“安全系統工程”課程教學內容優化與教學方法改革探究＊

郭超超，李玉佩，趙慧冰

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

近些年，隨著社會經濟的快速發展導致安全問題愈發凸顯，社會急需大批專業安全人員開展安全培訓、安全評價以及安全管理工作，因此開設安全工程類專業院校數量呈現快速增長趨勢，目前國內有近200所院校開設有安全工程專業，且大多數高校開設有“安全系統工程”。隨著各行業開始重視安全生產，安全工程專業也從最初依附于礦業工程學科下，到現在作為獨立學科，安全工程專業發展異常迅猛[1]。而“安全系統工程”作為一門重要的安全工程專業核心課程，是安全科學中最重要的理論課程，是學生形成安全思維和系統思維的重要載體[2]。課程從系統角度出發，以生產工藝單元為研究對象，重要講授系統安全定性分析、系統安全定量分析、系統安全評價、系統安全預測與決策等內容。該課程可為后續本專業其他專業課的學習奠定基礎，如后期學習的安全學原理、安全評價、安全管理學、安全心理學等學科，同時該課程不僅為安全工程專業學生在將來從事本專業的科研、安全管理和安全工程技術等工作提供理論指導，同時該課程作為大多數開設有安全工程專業院校研究生入學考試的專業課更突顯其重要地位。

和其他課程相似，在教學過程中，教師往往要面對如何利用有限的學時來拓展和深化教學內容，提高學生的學習積極性，克服實踐經驗缺乏的問題。為此，很多專業教師針對本課程教學改革進行了廣泛、深入的探索，并取得了一系列切實有效的教改措施，如宋曉艷等[3]提出將項目教學法應用于安全系統工程專業課教學過程中，以此來提高在專業課教學質量，從而增加學生實踐經驗；王凱等[4]對“安全系統工程”實訓教學模式進行研究與探索；孫曉元等[5]提出構建基于“互聯網+”的“線上”+“線下”混合式教學模式。但是，如何科學地改進本課程的教學過程，確保達成培養目標仍將是該課程在今后一段時間內的目標和研究內容。

1 教材選取及教學內容改革

1.1 教材選取

雖然目前“安全系統工程”教材很多，但是大多教材將注意力放在了事故多發的煤礦、建筑、化工等安全問題上，而忽視了民航同樣需要安全系統工程作為安全管理的支撐，安全系統工程的研究內容廣泛，并且注重理論和實踐相結合，但是對全國高校使用的“安全系統工程”教材調研發現，大多數教材的內容體系滯后于安全發展動態，而且在一定程度脫離了工程實際應用。眾所周知教材質量影響教學效果，因此在挑選教材時要認真考慮本專業的人才培養目標。安陽工學院安全工程專業下設于飛行學院，依托“航空背景”畢業生主要就業方向為航空公司、機場等企業。故需要培養一批掌握安全工程技術、安全管理等理論知識和專業技術能力的高素質應用型人才。通過對比分析不同教材的內容、特點、教學目標，結合安陽工學院安全工程專業的特色，選擇了“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材、高等教育安全科學與工程類系列規劃教材，由機械工業出版社出版的《安全系統工程》（主編為徐志勝、姜學鵬）為課程教材，并選擇了2本教材作為參考用書。

1.2 教學內容改革

“安全系統工程”中涉及的概念、方法較多，尤其是與多學科的交叉性導致學生在學習過程中學習效果差、理解不透徹的問題，現將該課程教學內容進行適當改革，具體如下。

在整個“安全系統工程”教學過程中需要用到布爾代數、概率論、運籌學、模糊數學等數學知識，故需要提高學生數學功底，因此將該課程放在了二年級第一學期。同時該課程又是其他安全工程專業課的基礎課程，在整個安全專業學習中具有重要地位，但是該課程中的部分內容與其他安全工程專業課程存在部分重復現象，如與“安全管理學”“安全評價”等課程。因此要與其他任課教師提前做好溝通，合理分配和規劃課程進度和學時，避免出現重復講解從而導致學生降低學習興趣。

針對安陽工學院安全工程專業具有航空背景的特點，并結合畢業生工作情況，對課程內容進行適當調整和更新。目前與安全緊密相關的執業資格考試主要有注冊安全工程師、安全評價師、消防工程師考試，依據行業特點增加安全評價和安全預測方面的教學實踐活動，并增加“綜合安全評價”方面的教學內容。“安全系統工程”中介紹的事故樹、預先危險性分析、危險性與可操作性研究、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論文的撰寫中，因此也要在講授過程中將此部分內容作為重點進行講解。在系統安全定性和定量分析和系統安全評價章節中，引入層次分析法和風險指數評價法，該分析方法簡單有效，能夠讓學生在短時間內體會到分析方法對于分析問題解決問題的重要性。在利用事故樹分析法時可以選用一些國內外發生的民航事故作為素材進行實際演練，例如對中國曾發生過的伊春空難進行分析，提高學生觸類旁通的能力，也為將來進入民航系統做好準備。

在教學內容中融入課程設計，利用行業背景和學校實際情況讓學生對加油站、公寓樓、食堂以及航空公司等進行安全評價，在實際的安全評價過程中體會安全評價的思想及方法，讓學生得到實戰的機會。為保證課程設計質量，避免流于形式，采用6人為一組，自主選擇感興趣的課題進行調研完成安全評價報告，在完成課程設計后分小組上臺進行講解并答辯，組成由2～3名教師組成考核小組，在學生講解過程中現場提問題并給出評價建議，不僅能夠保證課程設計質量，而且也為學生的后續學習提供思維指導。

2 教學方法改革

2.1 強化課程地位，挖掘課程深度

在首次課堂上就要讓學生了解“安全系統工程”在安全工程專業中的地位：①該課程是安全工程專業的基礎課程，是學習其他專業課的基礎；②該課程是絕大多數高校安全工程專業研究生入學考試專業課；③該課程是學生畢業后工作應用最多而且最實用的課程；④該課程也是二級建造師、注冊安全工程師、消防工程師等資格考試的考試內容之一。在實際教學過程中，不僅讓學生掌握課本中的基礎知識，而且要主動將相關的考研試題和安全專業執業資格類考試試題融入到課程教學中。在講授系統安全定量分析——事故樹分析中，繪制事故樹是其中的重點和難點，在繪制事故樹時引進一些事故樹分析軟件如FreeFta、CAFTA、EasyDraw等。通過應用軟件，可以非常方便地選取各種邏輯門和事件符號，快速繪制事故樹，并通過相應的功能模塊實現快速求解最小割集、最小徑集、頂上事件發生概率等。通過該軟件的引入提高學生對軟件的認識，深度理解事故樹在實際應用時的作用。在講授過程中，讓學生深刻理解該門課程是如何具體應用以及如何出題的，更加能夠提高學生的學習主動性和積極性。

2.2 采用“理論-實驗”教學模式

多數學校認為“安全系統工程”作為一門理論性極強的課程沒必要做實驗，但實際上“安全系統工程”內容抽象，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算機工具作為輔助。“安全系統工程”課程中重點是對安全問題進行安全評價、可靠性分析和安全預測，但是其中用到的算法較為復雜，需要對數據進行各種處理和計算，這個過程很難通過人工去手動解決。因此讓學生掌握一門計算機語言提高學生解決問題能力愈加重要。故安陽工學院為加強學生知識遷移能力和動手能力，設置了8個學時的實驗課，在實驗課開始前先由教師講授該方法的特點和適用范圍，后半部分則讓學生用具體方法解決實際問題，在利用上述分析方法時引入MATLAB軟件的學習，可以很大程度上提高學生動手能力和思維能力。選用MATLAB軟件可以方便實現各種計算，并且該軟件已經成為數學類科技應用軟件中的翹楚，不僅能夠解決“安全系統工程”中涉及到的算法問題，而且對其他專業的學習也起到了促進作用。

2.3 強化“案例教學”模式，激發學生興趣

提高教學效果的關鍵在于提高學習興趣，讓學生能夠體會到“安全系統工程”會在未來工作中起到重要作用，從而激發學生求知欲。針對“安全系統工程”中存在非常多的概念和原理，在講授過程中學生往往會走神導致注意力難以集中，并會感覺枯燥。為解決上述問題，首先在講授定量安全評價方法——事故樹時，可以通過不斷提出新問題激發學生求知欲，引導學生從自身特點出發，提高學生發現并解決身邊問題的能力。而且可以在教學過程中強化“案例教學”。在案例教學中可針對網絡平臺上發布的某一安全事故的調查報告，引導學生自己調查分析事故，確定要分析的頂上事件，調查事故發生原因，繪制事故樹，并對事故開展定性和定量分析。在完成事故樹分析后，選擇部分學生進行分享，大家共同參與、集體探討事故樹編制并分析是否合理，在提高教學教學效果的同時使學生真正掌握事故樹分析方法[6]。結合專業特色，可以選用一些國內外發生的民航事故作為素材進行實際演練，例如對中國曾發生過的伊春空難進行分析，提高學生觸類旁通的能力，也為將來進入民航系統做準備。

2.4 借鑒國內外最新安全理論和技術發展，深入了解安全工程專業

重點關注國內外最近的安全理論和技術發展，通過閱讀《中國安全科學學報》《安全與環境學報》《中國安全生產科學技術》等國內期刊，《Safety Science》《Reliability Engineering and System Safety》等國際期刊，開闊學生視野。定期組織討論和翻譯相關文獻，培養學生自主研究和解決問題的能力。對于社會上發生的特別重大安全生產事故、行業的法律法規、標準規范等知識要做到及時更新，讓學生及時了解國內外最新的安全發展趨勢和現狀，從而使本課程與實際結合得更加緊密。

2.5 開展應急演練評估教學

依托航空安全與應急管理國際聯合實驗室，結合安全系統工程教學內容和學院航空特色背景，進行民航客艙應急疏散演練評估教學。安陽工學院的聯合實驗室擁有B737、塞斯納172實訓飛機等設備。利用B737飛機組織學生開展應急疏散演練，在實際演練中讓學生掌握應急演練評估的程序、內容，真切地感知應急演練的重要性。

同時可以利用B737飛機客艙為研究對象，讓學生利用數值模擬軟件對其進行仿真模擬，模擬其火災危險性和乘客在疏散過程中是否能夠安全疏散。多角度、多維度地使學生掌握該部分內容。

2.6 依據“成果導向”，注重效果考察

“成果導向”理念所追求的結果是階段性的累加，而非終極性[7]。對于“安全系統工程”的課程評價不能再沿用單一的總結性評價，而應以形成性評價為主并輔以多種形式的其他評價方式。“安全系統工程”非常注重實踐，因此單純的閉卷考試并不能客觀地評價學生對于知識的掌握情況和運用能力。因此針對不同的學習階段應采用不同的考核形式，并依據考核結果調整教學方法。例如，可以對學生進行階段訓練、綜合訓練等多方面評估，不在僅以一張考卷評判學生對知識的掌握情況。

3 教學形式改革

由于“安全系統工程”內容涉及很多的概念和原理，并且在系統分析中有數十個分析方法，導致內容稍顯枯燥，如何提高學生學習積極性和主動性成為關鍵。筆者認為在教學過程中應以學生為中心，教師為輔助，從而保障學生的學習效率。根據該課程特點可以采用高效的教學形式。

3.1 分組討論與訓練

“安全系統工程”中有多個定性和定量分析方法，由于不同方法有不同特點，因此適用性也存在明顯差別。因此在講解該部分內容時，可以利用上課時間給學生講解不同評價方法特點及適用對象，在講解完畢后給學生留出答疑時間。當學生都認為講解的內容沒有疑問后布置作業，讓學生自由組成學習小組，圍繞自己感興趣的內容運用學到的方法解決存在的問題。在實際解決問題時可能存在針對相同的研究對象不同學生選擇了不同的方法，屆時可以分組討論選擇的方法是否可行、合理、有效等，從而啟發學生思考。

3.2 構建立體化教學形式

學生能否有效聽講、有效學習，教師的教學形式具有舉足輕重的地位。就目前教學環境來講，教師需打破以講課為主的教學模式。可以多渠道、多層次、多方位立體地開展教學工作，具體模式如下：①采用提問式教學。在每節課末設置3～6個課程重點知識，在下節課初隨機對學生進行提問回答，可以有效提高學生學習效率。②采用啟發式討論法教學。對于學生理解難度較大的內容，可以采用巧妙的提問方式激發學生思考，有序組織學生討論。③采用學生講授法。對于難度較低內容，可組織學生提前準備素材、做課件，讓其上臺講授，這種模式可以極大地激發學生學習熱情，而且可以多方位綜合提高學習效果。