基于“五結(jié)合法”的工業(yè)安全教學(xué)改革與實踐

宋 珂,楊林豐,盧 嫻

(華南理工大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院,廣東 廣州 510640)

“工程訓(xùn)練”是在原有以機械制造為主的金工實習(xí)課程基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的一門綜合性實踐課,主要涵蓋傳統(tǒng)機加工、數(shù)控加工、特種加工、熱加工、機電控制、機器人等方面的實踐教學(xué)內(nèi)容,課程體系相對完善,為學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)起到了積極作用[1-3]。其中基礎(chǔ)工程訓(xùn)練環(huán)節(jié)是面向全校工科專業(yè)學(xué)生開展的公共基礎(chǔ)課,在教學(xué)過程中主要通過項目教學(xué)的方式完成對學(xué)生基本技能和相關(guān)理論的實訓(xùn),項目教學(xué)質(zhì)量的高低,在一定程度上決定工程訓(xùn)練教學(xué)的質(zhì)量[4-5]。本文以“工程訓(xùn)練”課程中的工業(yè)安全實訓(xùn)課程為例,依據(jù)華南理工大學(xué)“工程訓(xùn)練”課程的項目訓(xùn)練教學(xué)要求,并結(jié)合當(dāng)前新工科教學(xué)和課程思政的要求,對該項目的課程教學(xué)方法和內(nèi)容進行了教學(xué)改革和實踐探索。

1 工業(yè)安全課程介紹

“工程訓(xùn)練”課程是面向各專業(yè)本科生開設(shè)的一門以工程實踐教育和工程文化體驗為主要內(nèi)容、以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識為主要目標(biāo)的實踐型課程,它具有勞動性、通識性、綜合性和跨學(xué)科性等特征[6]。在“工程訓(xùn)練”教學(xué)過程中,傳統(tǒng)的安全教育方法是案例的講解和各種注意事項、安全法律條例的宣講,這種教學(xué)模式很容易枯燥乏味,學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏學(xué)習(xí)自主性和目的性,因此有必要進行教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改革。

2 工業(yè)安全教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 實訓(xùn)場地與設(shè)備的限制

由于實訓(xùn)場地、儀器設(shè)備數(shù)量的限制,目前有心肺復(fù)蘇假人兩臺,VR(virtual reality,虛擬現(xiàn)實)仿真設(shè)備兩臺,學(xué)生的實驗操作訓(xùn)練設(shè)備不足,需要設(shè)計交叉緊密的教學(xué)方案,保證利用有限的設(shè)備進行全方位的實訓(xùn)。

2.2 實訓(xùn)課時的限制

工程訓(xùn)練中心實訓(xùn)教學(xué)對象主要是大二的學(xué)生,學(xué)生基本沒有實訓(xùn)理論知識,所以實訓(xùn)教學(xué)往往就是教師講,學(xué)生聽,教師做,學(xué)生看,把實訓(xùn)變成了參觀[7]。學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)和獨立思考,只能被動地接受。必須打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)“定時、定點、定量”的局限,充分利用網(wǎng)絡(luò)微課,不占用實驗室時間和資源,學(xué)生可以獲得更多知識[8]。

2.3 實訓(xùn)項目單一,內(nèi)容枯燥乏味

目前的實訓(xùn)項目比較單一,內(nèi)容枯燥乏味,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。需要設(shè)計新的教學(xué)內(nèi)容,豐富教學(xué)形式,建立與現(xiàn)有的工程訓(xùn)練教學(xué)體系相一致的工業(yè)安全實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu),進一步豐富現(xiàn)有的工程訓(xùn)練教學(xué)體系。

3 “五結(jié)合法”的教學(xué)模式引入

為進一步提高工程訓(xùn)練實踐教學(xué)質(zhì)量,優(yōu)化訓(xùn)練項目教學(xué)內(nèi)容,在工業(yè)安全工程訓(xùn)練項目建設(shè)中提出理論知識與實踐操作相結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)微課與課堂教學(xué)相結(jié)合、實踐教學(xué)與課程思政相結(jié)合、沉浸教學(xué)與仿真模擬相結(jié)合、模塊化教學(xué)與項目式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式,稱為“五結(jié)合法”。

3.1 理論知識與實踐操作相結(jié)合

工科學(xué)生參加工業(yè)安全實訓(xùn)有兩個目的:一是確保人身安全、設(shè)備安全;二是獲得工業(yè)安全的基本知識,為將來的發(fā)展做準(zhǔn)備[9]。在教學(xué)過程中合理針對不同的理論知識設(shè)計實踐操作活動,加深學(xué)生對理論知識理解的同時,鍛煉動手能力和實操能力。如心肺復(fù)蘇實踐操作(圖1)、VR設(shè)備體驗、自動體外除顫儀(automated external defibrillator,AED)使用訓(xùn)練,消防安全虛擬仿真軟件使用等。

圖1 心肺復(fù)蘇演練

3.2 網(wǎng)絡(luò)微課與課堂教學(xué)相結(jié)合

根據(jù)“工程訓(xùn)練”課程教學(xué)安排,工業(yè)安全教學(xué)學(xué)時為早上8:00到12:00,下午2:30到5:30共7 h,在有限的時間內(nèi),最大限度爭取更多的教學(xué)時間才能教授學(xué)生更多的知識。本文提出將網(wǎng)絡(luò)微課與課堂教學(xué)相結(jié)合,教師和學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行交流,實現(xiàn)不受時間、空間限制的教學(xué)互動[10]。在工程訓(xùn)練中心的官方網(wǎng)站創(chuàng)建工程訓(xùn)練安全教育課程群,上傳相關(guān)知識小視頻,提取二維碼,放在教材中,供學(xué)生提前查看。目前已上傳VR+安全教育、VR+起重吊裝安全教育、VR+安全教育噴涂、VR+鍛造技術(shù),后續(xù)將上傳更多關(guān)于安全方面的視頻,豐富微課內(nèi)容。圖2為工程訓(xùn)練安全教育課程群。

圖2 工程訓(xùn)練安全教育課程群

3.3 實踐教學(xué)與課程思政相結(jié)合

2020年教育部發(fā)布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(簡稱《綱要》)明確指出,所有課堂都有育人功能, 其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田,應(yīng)與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)[11]。根據(jù)《綱要》中的精神,專業(yè)實驗實踐課程,要注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一,增強學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實踐能力,要堅持以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)模式,不斷提升學(xué)生的課程學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果,堅決防止“貼標(biāo)簽”“兩張皮”[11]。探索課程思政與實踐教學(xué)相融合,在工業(yè)安全實訓(xùn)過程中融入符合社會主義核心價值觀的思政元素,并將思政要求貫穿于教學(xué)的各個方位、各個層面[12],是實驗指導(dǎo)老師應(yīng)該落實到位的事情。提煉出相應(yīng)的思政元素見表1。

表1 工業(yè)安全課程思政元素

3.4 沉浸教學(xué)與仿真模擬相結(jié)合

為了體現(xiàn)VR等先進技術(shù)在安全教育方面的應(yīng)用效果,設(shè)計了VR+安全教育模塊,學(xué)生通過佩戴VR+眼鏡,通過視覺感知身邊的危險,找出不同場景的安全隱患和不規(guī)范的操作,更形象、生動、直觀地讓學(xué)生體驗危險無處不在,如圖3所示。

圖3 VR體驗現(xiàn)場

利用VR,設(shè)置安全隱患排查和滅火器模擬使用項目,學(xué)生在查找隱患和模擬使用滅火器的同時,加深了對安全隱患和滅火器使用兩個知識點的應(yīng)用。虛擬仿真實驗教學(xué)框架結(jié)構(gòu)如圖4所示,模擬仿真軟件使用如圖5所示。

圖4 虛擬仿真實驗教學(xué)框架結(jié)構(gòu)

圖5 模擬仿真軟件使用

3.5 模塊化教學(xué)與項目式教學(xué)相結(jié)合

模塊是一個相對獨立的單元結(jié)構(gòu),它具備兩個重要特性:具有相對獨立的特定功能,一個完整系統(tǒng)的組成部分。也就是說,一個系統(tǒng)可以按照一定的規(guī)則分解為若干獨立而有關(guān)系的模塊[14]。相比傳統(tǒng)的教學(xué)模式,模塊式的教學(xué)重點更加突出,教學(xué)的針對性更強,既能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,又能夠培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

將教學(xué)內(nèi)容劃分為9個模塊(表2),部分模塊內(nèi)容通過時間交叉的方式完成,提高時間的有效性。

表2 工業(yè)安全實訓(xùn)項目教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配計劃

項目式教學(xué)指以完成項目任務(wù)為目標(biāo),突出知識的應(yīng)用性,引導(dǎo)學(xué)生自主思考,培養(yǎng)學(xué)生把所學(xué)綜合運用到實際項目中的能力。與傳統(tǒng)教學(xué)相比,項目式教學(xué)的優(yōu)點首先表現(xiàn)為注重知識的應(yīng)用性[14]。

工業(yè)安全實訓(xùn)課程設(shè)置項目式教學(xué),如安全監(jiān)管項目,將學(xué)生分為三組,分別在大車間、工程訓(xùn)練中心大樓、熱加工樓進行安全巡視,監(jiān)督檢查違反工業(yè)安全的情況,填寫監(jiān)管報告。通過學(xué)生自己勘察,查找安全隱患,并提出解決方案,培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任心和使命感。

4 教學(xué)效果

4.1 改進教學(xué)模式,規(guī)范教學(xué)內(nèi)容

將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)知識點和設(shè)備情況進行劃分,每一個知識點劃分為一個“模塊”,體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的循序漸進,強化理論與實踐的結(jié)合。不僅有助于規(guī)范教學(xué)內(nèi)容,保障教學(xué)順利實施,還可以幫助學(xué)生分清學(xué)習(xí)過程中的重點、難點,便于后期的考核。

4.2 共享教學(xué)資源,減少授課時間

學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺掌握扎實的理論知識,豐富實驗教學(xué)手段,老師教授重點知識點,課堂上可以講授更多其他內(nèi)容,提高了學(xué)習(xí)效率。

4.3 結(jié)合課程思政,增強實踐過程

傳統(tǒng)教學(xué)方式下學(xué)生進行心肺復(fù)蘇訓(xùn)練時任務(wù)感比較強烈,很多學(xué)生達不到要求自己就放棄了,而經(jīng)過課程思政教育后,學(xué)生能更充分認識到生命的重要性,學(xué)生保護他人的使命感明顯加強,這說明教改后實操成績明顯提高。

4.4 任務(wù)交叉進行,提高教學(xué)效率

采用一項實踐任務(wù)完成再進行下一個任務(wù)的傳統(tǒng)方法,不僅浪費學(xué)習(xí)時間,同時會導(dǎo)致任務(wù)無法執(zhí)行。在設(shè)備數(shù)量有限的前提下,在學(xué)生進行心肺復(fù)蘇訓(xùn)練、VR設(shè)備體驗、安全監(jiān)管項目的同時,采用交叉的方式,允許同一時間學(xué)生在不同設(shè)備上進行實踐操作,既可以減少學(xué)生等待時間,提高學(xué)習(xí)效率,同時也可以提高設(shè)備利用率。

5 結(jié)束語

工業(yè)安全是工程訓(xùn)練課程的重要課程,其課程內(nèi)容的設(shè)計及教學(xué)方法的探索對實踐效果具有重要的影響。在工業(yè)安全實訓(xùn)中,采用“五結(jié)合法”的教學(xué)模式開展實踐,是對新形勢下教學(xué)資源的優(yōu)化整合,進一步充實了教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化了教學(xué)過程,特別是在教學(xué)過程中不同模塊教學(xué)交叉進行的方式,對提高教學(xué)效率、發(fā)揮學(xué)生自主能動性起到了積極作用,對相關(guān)實訓(xùn)項目的建設(shè)有一定的參考意義。