安全工程專業實施多學科交叉集成教學的探討

摘要：安全工程專業的知識結構特點是以安全工程為主干，在實際工作過程中涉及到的工程問題具有多學科交叉、集成的特點，這就需要學生掌握相關學科方面的基本知識，從多學科的角度研究安全工程問題并進行綜合分析，以適應國民經濟高速發展的要求。為此需要在專業教學過程中，從課程設置、課堂教學、實踐教學等幾個方面形成多學科交叉集成的模式。

關鍵詞：安全工程；專業教學；學科交叉

作者簡介：王珂（1970-），男，河南鄭州人，鄭州大學力學與工程科學學院，講師。（河南 鄭州 450002）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0079-02

安全工程專業的專業內涵廣泛，是以安全工程為主多學科集成的專業。隨著專業方向越來越寬，專業知識的覆蓋面不斷擴大，學生畢業后在安全工業領域中所從事技術工作的專業范圍也比較廣泛，不僅涉及到安全工程、機械工程、結構工程、化學工程、裝備控制等專業，而且也可能包括設計、管理、計劃等領域，如過程裝備的設計和制造，工藝過程分析，動力系統的安全運行，故障診斷等，所以安全工程專業的教學過程具有多種學科交叉的特點。這就要求教學過程實施多學科交叉集成，使學生具有交叉學科的知識結構，學生畢業后在工作崗位上能運用多學科的基本知識，從安全工程的角度提出問題，綜合分析和解決問題。因此，安全工程專業從課程設置、課程教學、實踐教學等幾個方面形成多學科交叉集成的模式是非常必要的，以適應現代工業的高速發展要求。

一、多學科交叉教學的必要性

隨著我國經濟建設和科技進步的高速發展，結構工程以及過程工業向著大型化、復雜化、高速化發展。故而安全工程專業的發展趨勢是專業方向越來越寬，專業知識的覆蓋面不斷擴大。為了使學生掌握安全工程專業的基本知識，教學過程中需要實施多學科交叉的教學，但現在普遍的情況是學生對各不同學科的學習是相對獨立的，缺少學科之間的聯系。學生學習、實踐往往局限在自己所學的學科范圍內，沒有突破學科之間的界限，形成有機的聯系。很多工程問題的解決不是靠單一學科能夠完成的，尤其是像安全工程專業，更需要學生具備多學科的知識。如何在學習中形成學科交叉、融合及協同效應，使學生掌握單一學科所不能具備的知識技能，是安全工程專業教學的一個重要內容。

一個現代復合型“安全工程”專業人才，應該具備怎樣的基本“知識結構”，是一個必須研究和解決的問題。知識結構的學習是動態的，它的合理性取決于它與行業及學科發展的適應性。在多學科交叉教學過程中，應將與安全工程專業相關的學科之間有機地結合在一起，使學生通過交叉學科的學習，提高理解問題、分析問題和解決問題的綜合能力。

二、課堂教學中融入交叉教學的理念

安全工程專業的課程設置是以設備安全、結構工程安全的基本單元為對象實施教學的。在實際應用中呈現的工程問題具有多種學科交叉、集成的特點，這就需要將過程設備、結構工程、制造、管理、檢測、設計等幾個方面進行交叉集成。但學生在專業知識學習中是按單向過程進行的，缺少橫向之間的聯系，如“安全設備工程學”的講授，涉及到工程力學、流體力學、斷裂力學、傳熱學、過程裝備設計、機械振動、金屬材料、特種設備、金屬焊接、專用軟件等課程，因此在課堂教學中，必須融入這些課程的基礎內容，進行貫通的交叉集成，這樣學生所掌握的安全設備工程學的知識結構不是零散的，是系統完整的、結合工程實際的。因此，在教學過程中需要進行課程之間必要的橫向結合，即知識的交叉集成。

從安全設備工程學的角度看，設備主要是由靜設備和動設備組成，涉及壓力容器、輸送機械、動力機械等。從單元裝置上看，這些單元過程的運行是互相影響和關聯的，某個設備的安全運行狀況直接關系到整個裝置的操作，也會影響到其他裝置的運行。操作參數的確定需要進行經濟和技術上的對比分析，要考慮設備的強度和安全性、檢測系統、設備管理等一系列多學科交叉問題。因此設備的安全運行操作、控制和管理教學應從多學科交叉的角度進行考慮。

三、在實踐教學中注重增加交叉學科的基礎理論內容

近年來，隨著工業生產的迅速發展和技術的進步，對生產安全的要求越來越嚴格，社會上用人單位對安全工程專業畢業生的知識能力、知識結構提出了新的要求，要求學生有較強的綜合實踐能力，尤其注重學生的創新能力。傳統的課堂教學只是讓學生掌握了書本上的基本知識，對于安全工程專業的學生來說，和實踐相差甚遠，要解決這一問題，只有通過必要的實踐教學環節來培養。對于安全工程專業的學生，金工實習、生產實習和畢業設計過程是培養學生應用能力最重要的實踐教學環節。

對于工科專業，實踐教學一般包括認識實習、課程設計、生產實習、畢業設計等幾個方面。生產實習是高校工科專業一項重要的實踐教學環節，是理論與實際相結合的有效方式。但隨著目前高等工科院校的專業發展，設置專業的方向越來越寬，專業知識的覆蓋面越來越大，向多學科交叉方向發展，過去的生產實習模式已經不能適應目前新形勢下的要求，存在的主要問題是專業實習不注意專業之間的結合和交叉，缺乏多學科之間的有效銜接。多數情況下仍然只是金工實習、工廠參觀等環節。安全工程專業在課程設計、生產實習、畢業設計等環節還沒有形成一套科學有效的多學科交叉實習的方法，難以滿足綜合型人才培養方案的實施，急需建立一個適用當前環境下的生產實習模式。實習內容應涵蓋安全工程專業的大部分專業課程，將安全設備制造、運行、監測、管理等交叉學科有機結合起來，使學生能夠成為理論—實踐—理論的高素質人才。

畢業設計是高等學校教學過程的一個重要環節，其目的在于綜合培養學生運用本科學習期間所學的基本理論、基本知識和基本技能，分析和解決工程實際問題的能力。畢業設計質量是衡量高等院校教育質量的重要指標。以往安全工程專業畢業設計往往只要求解決實際工程問題中與學生專業有關的一些問題，結合安全工程專業的發展及學科交叉的教學要求，畢業設計應該從系統工程上總體把握工程實際問題，多角度、系統地進行分析，運用交叉思維進行設計和研究。在多學科交叉綜合畢業設計過程中，將大課題分解為相關子題，一方面可以讓學生了解各個學科之間的銜接和過渡，融合多學科知識及了解目前科技的前沿動態，學生在完成本身子課題的同時，也了解大課題的總體結構和解決方法。使學生們認識到安全工程專業本身具有的學科交叉特點。畢業設計一定要能結合工程實際，使學生綜合運用多學科交叉的知識以及大工程概念。通過多學科交叉綜合畢業設計模式改革，將會有利于學科間滲透、融合和優勢互補，有利于培養高素質復合型的安全工程專業人才，增強學生對未來社會的適應性。這對師生雙方畢業設計環節都是一個挑戰。

四、結束語

安全工程學科內涵十分寬廣，其專業發展動力主要來自快速發展的裝備制造工藝，長期安全運行等對設備提出的更高要求，高新技術對安全設備技術提升的要求及國家對生產安全重視程度的提高。這些要求需要進行有效的學科交叉教學才能得到滿足，所以必須從工藝、裝備、控制等幾方面交叉結合。作為培養安全工程專業人才的教學部門，應根據安全工程學科發展的內在規律，重視有關工程力學、機械工程、動力工程、金屬材料、化學工程與裝備的基礎性研究，從教學的角度注意這些學科之間的交叉集成，并反映到教學實踐中，使學科交叉的教學過程走上科學、有序、健康、持續發展的軌道。加強工程基礎知識、設備安全基本理論、基本技能的訓練。在教學計劃的制定過程中，通過分析對比研究，優化課程設置，豐富教學內容，在學習同行先進經驗的前提下，盡量跟蹤學科前沿，正確把握安全工程學科發展方向，結合自身的專業優勢和特色，建立新的教學內容體系，多學科交叉，以適應安全工程專業培養復合型人才的需要。

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（責任編輯：劉輝）