校企深度融合下的“特種設(shè)備實(shí)驗(yàn)課”改革設(shè)計(jì)

王博 安宇 白大宇 彭瑩瑩 車琳 李玲玲

摘? 要：特種設(shè)備涵蓋種類多，課程理論知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)多且教材內(nèi)容較為單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，理論與實(shí)際難以結(jié)合，學(xué)生缺乏針對(duì)性指導(dǎo)和有效的科研實(shí)踐資源，實(shí)踐能力得不到提升。針對(duì)上述問題，哈爾濱理工大學(xué)通過以學(xué)生為重心，通過校企深度融合，圍繞黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目對(duì)“特種設(shè)備實(shí)驗(yàn)課”進(jìn)行改革。在老師的啟發(fā)性教授、針對(duì)性指導(dǎo)下，學(xué)生們自主討論，研究了基于移動(dòng)投影的叉車安全警示系統(tǒng)，解決了叉車運(yùn)行中容易發(fā)生事故的實(shí)際問題。同時(shí)激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng)新思維，鍛煉了學(xué)生們的實(shí)踐能力與動(dòng)手能力，也為其他專業(yè)課程改革設(shè)計(jì)指明了方向。

關(guān)鍵詞：校企深度融合;特種設(shè)備;叉車事故;移動(dòng)投影;安全警示

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）03-0135-03

Abstract： Special equipment covers a variety of types， theoretical knowledge and empirical knowledge of the curriculum are many， and the content of the textbook is relatively single， students'interest in learning is low， theory and practice are difficult to combine， students lack targeted guidance and effective resources for scientific research and practice， and their practical ability can not be improved. In view of the above problems， Harbin University of Technology has reformed the Experimental Course of Special Equipment around Heilongjiang College Students'Innovation and Entrepreneurship Training Program by focusing on students and deeply integrating schools and enterprises. Inspired by the teacher and directed by the students， the forklift safety warning system based on mobile projection is studied， which solves the practical problem of accident prone in the operation of forklift. At the same time， it stimulates students'innovative thinking， exercises students' practical ability and practical ability， and points out the direction of curriculum reform design for other specialties.

Keywords： School-enterprise deep integration; special equipment; forklift accident; mobile projection; safety warning

一、概述

隨著各行各業(yè)的發(fā)展，以及工程技術(shù)的不斷更新，特種設(shè)備的安全需求也不斷變高，由于特種設(shè)備發(fā)生事故造成的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失十分嚴(yán)重，從而引起社會(huì)的高度重視。為了保證安全生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，滿足向特種設(shè)備運(yùn)行定向輸出專業(yè)人才的需求，特種設(shè)備安全受到國(guó)家的高度重視。一方面，特種設(shè)備涵蓋設(shè)備種類多，包括鍋爐、壓力容器、壓力管道、場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛等，具有綜合性、多類設(shè)備交叉及涉及行業(yè)范圍廣的特點(diǎn)，是一個(gè)涉及面較廣的課程。特種設(shè)備具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、工程性、技術(shù)性，要求學(xué)生具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，解決人、設(shè)備、環(huán)境等復(fù)雜的實(shí)際問題。另一方面，新工藝、新裝備、新材料、新技術(shù)、新能源廣泛應(yīng)用，新業(yè)態(tài)大量涌現(xiàn)，增加了事故成因的數(shù)量，復(fù)合型事故有所增多，對(duì)特種設(shè)備課程理解與實(shí)踐運(yùn)用提出了更高的要求。因此，特種設(shè)備課程教學(xué)質(zhì)量亟待提升，需要更多的創(chuàng)新與實(shí)踐性。

二、特種設(shè)備課程現(xiàn)狀分析

（一）課程選用教材較少，內(nèi)容較為單一

選用教材多為已經(jīng)出版的通用教材，隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)、材料、設(shè)備以及能源的不斷發(fā)展，多數(shù)教材出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，根本滿足不了社會(huì)發(fā)展需要。特種設(shè)備涉及領(lǐng)域廣、包含設(shè)備種類繁多，課程規(guī)定性和經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)較多，造成了課程基礎(chǔ)概念多、理論學(xué)習(xí)雜的現(xiàn)象。因此，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，為滿足課程的廣度，導(dǎo)致課程拓展深度不足，學(xué)生疲于記憶理論知識(shí)，難以進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

（二）教學(xué)方法單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

目前，高校現(xiàn)有的教學(xué)方法仍是以講授為主，教師在講課過程中多數(shù)采用板書和PPT結(jié)合進(jìn)行講解，內(nèi)容多數(shù)為理論知識(shí)，實(shí)踐能力完全得不到提升，且受學(xué)時(shí)限制以及學(xué)習(xí)設(shè)備種類多，不能通透學(xué)習(xí)課程，再加上教學(xué)模式問題導(dǎo)致教師與學(xué)生之間知識(shí)有效轉(zhuǎn)化率低，大大消減學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而形成惡性循環(huán)，知識(shí)有效轉(zhuǎn)化率更低。

（三）學(xué)生實(shí)踐能力不強(qiáng)，課程認(rèn)知較為模糊

學(xué)生實(shí)踐能力普遍不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課程大多在學(xué)校完成，且形式大多為將學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生自行擬定研究特種設(shè)備題目，小組上網(wǎng)查閱題目的多方面信息進(jìn)行演講，這種方法缺乏思考，實(shí)踐能力完全得不到培養(yǎng)。特種設(shè)備涉及行業(yè)領(lǐng)域多，理論知識(shí)廣而淺，又受實(shí)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)的限制，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際操作中存在完全不會(huì)、不敢的現(xiàn)象，獨(dú)立工作能力差。對(duì)于課程知識(shí)的了解程度還不夠，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于此門課程認(rèn)知不清、方向困惑、學(xué)習(xí)乏力、興趣減弱等現(xiàn)象。

（四）實(shí)踐資源提供不足，學(xué)生缺乏針對(duì)性指導(dǎo)

各高校相關(guān)專業(yè)普遍設(shè)置有實(shí)驗(yàn)室，但基于特種設(shè)備的特殊性在實(shí)驗(yàn)室根本完成不了實(shí)驗(yàn)的最終目的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容幾乎全是依靠模型完成，也起不到鍛煉實(shí)踐能力的目的。除此之外，還會(huì)有課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)知實(shí)習(xí)等實(shí)踐性課程，但課程內(nèi)容零散，相互聯(lián)系不足，實(shí)際應(yīng)用效果較差，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解依然不透徹。且在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生缺乏針對(duì)性指導(dǎo)，設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力難以得到提升。

三、校企深度融合下的課程改革設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)課改革設(shè)計(jì)方案

針對(duì)上述問題，哈爾濱理工大學(xué)以特種設(shè)備實(shí)驗(yàn)課為基礎(chǔ)，運(yùn)用校企深度融合理念，打造創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)課。將專業(yè)課理論知識(shí)、概念性記憶、經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)課中，企業(yè)提供學(xué)生實(shí)驗(yàn)課場(chǎng)地及實(shí)驗(yàn)裝置，為學(xué)生提供多個(gè)科研實(shí)踐項(xiàng)目，由學(xué)生自由分組，在實(shí)驗(yàn)課前收集實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)資料，項(xiàng)目整體思路設(shè)計(jì)、研發(fā)、制作等工作。在實(shí)驗(yàn)過程中，老師和企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人根據(jù)各組項(xiàng)目的進(jìn)展情況進(jìn)行專業(yè)性、系統(tǒng)性、針對(duì)性指導(dǎo)和問題解答，在學(xué)生實(shí)踐操作過程中進(jìn)行互動(dòng)和問題探討，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新性思維，由此來(lái)鞏固理論性知識(shí)和知識(shí)有效轉(zhuǎn)化率，也能通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力。以實(shí)驗(yàn)科研項(xiàng)目為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，著力模擬專業(yè)工程實(shí)踐以期解決真實(shí)問題[6]，在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的同時(shí)，推進(jìn)科學(xué)研究，有效利用科研與實(shí)踐資源。總體設(shè)計(jì)方案流程如圖1所示。

（二）教學(xué)案例

1. 解決目標(biāo)

哈爾濱理工大學(xué)依托于黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，在校企深度融合下的“特種設(shè)備實(shí)驗(yàn)課”中，組織本科二年級(jí)的安全工程專業(yè)學(xué)生，利用特種設(shè)備、機(jī)械安全等專業(yè)知識(shí)解決叉車運(yùn)行過程中造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的實(shí)際問題。

2. 背景分析

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)正迅猛發(fā)展，叉車已成為現(xiàn)代物流領(lǐng)域最常見的裝卸搬運(yùn)工具，廣泛應(yīng)用于車站、港口、機(jī)場(chǎng)、工廠、倉(cāng)庫(kù)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)部門，是物料搬運(yùn)設(shè)備中的主力軍。隨著叉車的迅速增多，加之在實(shí)際生產(chǎn)中的使用不當(dāng)，發(fā)生的人身傷亡事故與日俱增。叉車作業(yè)場(chǎng)所相對(duì)狹窄，流動(dòng)人員多，由于叉車的自身特點(diǎn)，駕駛員視野范圍有限，很容易造成事故。如圖2數(shù)據(jù)表明，超過70%的叉車事故都與人有關(guān)，44%的事故也是發(fā)生在行駛過程中。如何避免在叉車運(yùn)行過程中造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失已經(jīng)成為企業(yè)和社會(huì)高度關(guān)注的問題。

3. 研究方向確定

鑒于叉車在運(yùn)行過程中容易發(fā)生安全事故，為了滿足人們安全生產(chǎn)生活的需求，要發(fā)明創(chuàng)造出一種讓人能夠清楚知道人與叉車安全距離的裝置，且該裝置能夠讓行人及時(shí)的看到叉車的運(yùn)行，有足夠的距離和時(shí)間來(lái)做出反應(yīng)，有效的提高叉車運(yùn)行過程中的安全性，保護(hù)作業(yè)場(chǎng)所流動(dòng)人員的安全，彌補(bǔ)司機(jī)視野受限的缺憾等問題。

4. 問題探討

確定了研究路線之后，學(xué)生們認(rèn)為確定安全距離的介質(zhì)要顯而易見，能夠直觀提醒工作人員，以及考慮到現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的影響，最終將光作為區(qū)別安全與危險(xiǎn)區(qū)域的介質(zhì)。在課堂上，基于學(xué)生們的解決方案，老師進(jìn)行了針對(duì)性的指導(dǎo)，并提出自己的建議供學(xué)生參考。通過啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，來(lái)幫助學(xué)生繼續(xù)研究。最終學(xué)生們確定了利用移動(dòng)投影技術(shù)，將帶有安全標(biāo)志的光投射到地面，提醒工作人員危險(xiǎn)區(qū)域。

5. 成果展示

通過以學(xué)生為重心的校企深度融合下的實(shí)驗(yàn)課，圍繞黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，在老師的啟發(fā)性教授、針對(duì)性指導(dǎo)下，學(xué)生們自主討論，研究了基于移動(dòng)投影的叉車安全警示系統(tǒng)，以解決叉車運(yùn)行過程中造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的實(shí)際問題。

（1）基于移動(dòng)投影的叉車安全警示系統(tǒng)

學(xué)生基于對(duì)叉車事故的事故原因進(jìn)行全面分析，針對(duì)叉車自身及在運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生事故類型，以及事故原因的不同情況下，利用現(xiàn)存的移動(dòng)投影技術(shù)獲得叉車必要的安全警示作用，利用單片機(jī)和傳感器技術(shù)獲得聲光報(bào)警功能，使叉車在運(yùn)行過程中的安全性和本質(zhì)安全化得到大幅度的提升。其組成主要包括投影裝置、報(bào)警器、電源開關(guān)。系統(tǒng)整體示意圖如圖3所示。

（2）投影裝置

一種用于防護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員及叉車操作人員的安全標(biāo)志投影裝置，其組成包括：透鏡、光束儀、安全標(biāo)志圖像插片組。透鏡的作用是變化光線之方向和控制配光分布情形等，光束儀是光源的發(fā)生裝置，是整套裝置起始部分，安全標(biāo)志圖像插片組是具有標(biāo)志性的投影圖案，從直觀上給人警覺信息。結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（3）報(bào)警器

報(bào)警器包括報(bào)警主機(jī)、超聲波距離傳感器和非接觸式紅外溫度傳感器。報(bào)警主機(jī)與電源連接，接收?qǐng)?bào)警信號(hào)并啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器，所述的超聲波距離傳感器與電源和報(bào)警主機(jī)連接，當(dāng)有人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，超聲波探測(cè)距離發(fā)生改變，啟動(dòng)報(bào)警主機(jī)。

四、教學(xué)成果反饋

通過收集學(xué)生的反饋意見，參考企業(yè)實(shí)際操作人員的運(yùn)用，本課程得到了學(xué)生們的一致好評(píng)。在老師專業(yè)、針對(duì)性指導(dǎo)下，學(xué)生們提高了創(chuàng)新思維，鍛煉了實(shí)踐能力與動(dòng)手能力，加強(qiáng)了對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解。同時(shí)真正做到學(xué)以致用，將工作過程中的慣性問題運(yùn)用理論知識(shí)解決，真正解決了工作人員的安全防護(hù)問題。除此之外，該項(xiàng)目也完成了科技成果轉(zhuǎn)化，成功申請(qǐng)了兩項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利。“特種設(shè)備實(shí)驗(yàn)課”改革的成功，也為我校其他專業(yè)課程改革設(shè)計(jì)指明了方向。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過校企深度融合下的“特種設(shè)備實(shí)驗(yàn)課”改革，教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生興趣、實(shí)踐能力等都有明顯改變，以解決叉車事故實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，學(xué)生自由分組討論，再由老師與企業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)，最后給出方案解決叉車事故問題。將學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐能力相結(jié)合，鍛煉了動(dòng)手能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自主性，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化。同時(shí)，為其他專業(yè)課程的教學(xué)改革設(shè)計(jì)指明了方向，也為向社會(huì)輸送了大量復(fù)合應(yīng)用型人才奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳君.現(xiàn)代物流叉車常見事故分析與防范[J].物流工程與管理，2016，38（09）：141-142.

[2]王保凱.特種設(shè)備事故預(yù)防研究[D].山東大學(xué)，2012.

[3]戚月娣.特種設(shè)備安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2014，30（05）：6-9.

[4]段雅麗.中國(guó)叉車制造業(yè)成長(zhǎng)中的思考[J].物流技術(shù)（裝備版），2012（06）：5.

[5]馬珂，陳曼.我國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].中外企業(yè)家，2014（20）：116.