安全工程本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

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摘要：國(guó)家對(duì)新時(shí)期下工科人才培養(yǎng)提出了新的要求，本文分析了當(dāng)前安全工程實(shí)驗(yàn)課存在的諸多問(wèn)題，以本科創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)小組開(kāi)展的“溫度沖擊下煤體增透測(cè)試方法設(shè)計(jì)”的開(kāi)放課題為例，闡述了自主性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式在培養(yǎng)學(xué)生自主思考能力和學(xué)習(xí)興趣等方面的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步對(duì)如何滿(mǎn)足學(xué)生需求、提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主性實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行了探討并對(duì)建設(shè)有質(zhì)量保證的安全工程實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；課程質(zhì)量；安全工程；實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

一安全工程實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀

（一）教學(xué)方式陳舊，學(xué)生興趣較低

多數(shù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式不再適用于當(dāng)下，無(wú)法為學(xué)生提供最新的研究動(dòng)態(tài)，也不能培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力，使得課程質(zhì)量不能得到保障。安全工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的是交叉復(fù)合型人才，這種人才不僅需要掌握大量的理論知識(shí)，還應(yīng)該具備一定的科研能力和實(shí)踐能力[4]。大多數(shù)學(xué)生只是循規(guī)蹈矩快速做完實(shí)驗(yàn)，充其量使得學(xué)生成為一個(gè)熟練的實(shí)驗(yàn)操作工，而不是具有創(chuàng)新潛力的本科學(xué)生。

（二）學(xué)生思考程度低

現(xiàn)階段的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多是老師將固有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教給學(xué)生，最后的成績(jī)大多是根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)評(píng)分。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作以及對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解只占實(shí)驗(yàn)的一小部分，這就是使得本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)在潛移默化的偏離了重點(diǎn)，形成了本末倒置的現(xiàn)狀。目前，我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)課課時(shí)滿(mǎn)足不了學(xué)生對(duì)實(shí)踐和理論知識(shí)掌握的需求，只能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟及儀器有大概的了解。同時(shí)為了在有限的時(shí)間內(nèi)將實(shí)驗(yàn)課教學(xué)任務(wù)完成，老師通常會(huì)采用直接向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)步驟的方法，讓學(xué)生按部就班的完成實(shí)驗(yàn)。這使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一味的模仿教師，不能提高學(xué)生自主思考能力。

二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法探索

（一）案例介紹

關(guān)于煤層中的瓦斯流動(dòng)規(guī)律的研究對(duì)于煤礦生產(chǎn)安全尤為重要，而瓦斯流動(dòng)規(guī)律是礦井瓦斯防治的重要依據(jù)，因此探究影響煤層瓦斯流動(dòng)影響因素是非常有必要的。在學(xué)校安全工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的資助下，指導(dǎo)老師帶領(lǐng)5名安全工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生組成的小組開(kāi)展了以“溫度沖擊下煤體增透測(cè)試方法設(shè)計(jì)”為題的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）首先在老師的指引下查找相關(guān)文獻(xiàn)；（2）形成溫度沖擊煤體增透測(cè)試思路和方法；（3）開(kāi)展溫度沖擊煤體的試驗(yàn)測(cè)試；（4）研究不同溫度梯度的溫度沖擊對(duì)煤體滲透率的影響變化規(guī)律，并得到溫度沖擊煤體的合適溫度；（5）小組成員自主完成一份溫度沖擊下煤體增透測(cè)試方法設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（三）案例分析

在學(xué)校安全工程專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，小組成員積極探討煤體瓦斯流動(dòng)規(guī)律影響因素，并自主查閱與此實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，結(jié)合前人的研究成果，根據(jù)本次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目的，5名本科學(xué)生探索設(shè)計(jì)出了可行有效的溫度沖擊煤體增透的試驗(yàn)測(cè)試方法。在小組開(kāi)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，指導(dǎo)老師針對(duì)學(xué)生提出課題，教授學(xué)生相關(guān)設(shè)備的操作方法和技巧。小組成員通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方式加深了對(duì)煤層滲透率測(cè)試知識(shí)點(diǎn)的理解，將理論知識(shí)和測(cè)試實(shí)踐進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，并很好的將專(zhuān)業(yè)課知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中。由于實(shí)驗(yàn)方法是獨(dú)立設(shè)計(jì)的，學(xué)生們已經(jīng)充分了解了實(shí)驗(yàn)過(guò)程和目標(biāo)，在提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的敘述也十分的清晰。學(xué)生在此過(guò)程中充分體驗(yàn)到了科研工作的嚴(yán)謹(jǐn)程度，也有效提升了對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。

三創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)思考與建議

大力推動(dòng)自主性、研究性實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，將實(shí)驗(yàn)室真正建設(shè)成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力與學(xué)生自主創(chuàng)造能力相結(jié)合的地方[5]。實(shí)驗(yàn)本身并不僅僅是為了發(fā)明創(chuàng)造什么，觀察并思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。例如雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，觀察獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果這一過(guò)程本身就會(huì)引起波函數(shù)的坍塌，使得不確定的解變?yōu)榇_定的；再例如不確定性原理，就是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)的手法、測(cè)量某一個(gè)變量這一過(guò)程也會(huì)影響另一個(gè)物體。所以至少在物理實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)不僅僅是“證明已存在的東西”，而是具有更加重大的意義。

（一）增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)課課時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程分階段

將實(shí)驗(yàn)課分為“查找相關(guān)資料”、“自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法”“完成實(shí)驗(yàn)并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告”3個(gè)階段。指導(dǎo)老師針對(duì)學(xué)生提出課題，同時(shí)教授學(xué)生相關(guān)設(shè)備的操作方法和技巧，在學(xué)生查找相關(guān)資料時(shí)給予適當(dāng)?shù)膸椭?。其中學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是培養(yǎng)其自我思考的重要手段，如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)分析方法和誤差分析不清楚，不知道如何能利用這些解決實(shí)際問(wèn)題，也就無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)。目前的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大部分只局限于固定安排的課程時(shí)間，學(xué)生們只注重“完成實(shí)驗(yàn)”，教學(xué)目標(biāo)發(fā)生了偏移。但在分階段模式中，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的前提是必須利用課下時(shí)間查找資料，并在思考與討論中設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法。課堂下學(xué)生們翻看書(shū)籍、查找資料、網(wǎng)上搜集信息、整理分析、歸納總結(jié)、寫(xiě)作，使得綜合能力得到全方位提高[6]。而本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)小組學(xué)習(xí)中也證明了這個(gè)新的教學(xué)模式顯著提高了教學(xué)水平和教育質(zhì)量。

（二）改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，提供最新科研方向

在目前的師生觀念中，實(shí)驗(yàn)課一直被認(rèn)為是理論教學(xué)的輔助課程，將理論課程認(rèn)為是“主”，實(shí)驗(yàn)課程為“次”。但在解決實(shí)際的問(wèn)題時(shí)，理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ币徊豢?，任何一?xiàng)薄弱都會(huì)給實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程造成阻礙。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不是主次關(guān)系，是兩個(gè)相互獨(dú)立、相互依存、相互促進(jìn)與相互發(fā)展的教學(xué)體系[5]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研互動(dòng)模式有助于激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造興趣[2,7]。在理論教學(xué)階段，老師可以適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生提供最新的科研文獻(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)文章中所涉及的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段進(jìn)行思考，鼓勵(lì)學(xué)生多進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室并在老師的指引下進(jìn)行科研嘗試，學(xué)生可以結(jié)合自己的興趣、愛(ài)好與專(zhuān)長(zhǎng)，根據(jù)自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)自主探索和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法[8]。這將大大提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，拓展學(xué)生的視野，并為學(xué)生未來(lái)的科研和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四結(jié)語(yǔ)

新時(shí)期社會(huì)需求下，本科教學(xué)質(zhì)量需要不斷的提高，學(xué)校應(yīng)積極保持實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法的不斷更新。以本科學(xué)生為主導(dǎo)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課題的實(shí)施將有力地促進(jìn)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量工程建設(shè)，激發(fā)本科生的創(chuàng)新思維，提高本科生學(xué)習(xí)的積極性。

參考文獻(xiàn)

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[4]高玉坤,劉芳喆,黃志安,等.安全工程創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)教育,2017(2):143-144.

作者：盧霄楓 李昌彬 郭玉杰 門(mén)友誼 周澤康 單位：安全工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（河南理工大學(xué)） 河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院