安全工程本科实验教学探索

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摘要：国家对新时期下工科人才培养提出了新的要求，本文分析了当前安全工程实验课存在的诸多问题，以本科创新实验学习小组开展的“温度冲击下煤体增透测试方法设计”的开放课题为例，阐述了自主性创新实验学习方式在培养学生自主思考能力和学习兴趣等方面的优势，进一步对如何满足学生需求、提高教学质量、实现学生自主性实验等进行了探讨并对建设有质量保证的安全工程实验课教学模式提出了合理化建议。

关键词：创新实验；课程质量；安全工程；实验课教学

一安全工程实验课现状

（一）教学方式陈旧，学生兴趣较低

多数传统实验课教学方式不再适用于当下，无法为学生提供最新的研究动态，也不能培养学生的自主思考能力，使得课程质量不能得到保障。安全工程专业培养的是交叉复合型人才，这种人才不仅需要掌握大量的理论知识，还应该具备一定的科研能力和实践能力[4]。大多数学生只是循规蹈矩快速做完实验，充其量使得学生成为一个熟练的实验操作工，而不是具有创新潜力的本科学生。

（二）学生思考程度低

现阶段的本科实验教学模式大多是老师将固有的实验内容教给学生，最后的成绩大多是根据学生的实验报告来评分。学生的实验操作以及对实验内容的理解只占实验的一小部分，这就是使得本科实验教学重点在潜移默化的偏离了重点，形成了本末倒置的现状。目前，我国高校实验课课时满足不了学生对实践和理论知识掌握的需求，只能让学生对实验步骤及仪器有大概的了解。同时为了在有限的时间内将实验课教学任务完成，老师通常会采用直接向学生讲解实验操作、实验原理以及实验步骤的方法，让学生按部就班的完成实验。这使得学生在实验过程中一味的模仿教师，不能提高学生自主思考能力。

二创新实验方法探索

（一）案例介绍

关于煤层中的瓦斯流动规律的研究对于煤矿生产安全尤为重要，而瓦斯流动规律是矿井瓦斯防治的重要依据，因此探究影响煤层瓦斯流动影响因素是非常有必要的。在学校安全工程国家级实验教学示范中心的资助下，指导老师带领5名安全工程专业本科学生组成的小组开展了以“温度冲击下煤体增透测试方法设计”为题的创新实验学习。

（二）设计实验过程

（1）首先在老师的指引下查找相关文献；（2）形成温度冲击煤体增透测试思路和方法；（3）开展温度冲击煤体的试验测试；（4）研究不同温度梯度的温度冲击对煤体渗透率的影响变化规律，并得到温度冲击煤体的合适温度；（5）小组成员自主完成一份温度冲击下煤体增透测试方法设计的实验报告。

（三）案例分析

在学校安全工程专业课学习的基础上，小组成员积极探讨煤体瓦斯流动规律影响因素，并自主查阅与此实验相关的资料和文献，结合前人的研究成果，根据本次创新实验要达到的目的，5名本科学生探索设计出了可行有效的温度冲击煤体增透的试验测试方法。在小组开展实验过程中，指导老师针对学生提出课题，教授学生相关设备的操作方法和技巧。小组成员通过自主设计实验的方式加深了对煤层渗透率测试知识点的理解，将理论知识和测试实践进行了有机结合，并很好的将专业课知识应用到实践过程当中。由于实验方法是独立设计的，学生们已经充分了解了实验过程和目标，在提交的实验报告中对实验方法和过程的叙述也十分的清晰。学生在此过程中充分体验到了科研工作的严谨程度，也有效提升了对实验数据的处理能力。

三创新实验教学思考与建议

大力推动自主性、研究性实验的建设，将实验室真正建设成为培养学生实践创新能力与学生自主创造能力相结合的地方[5]。实验本身并不仅仅是为了发明创造什么，观察并思考实验过程也是实验中的一个重要环节。例如双缝干涉实验，观察获取实验结果这一过程本身就会引起波函数的坍塌，使得不确定的解变为确定的；再例如不确定性原理，就是在实验过程中发现的。实验的手法、测量某一个变量这一过程也会影响另一个物体。所以至少在物理实验中，实验不仅仅是“证明已存在的东西”，而是具有更加重大的意义。

（一）增长实验课课时，实验过程分阶段

将实验课分为“查找相关资料”、“自主设计实验方法”“完成实验并提交实验报告”3个阶段。指导老师针对学生提出课题，同时教授学生相关设备的操作方法和技巧，在学生查找相关资料时给予适当的帮助。其中学生自主设计实验过程是培养其自我思考的重要手段，如果学生对实验原理、数据分析方法和误差分析不清楚，不知道如何能利用这些解决实际问题，也就无法完成实验。目前的实验课教学大部分只局限于固定安排的课程时间，学生们只注重“完成实验”，教学目标发生了偏移。但在分阶段模式中，学生完成实验的前提是必须利用课下时间查找资料，并在思考与讨论中设计出实验方法。课堂下学生们翻看书籍、查找资料、网上搜集信息、整理分析、归纳总结、写作，使得综合能力得到全方位提高[6]。而本文通过实验小组学习中也证明了这个新的教学模式显著提高了教学水平和教育质量。

（二）改变传统教学观念，提供最新科研方向

在目前的师生观念中，实验课一直被认为是理论教学的辅助课程，将理论课程认为是“主”，实验课程为“次”。但在解决实际的问题时，理论基础和实验能力缺一不可，任何一项薄弱都会给实践学习过程造成阻碍。理论教学与实验教学并不是主次关系，是两个相互独立、相互依存、相互促进与相互发展的教学体系[5]。实验教学与科研互动模式有助于激发学生实验的积极性，调动学生的创造兴趣[2,7]。在理论教学阶段，老师可以适当地向学生提供最新的科研文献，引导学生对文章中所涉及的理论知识及实验技术手段进行思考，鼓励学生多进入实验室并在老师的指引下进行科研尝试，学生可以结合自己的兴趣、爱好与专长，根据自己的专业知识自主探索和设计实验方法[8]。这将大大提高学生的创新能力，拓展学生的视野，并为学生未来的科研和工作打下坚实的基础。

四结语

新时期社会需求下，本科教学质量需要不断的提高，学校应积极保持实验教学内容与方法的不断更新。以本科学生为主导的创新实验开放课题的实施将有力地促进本科实验教学质量工程建设，激发本科生的创新思维，提高本科生学习的积极性。

参考文献

[1]教育部《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》.

[2]朱建云,裴晓东,何书建,等.安全工程专业研究式实验教学方法探索与实践[J].实验室研究与探索,2018,37(05):172-176.

[3]王登科,张平,姚邦华.数值实验在岩石力学基础课教学中的应用与探讨[J].教育现代化,2018,5(09):48-50.

[4]高玉坤,刘芳喆,黄志安,等.安全工程创新性实验的探索与实践[J].大学教育,2017(2):143-144.

作者：卢霄枫 李昌彬 郭玉杰 门友谊 周泽康 单位：安全工程国家级实验教学示范中心（河南理工大学） 河南理工大学安全科学与工程学院