混合式教學在安全系統工程中的應用模式研究

孫曉元　李俊吉　謝建林

摘要：為實現利用較少學時來豐富教學內容、改善教學質量、革新教學方法和提升教學效率的基本目標，文章以安全系統工程這一核心課程為研究對象，通過梳理課程脈絡結構、分析理論知識體系、調研學生期望與社會需求等環節，初步構建了基于“互聯網+”的“線上”+“線下”混合式教學模式。實證研究表明，混合式教學模式的應用有助于提升教學質量，增強學習效果，并為教學目標的達成和人才培養的實現提供有力支撐。

關鍵詞：安全系統工程;混合式教學;教育教學改革;實證分析

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

安全系統工程作為安全工程的核心課程，既是本科專業教學體系中的關鍵環節，又是國內絕大多數高等院校安全學科研究生考試的指定科目，為專業人才培養和學科發展建設發揮著重要支撐作用。同時，安全系統工程具有學科集成交叉、課程體系龐大、知識結構復雜、內容涉及廣泛、現場結合緊密和邏輯思維抽象的典型特點，需要學生具有豐富的知識儲備、縝密的邏輯推理、嚴格的數學推導、敏銳的問題分析和合理的對策提出等綜合能力，對教學方式方法、教師業務水平和教育質量管理都提出了相當高的要求。單純依靠“一塊黑板、一支粉筆”灌注式的傳統講授方法往往難以突破教學目標不明確、學生知識掌握不牢固、思維訓練不全面和工程應用不深入的瓶頸[1]。因此，國內外學者對該課程的講授方法進行了系統研究和探討，也構建了諸如事故案例法[2-3]、立體化教學[4]、做中學（Learning By Doing）[5]、基于問題學習（PBL）[6]、翻轉課堂[7]、換位式互動[8]等一系列有建設性的教學模式。

與此同時，依據《教育部關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》（教高函〔2018〕8號）文件精神，重點課程難度、深度和挑戰度將會進一步提升。作為安全工程的主干課程，安全系統工程所肩負的專業考核責任與人才培養使命將更為重大。在諸多高校全力提升實踐環節權重，大幅壓縮課堂教學時長的背景下，如何使安全系統工程在較短時間內有效達成教學目標，切實提高教學質量，已成為廣大安全工程專業開設院校亟須探討的重點課題。基于上述現狀，太原科技大學安全工程教學研究組（以下簡稱“教研組”）聚焦教育教學方法改革，結合安全系統工程課程特點、知識脈絡與主要內容，借鑒相關經驗，打造了基于“互聯網+”的混合式教學模式，取得了良好的應用效果。

一、基于“互聯網+”的混合式教學模式特點

Garrison和Vaughan將混合式教學定義為“能將面對面和線上學習有機互補地結合在一起的方法和技術”[9]。馮曉英教授[10]從物理維度與教學維度出發，將混合式教學的演化進程劃分為“技術應用”“技術整合”和“互聯網+”三個階段。在“互聯網+”階段，Wasoh F.將其界定為“基于移動互聯設備、網絡學習環境和課堂教學的統一情景”[11]。實際上，混合式教學方式是一種融合“互聯網+”在線教學和傳統教學優勢的“線上”+“線下”教學模式，其突出特點是“線上有資源、線下有活動、過程有評估、考核有依據”。通過線上資源的整合和系統平臺的搭建，使學生通過學習完成結構脈絡梳理、基礎知識儲備、事故案例解讀、重點難點剖析等內容，并對線上所學到的知識進行總結和反饋，帶著豐富的基礎知識和關注的疑難問題進入課堂;線下學習以課堂講授為主，但打破了傳統“老師講、學生聽”的模式藩籬[12]，以精心設計的多媒體教學和互動式教學為主，本著“學生為主，教師為輔”的教育宗旨，學生已經掌握的知識點僅做簡要總結，而線上反饋回的重點難題和共性問題則著重解答，同時利用小組討論、師生交流的啟發性教學方式鞏固知識。需要指出的是，無論是線上還是線下學習，都需要加強過程控制，借助合理手段對知識掌握能力進行實時評估，使學生和教師都準確了解學習效果和學習進度。

二、基于“互聯網+”的混合式教學模式優勢

1.突出課外教學，打破傳統安全系統工程“教師講、學生聽、考前背、考后忘”被動式教學的固有模式，實現“課前充分預習，課中互動研討，課后積極應用”的教學宗旨。

2.改良認知方式，實現知識傳授的關口前移和知識內化的漸進演變。

3.革新教學流程，實現由“先教后學”向“先學后教”的模式轉化[13]。

4.翻轉考核模式，實現由“閉卷考試一統天下”向“多樣化、綜合化、差異化”的評估模式轉變。

5.轉化師生角色，實現由“教師單向灌輸、學生被動接受”向“學生自主學習、教師答疑解惑”的主體角色轉換。

三、基于“互聯網+”的混合式教學模式建立

基于“互聯網+”的混合式教學模式特點，針對安全系統工程的知識分布與結構脈絡，教研組提出了相應的課程體系框架，主要涵蓋以下四大環節的內容。

（一）課程結構系統分析

深入剖析安全系統工程的學科體系與課程特點，梳理知識脈絡，研究課程重點、難點、熱點、盲點、考點與交叉點，系統探討課程結構，為后續研究奠定基礎。

（二）課程需求現場調研

采用課堂交流、小組研討、問卷調查、社會訪談和樣本分析的方法，了解學生對前序知識的掌握情況，結合學生期望（內部參照）和社會需求（外部參照）整合線上資源收集和線下教師備課的重點內容，利用數理分析、統計分析、模塊分析和量化分析的方式構建課程需求清單。

（三）混合式教學平臺搭建

結合課程體系和課程需求，利用大數據、云計算和“互聯網+”技術建立混合式教學平臺，融合文本、數據、圖像、音頻和視頻多元數據，實現學習時間自主化、學習地點多樣化、學習媒介智能化、學習步調差異化和學習內容選擇化的教學功能。

（四）教學成果實證分析

良好的教學模式需要因材施教，針對不同層次的學生設計不同的線上教學方案，使學生結合自身能力與實際水平，自主調整學習進度，及時反饋學習效果，配合線下教學查漏補缺，最終達到“看得懂、記得牢、想得到、用得好”的教學目標，實現真正的差異化教學和針對性教學。

需要明確的是，上述四大環節并非完全割裂，而是有機聯系在一起。以實證環節為例，核心在于構建科學、合理、可行的教學評估方法，依據學生知識掌握程度和學習進度效果進行綜合化考評。若最終結果在滿意區間，則進一步實施與適當完善。若尚未滿足考核要求，則需要反饋于前三個環節，從中分析問題產生的根源，改進修正與優化創新，直至符合要求為止。

四、基于“互聯網+”的混合式教學模式實施過程

為提高混合式教學的針對性與時效性，圖2對當前通行教材安全系統工程[14-15]的知識分布情況進行了梳理。從圖中可以看出，全書涵蓋緒論、事故致因理論、系統安全分析、系統安全評價與系統安全控制等五個模塊，課程脈絡清晰，章節結合緊密。緒論部分聚焦安全系統工程的基本理念，闡明了安全、本質安全、系統、系統工程的定義和屬性，在此基礎上界定了安全系統工程的整體概念、研究對象、研究內容與應用特點。第二章系統回顧了事故致因理論的主要內涵，目的在于揭示事故本質規律，指明事故預防方向，引導事故調查處理。其中多米諾骨牌理論、系統理論、軌跡交叉論和能量轉移理論既是課堂講授的重點，也是各大高校安全工程研究生考試的熱點。

與前兩章相比，安全系統工程后續三章對學生全面理解知識與靈活應用能力提出了更高的要求。在工程實踐中，系統安全分析是前提，系統安全評價是橋梁，系統安全控制是目的。首先通過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認識系統現狀，從中發現危險源與事故隱患，為后續研究奠定基礎;繼而利用安全評價手段將定量化的系統現狀、風險率或危害度與安全標準進行對比，提出相應的改進方案;最終通過決策過程，進行方案比選，從安全性、經濟性、社會性等維度確立合理措施。顯然，系統安全分析是問題研究的出發點，系統安全評價是研究進行的著力點，系統安全控制則是實施方案的落腳點，三者是一脈相承的。

針對上述知識點的分布情況，結合培養方案和教學大綱要求，教研組設計了課時分配方案，如下表所示。

由上表可知，安全系統工程的教學進程與教材[14]的章節編排并非完全同步，這一現象在第三章系統安全分析中體現得尤為顯著，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，系統安全評價部分中的道化學、系統安全控制部分中的決策樹也作為關鍵章節，在線上教學中增設了習題講解環節與專題研討課程。

五、基于“互聯網+”的混合式教學模式實證分析

自2015年太原科技大學安全系統工程混合式教學模式實施以來，學生成績穩步提升。由圖3可知，成績位于優良分段（≥80分）的比例由14.28%上升至53.24%，不及格學生（<60分）占比則由12.99%下降至1.29%。由此同時，授課教師反映學生對基本概念的理解能力和核心問題的掌握能力也顯著提升，教學相長的良好態勢已基本形成。

需要指出的是，在安全系統工程的評估體系之中，受授課教師水平、課程進度安排、考題難易程度等多重因素的影響，單純以期末考試成績的高低來衡量混合式教學實施的優劣是較為片面的。在太原科技大學安全專業的培養方案與教學大綱中，處于關鍵地位的安全系統工程與諸多課程均有關聯，需輔以課程設計來達成教學目標。與此同時，安全系統工程也是國內絕大多數高等院校安全學科研究生考試的指定科目，更是安全學科實踐環節和畢業生就業能力評估的核心與基礎。因此，安全系統工程的課程實證分析應該是多層次多環節多維度的，其考核分析應貫穿于學生的課內學習、課外實踐與升學就業始終，教研組基于“互聯網+”的混合式教學模式實證分析體系也在逐步健全與完善。

六、結束語

為解決當前安全系統工程課程體系龐大、知識結構復雜和課堂效率有限、學時編排緊張之間的突出矛盾，本文利用“互聯網+”優勢，從多角度初步構建了“線上”+“線下”的混合式教學模式。隨著線上課程學時的持續增加和內容的不斷豐富，基于“互聯網+”的混合式教學模式將在安全系統工程中日益完善，可有效拓寬學生知識覆蓋面，激發學生學習主動性，更好地掌握核心內容，提高工程實踐應用能力。本次課程改革取得了良好效果，為混合式教學在其他課程中的推廣和應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

資助項目：太原科技大學教學改革與研究項目“混合式教學在安全系統工程中的應用模式研究”（項目編號：201848）、“地方高校網絡資源建設與應用研究”（項目編號：201870）和山西省高等學校教學改革創新項目“工程教育專業認證背景下的安全工程專業特色教育研究與實踐”（項目編號：J2019130）

作者簡介：孫曉元（1987-），男，講師、博士，主要從事安全工程教學研究;李俊吉（1982-），男，副教授、博士，主要從事計算機專業教學研究;謝建林（1978-），男，副教授、博士，主要從事安全工程教學研究。