李陽　亢永　康健　代濠源

[摘要]針對當(dāng)前《安全檢測與監(jiān)控》教材重理論輕實踐、與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)不匹配、教學(xué)手段較為單一學(xué)生被動式學(xué)習(xí)、理論與實踐相脫節(jié)難以展示火災(zāi)、爆炸等真實場景、學(xué)習(xí)過程量化考核不足等問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評價方式等方面開展改革，滿足復(fù)合型、創(chuàng)新型安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)要求。

[關(guān)鍵詞]安全檢測與監(jiān)控；認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論；教學(xué)改革

[中圖分類號]G40? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2024.01.053

一、當(dāng)前課程教學(xué)存在問題

《安全檢測與監(jiān)控》是安全工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課，適用于安全工程專業(yè)大三學(xué)生。近年來，一些高校圍繞各自辦學(xué)特色，針對《安全檢測與監(jiān)控》課程做了部分教學(xué)改革。雖然是同一門課程，由于專業(yè)背景差異較大，人才培養(yǎng)側(cè)重點有所不同，因此兄弟院校此課程的教學(xué)改革成果難以直接應(yīng)用于本課程中[1-4]。目前我校本課程教學(xué)存在以下幾方面問題，一是教學(xué)內(nèi)容中理論推導(dǎo)較多，既晦澀難懂也與培養(yǎng)具備檢測、評價等基本能力和素質(zhì)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)不匹配；二是授課方式以課堂講授為主，輔以簡單的實驗，教學(xué)手段稍顯單一，互動性不夠強(qiáng)，學(xué)生參與課堂不夠；三是課程需要分析可燃、有毒、腐蝕等危險物質(zhì)的溫度、壓力、氣體濃度等參量，現(xiàn)有的演示性實驗、視頻展示和驗證性實驗難以達(dá)到良好的教學(xué)效果；四是缺乏對學(xué)習(xí)過程的量化考核，難以調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論指出學(xué)習(xí)是主動的發(fā)現(xiàn)并形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程，通過發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)而獲得知識，通過有意義的學(xué)習(xí)將知識轉(zhuǎn)換成構(gòu)建認(rèn)知的一部分，再通過學(xué)習(xí)評價完善認(rèn)知的構(gòu)建[5-6]，學(xué)生不應(yīng)是被動、消極的知識接受者，而應(yīng)該是主動、積極的知識探究者。這一理論與當(dāng)前“以學(xué)生為中心”的現(xiàn)代教學(xué)理念不謀而合，是指導(dǎo)課程開展教學(xué)改革的有力理論支撐。針對當(dāng)前《安全檢測與監(jiān)控》教學(xué)中存在的問題，圍繞認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論，對本課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評價方式進(jìn)行改革，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性將非常有意義。

二、課程教學(xué)改革思路

一是整合教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論，調(diào)整現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，減少理論推導(dǎo)，更新涉及的法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用層內(nèi)容，體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

二是改進(jìn)理論教學(xué)模式。在認(rèn)知主義理論的指導(dǎo)下，將線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合，選擇合適的學(xué)習(xí)模式，適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知特點，引導(dǎo)學(xué)生自主理解并接受知識，實現(xiàn)“有意義的學(xué)習(xí)”。

三是改進(jìn)實踐教學(xué)模式。將VR技術(shù)引入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，給學(xué)生提供具有交互功能且貼近實際的實踐教學(xué)場景，加深學(xué)生現(xiàn)實體驗感、加深對知識的理解。

四是完善課程考核方式。進(jìn)一步加大過程性考核力度，借助“藍(lán)墨云”平臺，把學(xué)習(xí)過程通過量化的形式納入考核范圍，引導(dǎo)學(xué)生積極參與全過程的課程學(xué)習(xí)，實現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”。

三、課程教學(xué)改革措施

（一）整合教學(xué)內(nèi)容

我校安全工程專業(yè)選用教育部高等學(xué)校安全工程學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會組織編寫的《安全檢測與監(jiān)控》作為課程的教材，通過前期教學(xué)改革已將主要內(nèi)容調(diào)整為緒論、過程參數(shù)檢測與監(jiān)控、氣體檢測與監(jiān)控、工業(yè)噪聲檢測、無損檢測技術(shù)、火災(zāi)信息檢測與監(jiān)控等6個章節(jié)。但是當(dāng)前教材中大量篇幅介紹各類傳感器的工作原理，涉及工程熱力學(xué)、工程動力學(xué)、材料力學(xué)、電路等專業(yè)知識，內(nèi)容晦澀難懂，且大部分基礎(chǔ)知識與本課程目標(biāo)不匹配，如果將此部分內(nèi)容作為重點，將大大降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生不是被動、消極的知識接受者，而是主動的、積極的知識探究者。為進(jìn)一步體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的主體作用，作者打破現(xiàn)有教材章節(jié)設(shè)置，圍繞課程目標(biāo)，重新選擇并組織教學(xué)內(nèi)容，淡化理論推導(dǎo)部分，并對現(xiàn)有教材中涉及的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等進(jìn)行更新，基于認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論，使學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)獲得知識，形成安全檢測與監(jiān)控的整體概念。如將第三章第六節(jié)“傳感器設(shè)置與維護(hù)”中涉及的國家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》（GB50493-2009）更新為《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50493-2019），進(jìn)一步明確了傳感器安裝要求，細(xì)化了安裝準(zhǔn)則。

（二）改進(jìn)理論教學(xué)模式

在認(rèn)知主義理論指導(dǎo)下，作者對本課程每一章節(jié)的知識點進(jìn)行分解，通過“藍(lán)墨云”平臺選擇合適的學(xué)習(xí)模式，適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知特點。在備課中將每一章節(jié)的知識點按難易程度分類，借助“藍(lán)墨云”班課提前將本節(jié)課授課概要上傳到“資源”中，通過課前測試使學(xué)生提前學(xué)習(xí)并掌握基本概念，借助問卷調(diào)查、投票、頭腦風(fēng)暴等，將關(guān)鍵知識點拋出，并引導(dǎo)學(xué)生主動思考，讓學(xué)生“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”；線下教學(xué)主要對難以理解的知識點和學(xué)生課前反映比較集中的問題進(jìn)行有針對性的講解，用實例吸引學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主理解并接受知識，實現(xiàn)“有意義的學(xué)習(xí)”；通過自我展示、小組討論等方式充分表達(dá)自己的觀點，存在的疑問也會通過二次學(xué)習(xí)與反復(fù)討論之后解決，有助于加深學(xué)生理解，將知識真正納入學(xué)生的認(rèn)知構(gòu)建中，同時采用課中測試、課后作業(yè)、易錯內(nèi)容回顧等方式進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)成果。

（三）將VR技術(shù)引入實踐教學(xué)

本課程所授內(nèi)容主要為生產(chǎn)過程參數(shù)檢測與監(jiān)控方法，如正常生產(chǎn)過程中溫度、壓力、流量、物位、氣體濃度等的檢測與監(jiān)控以及泄漏追蹤檢測等?？紤]安全性，難以帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)一線參觀或動手實驗，當(dāng)前開展的演示性實驗和驗證性實驗均與實際存在較大差距。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為良性的外部刺激有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更好的開展“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”。根據(jù)上述理論，本課程將VR技術(shù)（虛擬現(xiàn)實技術(shù)）引入教學(xué)環(huán)節(jié)中，對教材中的內(nèi)容進(jìn)行提煉，在認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，開發(fā)了木制家具廠打磨車間、噴漆車間、典型市政有限空間、飼料廠粉碎工段等場景，可對場景隱患排查中涉及的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、檢查方法、安全生產(chǎn)現(xiàn)場隱患辨識、排查等知識進(jìn)行學(xué)習(xí)；同時運用三維建模、特效動畫展示的方式，可對有毒有害氣體檢測儀的工作原理、結(jié)構(gòu)組成等內(nèi)容進(jìn)行VR教學(xué)。

（四）完善考核方式

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論主張要查明學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)心理基礎(chǔ)，通過激勵學(xué)生提高自己才能的欲求，從而提高學(xué)習(xí)的效率；同時還要分析學(xué)習(xí)者，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果加以評價，以便確定如何設(shè)計教學(xué)才能夠達(dá)到最佳效果?！栋踩珯z測與監(jiān)控》最初采用平時成績50%、考試成績50%的方式進(jìn)行考核，其中平時成績中考勤5%、實驗20%、課后作業(yè)5%、課堂貢獻(xiàn)20%；調(diào)整后采用平時成績（課堂表現(xiàn)、隨堂測驗、課后作業(yè)、課程報告）、期末考試相結(jié)合的考核方式。其中平時成績=課堂表現(xiàn)（20%）+隨堂測驗（5%）+課后作業(yè)（5%）+課程報告（實驗）（20%）。學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程中的狀態(tài)直接決定了課程知識點掌握情況，與課程成績正相關(guān)，是課程學(xué)習(xí)效果較為客觀的重要判斷依據(jù)。為較好的對學(xué)生學(xué)習(xí)過程開展評價，增加了“隨堂測試”比重，借助“藍(lán)墨云”平臺將授課過程中階段性測試結(jié)果納入考核，作為學(xué)生知識掌握程度的過程化量化指標(biāo)，欲通過此種考核方式使學(xué)生注重平時知識的理解和掌握、有效避免考前突擊的現(xiàn)象。

“藍(lán)墨云”經(jīng)驗值較高的學(xué)生，絕大部分總評成績較高?！八{(lán)墨云”經(jīng)驗值與學(xué)生主動參與課堂討論、認(rèn)真學(xué)習(xí)教學(xué)材料、按時完成課后作業(yè)、高質(zhì)量完成隨堂測試等緊密相關(guān)，是學(xué)生日常學(xué)習(xí)態(tài)度的直觀表現(xiàn)，也客觀反映了學(xué)生日常知識點掌握的情況。通過分析對比，直接驗證了學(xué)生平時成績與總評成績正相關(guān)的設(shè)想，改進(jìn)后的考核方式初步實現(xiàn)了學(xué)習(xí)過程化考核的目的。

教學(xué)改革前后兩個教學(xué)班總評成績分布（如圖1所示），通過對比可明顯看出，完善考核方式后，由于進(jìn)一步注重學(xué)生平時學(xué)習(xí)效果的累積，成績更為客觀；與去年教學(xué)班成績分布相比，更符合正態(tài)分布。

四、結(jié)語

按照復(fù)合型、創(chuàng)新型安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)及安全工程專業(yè)認(rèn)證的要求，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，開展基于認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的《安全檢測與監(jiān)控》課程教學(xué)改革與實踐探索；通過整合優(yōu)化現(xiàn)有授課內(nèi)容，將線上課堂與線下課堂相結(jié)合，把VR技術(shù)引入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加大過程性考核力度等方式，使課程實現(xiàn)既注重基礎(chǔ)又突出實用的目的；令學(xué)生能真正掌握安全檢測與監(jiān)控的方法，能夠運用儀器設(shè)備正確有效的收集安全狀況信息，掌握現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)，具備一定安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計能力；有助于培養(yǎng)具有高度社會責(zé)任感和良好科學(xué)、文化素養(yǎng)，系統(tǒng)掌握安全工程專業(yè)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識，富有創(chuàng)新意識和工程實踐能力，德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

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基金項目：本文系2020年北京市石油化工學(xué)院教育教學(xué)改革與研究重點項目，項目名稱：基于認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的安全檢測與監(jiān)控課程教學(xué)改革與實踐（項目編號：ZD20201003）

作者簡介：

李陽（1984.4-），女，漢族，北京人，博士，講師，研究方向：安全生產(chǎn)信息化技術(shù)；

亢永（1978.12-），女，漢族，安徽宿州人，博士，講師，研究方向：公共安全管理；

康?。?984.2-），女，漢族，吉林遼源人，博士，副教授，研究方向：安全工程范式教學(xué)；

代濠源（1989.9-），男，漢族，河南淮陽人，博士，講師，研究方向：安全工程范式教學(xué)。