間安排上的靈活性。

但是通過線上教學實踐，也發(fā)現(xiàn)了不少問題：一是由于網(wǎng)絡(luò)資源的限制，無法實現(xiàn)全程視頻面對面直播，教師不能實時監(jiān)督學員學習狀態(tài)，無法了解學生對于教學內(nèi)容的理解情況;二是師生互動一般通過文字回復或彈幕的方式，有時間滯后性，影響教學。

在之后的教學過程中，我們充分發(fā)揮線上教學與線下教學各自的優(yōu)勢，將視頻案例通過線上與學員分享，開展討論，消除了時間安排上的制約，將理論教授部分安排在線下，利用面對面教學溝通交流順暢的優(yōu)勢，提高教學質(zhì)量。

(四)教學資源建設(shè)

1.新工科背景下安全理論體系構(gòu)建

對大量事故進行調(diào)查統(tǒng)計，導致事故的原因是由于物的不安全狀態(tài)、人的不安全行為和不良環(huán)境所引起的，從系統(tǒng)的觀點來說，這構(gòu)成“人-機器(設(shè)備)-環(huán)境”三要素系統(tǒng)，為了確保系統(tǒng)安全和最佳狀態(tài)，就必須綜合考慮這3 個要素，消除事故致因，使系統(tǒng)達到最佳安全狀態(tài)[8]。

開展系統(tǒng)安全分析與評價，首先要熟悉系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、工藝流程、操作條件、布置和已有的安全衛(wèi)生設(shè)施等，這就要求安全評價人員要具備機械、電子、信息及材料等相當多領(lǐng)域更寬泛的知識。對系統(tǒng)安全的科學預測，是建立在一定數(shù)學基礎(chǔ)理論技術(shù)之上的。因此，出色的安全工程師的培養(yǎng)，需要在新工科的背景下，構(gòu)建完善的理論基礎(chǔ)體系。

2.教材及輔導讀本建設(shè)

隨著人們對安全的重視，以及安全學科的發(fā)展，目前可選用的系統(tǒng)安全工程教材資源比較多，但安全學科的面向廣泛，在教學過程中，需要根據(jù)學生的專業(yè)、任職需求和發(fā)展方向等編寫針對性教材，幫助學生樹立本專業(yè)系統(tǒng)的安全學思想。尤其是非安全類工科學生，開設(shè)的安全理論課程門數(shù)少，更應該加強教材建設(shè)。

與此同時，各專業(yè)學生的知識背景構(gòu)成不同，從事的應用領(lǐng)域不同，在開展系統(tǒng)安全工程教學時，需要根據(jù)學生的學識結(jié)構(gòu)，配套編寫相應的教輔材料。特種能源技術(shù)與工程專業(yè)需要了解危險化學品、化學工藝相關(guān)內(nèi)容，需要掌握或了解含能材料及與含能材料系統(tǒng)相關(guān)的人員、設(shè)備、環(huán)境等方面的內(nèi)容，這些零散的知識點，以配套輔導材料的形式進行匯編，形成輔導讀本提供給學生使用。

3.案例素材建設(shè)

系統(tǒng)安全工程課程的學習是以解決實際問題，服務(wù)工作實踐為最終目標。系統(tǒng)安全分析部分、系統(tǒng)安全評價部分和系統(tǒng)安全預測部分，都要通過案例分析才能將各種分析方法和評價方法落地。在課程理論教學部分，采用案例作為問題場景，如特種能源轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，擁有電控系統(tǒng)、氣體壓縮系統(tǒng)、洗消安防系統(tǒng)、有害氣體濃度報警系統(tǒng)，系統(tǒng)各單元之間既相互獨立，又有機銜接。每一個系統(tǒng)的故障、事故都可以進行抽絲剝繭式的分析，然后按照系統(tǒng)安全分析的原理、各種分析方法的結(jié)構(gòu)進行教學案例設(shè)計，根據(jù)教學進程，選用合適的案例參與教學，能夠取得很好的教學效果[8]。

4.微課資源建設(shè)

微課是將某個知識點通過視頻的方式呈現(xiàn)出來的一種教學形式，具有微型化、主體化、碎片化、可視化、泛在化及易控化等特點[9]。將一些概念性、相對獨立的知識單元，某個教學環(huán)節(jié)所需的案例，以及某種系統(tǒng)安全分析/評價方法的典型應用等，設(shè)計制作成微課，發(fā)放給學生進行預習、復習或者在教學過程中進行播放，便于學生觀看學習，有助于加深學生的理解，也便于教學過程的展開。

(五)考核評價方式探索與實踐

以培養(yǎng)學生能力素質(zhì)為核心，隨著教學條件不斷提升和課程建設(shè)的不斷深化，課程考核評價標準、考核方式也應做出調(diào)整。課程建設(shè)中增加了案例分析、研討交流等多種以學生參與為主的能力鍛煉的環(huán)節(jié)，課程考核中也應該隨之進行多元化變化，僅以“平時作業(yè)+筆試”的方式不能充分反映學生能力培養(yǎng)的效果。因此，在課程考核方式的探索中，增加“實踐應用”評分標準，加強過程性考核，將學生課下調(diào)研、查閱資料、分析整理和歸納總結(jié)等準備過程，以及課堂中參與案例分析、交流匯報、現(xiàn)場問答情況進行評分，這樣可以培養(yǎng)學生的發(fā)散思維、歸納總結(jié)能力，在課堂組織上，也可以活躍課堂氣氛，有利于激發(fā)學生的學習能動性，提高教學效果。

四、結(jié)束語

在新工科建設(shè)背景下，圍繞特種能源專業(yè)系統(tǒng)安全工程課程建設(shè)目標，分析系統(tǒng)安全工程教學內(nèi)容建設(shè)工作，提出教學內(nèi)容選擇原則，給出教學內(nèi)容主要框架，討論系統(tǒng)安全工程教學方法與教學手段，提出以案例驅(qū)動教學，以研討促進教學，分享了線上線下教學實踐的經(jīng)驗以及教學資源建設(shè)方法，強化了學生學習的參與性與思維的主動性，提高了對理論知識的深度理解和實踐應用，有效提升了教學質(zhì)量和學習效果。