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摘要：实验教学是培养创新型安全工程人才的重要途径。为提高安全工程专业学生的创新能力和动手能力，以《安全专业实验》这门实践性很强的课程为载体，聚焦实验教学内容推陈出新、实验教学方式方法改革、创新能力课外拓展提升等方面进行了探索与实践，建立了面向创新型人才培养的《安全专业实验》教学模式，在实践中取得了显著成效，成功打造了该课程的升级版，为该课程的高质量发展提供了有益借鉴。
关键词：创新型人才；安全工程；安全专业实验；教学模式；课程改革
本文引用格式：王和堂,等.面向创新型人才培养的《安全专业实验》教学模式探索与实践[J].教育现代化,2019,6(65):105-107,110.
Exploration and Practice of the Teaching Model of Safety Discipline Experiments Oriented to the Cultivation of Innovative Talents
WANG He-tang1,2,3，WANG Liang1,2，SHI Guo-qing1,2，XIN Hai-hui1,2
(1.School of Safety Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu Province;2.Key Laboratory of Coal Mine Gas and Fire Prevention and Control,Xuzhou Jiangsu Province;3.National Professional Center Laboratory of Basic Research on Mine Gas and Dust Control Technology,Xuzhou,Jiangsu Province)
Abstract：Experimental teaching plays an important role in training innovative safety engineering talents.In order to improve the innovative and practical abilities of students majoring in safety engineering,this practical course,Safety Discipline Experiments,as the carrier,we focuses on the innovation of experimental teaching content,the reform of experimental teaching methods,the expansion and promotion of innovative ability after class.Through the above explores and practices,we established a teaching mode of Safety Discipline Experiments oriented to the cultivation of innovative talents.It has achieved remarkable results in practice and successfully created an upgraded version of this curriculum,which provides a useful reference for the high-quality development of the curriculum.
Key words：Innovative talents;Safety engineering;Safety discipline experiments;Teaching mode;Curriculum reform
一引言
安全是人类生存和发展的基本要求，是人民安康、社会进步、国家稳定的基石[1]。高素质的安全科学技术人才对保障安全生产和职业健康的作用巨大。我国正处于经济转型升级和结构调整的关键期，重大危险源数目多、分布广、事故风险高，安全生产面临新的挑战，对安全科技人才的需求持续升温。特别是在我国经济发展由高速增长阶段转向高质量发展阶段的进程中，高素质安全专业人才的需求量将持续增加。党和政府高度重视安全工程人才培养，2011年在《学位授予和人才培养学科目录》中将安全学科从原属矿业工程一级学科下的“安全技术及工程”二级学科升格为独立的“安全科学与工程”一级学科；目前全国开设安全工程本科专业的高等学校达到了165所，涵盖了矿业、冶金、化工、石油、建筑、交通等行业安全以及公共安全、应急管理等领域。
安全工程是一个实践性很强、应用领域非常广泛的新兴专业。我国安全工程本科教育专业认证标准中关于培养要求的第5条明确规定：具有安全专业领域内某个专业方向的专业知识，了解其前沿及发展趋势；具备较强实践能力、适应能力和创新精神[1]。较之理论教学，实验教学更能激发学生的学习兴趣和主观能动性，对于提高学生的实践能力和创新能力具有不可替代的重要作用[2,3]。实验教学是培养创新型安全工专业人才的重要途径[4,5]。安全工程专业认证标准对专业实验做出了专门要求，即专业实验要求至少设置10个学分，各校可根据具体情况至少选择下列实验中的1/3进行安排：安全管理实验、环境参数测定、人机工程实验、设备的安全检测、气体检测与分析实验、防火防爆实验、安全信息采集综合实验、安全远程监测实验、火源监控实验、构件缺陷检测、电气设备安全检测实验、粉尘检测与分析实验、工业装备安全在线监测实验、灾害防治仿真实验[6]。因此，安全专业实验在安全工程本科课程体系中占有重要地位；其教学改革和课程建设也得到了各高等学校安全工程专业教师的重视和关注。
二 课程发展现状
如前所述，安全专业实验理应成为安全工程本科课程体系的重要组成部分。但在过去较长的一段时期内，安全工程专业的实验教学多被分散地设置于各门专业课程之中[7-9]，即在以理论教学为主的专业课程（如流体力学、矿井通风等）中安排较少的实验学时。这种非独立设课的传统方式不利于充分发挥实验教学的重要作用。
针对以上问题，中国矿业大学[10]、南京理工大学[11]、南京工业大学[12,13]、中国劳动关系学院[9]、郑州大学[15]等高校进行了安全专业实验教学独立设课的教学改革，独立开设了若干门实验课程。以中国矿业大学安全工程学院为例，学院自2008版本科培养方案开始，分别设置了《安全基础实验》《安全专业实验（1）》《安全专业实验（2）》三门独立设课的实验课程，将原先依附于各门专业课（如矿井通风、矿井瓦斯防治、矿井火灾防治、矿井粉尘防治等）的实验教学内容进行有机融合，形成独立设置的课程。考虑不同的实验项目性质、实验内容来源，以及学生的个性化和差异性，整合教学、科研和实验室资源，将学科优势服务人才培养，对实验教学内容进行优化整合，在之后出台的2012版、2016版本科培养方案中，继续将《安全专业实验》单设为安全工程专业的必修实践性课程。经过多年建设，《安全专业实验》已基本建成一个包含必修实验、选修实验、研究型实验的多层次开放式的实验教学体系，并制定了一套有效的实验教学质量标准和教学管理措施。该课程在锻炼和培养学生实践能力和加深对已学专业知识的理解等方面发挥了重要作用。但还存在以下几个问题：①实验教学内容更新较慢、前沿性的创新实验项目的设计和开展还较少；②演示性、验证性实验比重偏大，综合性、复杂性的实验偏少，学生自主探索的分量不足；③局限于课堂内的仪器操作，缺少课外拓展性的创新训练。
三 教学模式探索
（一）总体思路
1.实验教学内容推陈出新。基于前期调查研究，提出“规定实验做精，自选实验做新”的内容编排思路。针对教学大纲规定的必做实验，重点向学生厘清这些基础性实验的来龙去脉，讲授前人进行该实验的历程，培育学生的创新意识。对于自选实验，重点依托任课教师承担的国家级科研项目，把最新的研究成果转化为实验资源，确保实验教学内容始终处于本领域的前沿水平。
2.实验教学方式方法改革。确立学生在实验教学中的主体地位，重点启发学生的实验思维能力，根据班级学生的基础和特点，适当增加综合性、探索性实验的比重，增强学生在实验过程中的自主性和独立思考能力，将实验教学从传统的“以教师为主体”的状态真正转变为“以学生为主体、教师为主导”的良好局面，不断推行多样化的实验教学方法与手段，为学生搭建自主式、合作式、开放式实践平台。
3.创新能力课外拓展提升。针对安全工程专业本科生的知识结构和个体发展差异，课外给学有余力的学生设置一批知识面宽、学科交叉性和前沿性强的实验研究课题，指导其申报各级大学生创新训练计划或大学生创新项目，形成课内打基础、课外拓展提升的新模式、新局面，切实提高大学生的创新能力。
（二）实施方案
1.更新实验教学内容。对于已经成熟的规定实验，增加讲授该实验的发展历程及实验背后的有趣故事，提高学生学习专业知识的兴趣和乐趣，培育学生的创新动力和和成功欲。对于自选实验，注重实验内容和方法的更新，充分结合自己的最新科研成果，设计一批原创性的实验项目，用于培养学生的创新思维。
2.改革教学方式方法。根据教学对象知识结构、兴趣和实验项目的不同，拟采取不同的教学方法，主要有：第一、任务驱动式。对综合设计性实验，在给定设计任务和要求的情况下，给学生最大的发挥空间，培养学生发现问题与解决问题的能力。第二、个性化培养。实行开放性、弹性实验机制，在完成基础操作型实验项目之后，学生可以自主选择实验项目、研究内容和实验时间。第三、强化研讨性实验教学。对学生提出的问题加以点拨、引导，鼓励学生思考自己解决问题，实验教师及时引导学生总结实验研究方法和结果，指导学生撰写学术论文，提高学生创新能力。第四、探究协作式。对创新与前沿性实验，允许学生自行组队，实施开放式管理。每组学生可自主选择实验内容和时间，在教师的指导下，从了解研究背景、学习相关理论知识开始，自主设计、共同完成实验、协作撰写论文式实验报告，研究成果可作为毕业设计的专题部分，激发学生从事研究和创新活动的兴趣和积极性。
3.创新能力课外提升探索。课后布置一批以实验研究为题材的科技创新课题，由学生自主组队，3-5人为一组，积极申报国家级、省级、校级、院级大学生创新训练计划/创新项目，促进学生自主创新能力的培养。在此过程中坚持以下原则：第一、注重个性发展，呵护学生创新思维。突出创新能力的培养和学生个性发展，即是爱护和培养学生的好奇心、求知欲，帮助学生自主学习，独立思考，保护学生的探索精神，创新思维。同时要让学生感受、理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维，重视培养学生收集处理信息的能力，获取新知识的能力，分析问题和解决问题的能力，语言文字表达以及团结协作和社会活动能力。第二、教师指导与学生自学相结合。自主学习和创造性思维是创新意识和创新能力的重中之重。在加强指导的同时，必须充分发挥学生学习的积极性和主动性，培养学生刻苦自学的精神，引导学生自主查阅文献资料，自主设计实验装置与方案并进行实验，在实验中发现问题并解决问题。使学生主动获取知识的能力、科学思维分析的能力、动手实践操作的能力和独立解决问题的能力得到充分锻炼。
（三）条件保障
作者所在的安全科学与工程学科在教育部2012年学科评估中位列全国第一、2016年学科评估中获评A+，所在的安全工程专业首批入选江苏高校品牌专业建设工程A类建设。依托学科、专业优势，建设有煤矿瓦斯治理国家工程研究中心、煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室、矿山瓦斯粉尘灾害技术基础研究国家级专业中心实验室、矿业工程国家级实验教学示范中心安全分中心、安全工程江苏省实验教学示范中心等一批高层次的科研、教学平台。
近年来投入充足经费，围绕火灾、粉尘、通风、监测监控、工业除尘与净化、矿井瓦斯等特色方向购置了一批先进的实验仪器，自主建设了一批高水平的特色实验系统（获发明专利多项）。上述学科专业优势和教学科研平台为《安全专业实验》课程教学模式改革创新与实践提供了优越的软硬件条件。
四实施效果概述
2014年以来，作者在《安全专业实验》课程教学过程中运行和实践了上述新模式，从实际情况来看，取得了显著的育人成效。近五年，运用该新模式为近700名安全工程专业本科生授课；指导国家级、省级、校级、院级大学生创新训练计划20余项（其中国家级2项、省级3项），参与课外拓展训练的本科生超过100人。上课或参训学生的创新意识、素养和创新能力明显提升，创新成果丰硕。参训本科生发表高水平SCI论文9篇（指导老师一作、学生二作）、参与申请发明专利5件（2件已授权），20余人被清华大学、浙江大学、中国科学技术大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、西北工业大学、中国矿业大学等国家“双一流”建设高校免试录取为直博生或硕士生，多人赴英国利兹大学、曼切斯特大学等海外知名高校继续深造，1人获“创青春”江苏省大学生创业计划大赛银奖、荣登《人民日报》2018年国家奖学金获奖学生代表名录。
五结语
创新能力是新时期大学生的核心竞争力。依托独立设课的《安全专业实验》进行高质量的实验教学，是培养创新型安全工程专业人才的重要途径。本文以培养学生创新能力和实践能力为出发点和落脚点，采取更新实验教学内容、改革教学方式方法和开展创新能力课外拓展等举措，构建了面向创新型人才培养的《安全专业实验》教学新模式。实践表明，该教学模式取得了良好的育人成效，显著提升了学生的创新能力。
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