張雷林 石必明 鐘 珍

（安徽理工大學(xué) 能源與安全學(xué)院，安徽 淮南 232001）

1 課程改革的目標(biāo)

高等院校安全工程專業(yè)開設(shè)電氣安全工程課程的目的主要有兩方面：一方面研究各類電氣事故，即研究電氣事故發(fā)生原因、特點(diǎn)、規(guī)律和防護(hù)措施；另一方面研究利用電氣知識(shí)解決各種安全生產(chǎn)問題，即研究運(yùn)用電氣監(jiān)測、電氣檢查和電氣控制的方法來評(píng)價(jià)系統(tǒng)的安全性或解決生產(chǎn)中的安全問題[1]。該課程著重培養(yǎng)學(xué)生3個(gè)層次的能力：首先是基礎(chǔ)知識(shí)能力，它是培養(yǎng)學(xué)生電氣安全素養(yǎng)的基礎(chǔ)；其次是電氣應(yīng)用和電氣安全管理能力，它是利用電氣知識(shí)解決安全問題和具備電氣安全管理工作的能力；最后是自主創(chuàng)新能力，它是在具備電氣安全素養(yǎng)和電氣應(yīng)用、電氣安全管理能力基礎(chǔ)上的進(jìn)一步強(qiáng)化提升。為了提高學(xué)生的電氣安全專業(yè)技能，培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題能力，電氣安全工程課程教學(xué)有必要改“知識(shí)傳授為導(dǎo)向”為“能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”[2]，綜合運(yùn)用多元化的教學(xué)模式，在知識(shí)、技能傳授的基礎(chǔ)上，最大限度地發(fā)揮課程潛能，實(shí)現(xiàn)育人的目的。

基于此，電氣安全工程課程的教學(xué)改革目標(biāo)為：以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，以能力培養(yǎng)為核心，綜合運(yùn)用多元化教學(xué)模式，著力培養(yǎng)學(xué)生的電氣安全工程意識(shí)、電氣安全工程素質(zhì)和電氣安全工程實(shí)踐能力、自主創(chuàng)新能力與自我學(xué)習(xí)能力。

2 課程改革的思路與策略

2.1 以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程體系構(gòu)建

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)電氣化程度不斷提高，電氣安全問題無處不在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，全國共發(fā)生電氣傷亡事故40起，造成41人死亡、3人重傷，給國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在高等院校的安全工程專業(yè)中開設(shè)電氣安全工程課程十分有必要。該課程是以電子電工學(xué)、工程技術(shù)學(xué)、電磁學(xué)、系統(tǒng)管理學(xué)等課程為基礎(chǔ)，涉及電工技術(shù)、檢測技術(shù)、控制技術(shù)、電磁技術(shù)和安全管理等相關(guān)的綜合性專業(yè)技術(shù)，屬于安全工程與電氣工程的交叉技術(shù)領(lǐng)域，涉及多門學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，是一門綜合性很強(qiáng)的課程。課程內(nèi)容主要來源于工程實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)將理論應(yīng)用于實(shí)際并指導(dǎo)實(shí)踐，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。因此，電氣安全工程課程體系的構(gòu)建必須凸顯“面向工程應(yīng)用、突出專業(yè)實(shí)踐、著眼創(chuàng)新能力”的特點(diǎn)[3]，并且做到將電氣安全素養(yǎng)和應(yīng)用技術(shù)能力的培養(yǎng)貫穿于本科教育始終，實(shí)現(xiàn)四年不間斷。

課程體系構(gòu)建的指導(dǎo)思想是根據(jù)我校安全工程專業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)和條件，堅(jiān)持“以行業(yè)需求設(shè)課程，以崗位需求練技能”的理念，對(duì)課程體系進(jìn)行改革與創(chuàng)新。具體而言，根據(jù)我校安全工程專業(yè)對(duì)學(xué)生應(yīng)用電氣知識(shí)解決安全問題和具備電氣安全管理工作能力的要求，確定與能力要求相對(duì)應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建基于能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的電氣安全工程課程體系。

電氣安全工程課程體系分為3個(gè)部分，如下圖。第一部分為電氣安全基礎(chǔ)理論，通過對(duì)該部分內(nèi)容學(xué)習(xí)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生電氣安全素養(yǎng)和提高電氣應(yīng)用能力的目標(biāo)。第二部分為電氣應(yīng)用與安全管理，該部分內(nèi)容為重點(diǎn)，通過該部分課程達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電氣知識(shí)解決安全問題以及具備從事電氣安全管理工作能力的目標(biāo)。第三部分為實(shí)踐教學(xué)課程，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，通過該課程達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生利用電氣知識(shí)解決專業(yè)問題和研究創(chuàng)新能力的目標(biāo)。通過上述內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入理解電氣安全的基本理論，具備理論聯(lián)系實(shí)際，能夠運(yùn)用相關(guān)理論分析電氣事故，查明原因，提出相應(yīng)防護(hù)措施和解決問題的能力。

圖 電氣安全工程課程體系圖Fig. The course system of electrical safety engineering course

2.2 “電氣安全基礎(chǔ)理論”部分的課程教學(xué)改革

電氣安全工程課程作為一門全國高校安全工程專業(yè)本科規(guī)劃課程。2015年起，安徽理工大學(xué)從教學(xué)方法、學(xué)習(xí)模式和作業(yè)方式等方面對(duì)電氣基礎(chǔ)理論部分進(jìn)行了全面改革。

（1）教學(xué)方法改革。

電氣安全基礎(chǔ)理論部分主要介紹工業(yè)企業(yè)供配電的基本知識(shí)，講述電氣事故概要、觸電事故的類型及分布規(guī)律，論述電流對(duì)人體的作用。該部分課程主要采用“章節(jié)引入法+案例分析法”的教學(xué)模式。即在講授前，列舉出與本章節(jié)課程有關(guān)的工程應(yīng)用案例，提出案例中涉及的專業(yè)問題并給出解決這些問題的基本方法，以及涉及到的基本專業(yè)知識(shí)。使學(xué)生明確本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過該部分學(xué)習(xí)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電氣安全工程的學(xué)習(xí)興趣和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（2）多元化的學(xué)習(xí)模式。

多元化是相對(duì)于單一來說的，包括多元化教學(xué)方式、多元化課堂教學(xué)以及多元化教學(xué)資源等。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式為“教師講授，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)”。多元化學(xué)習(xí)模式打破傳統(tǒng)的單一講授法，多種學(xué)習(xí)模式共同使用，打破僅在課堂中學(xué)習(xí)的模式，讓學(xué)生走出課堂步入實(shí)踐。多元化學(xué)習(xí)模式，適應(yīng)學(xué)生的個(gè)性特征，給學(xué)生充分的發(fā)揮空間，張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性，拓展學(xué)生思維，在實(shí)踐操作中鍛煉學(xué)生的能力。

（3）改變作業(yè)方式。

改變傳統(tǒng)的作業(yè)方式，多聯(lián)系實(shí)際，不再局限于書本知識(shí)，將作業(yè)多樣化，貼近實(shí)際，將書本知識(shí)應(yīng)用到日常生活中，達(dá)到學(xué)以致用的目的。例如課后作業(yè)可布置學(xué)生拍攝一些電氣安全事故（或隱患）的照片或錄像，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋其原理。通過該方式，任課老師經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，也得以積累大量電氣安全素材，使課件更貼近生活。與此同時(shí)又培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力。

通過“電氣安全基礎(chǔ)”部分的課程教學(xué)改革，達(dá)到了如下目標(biāo)：激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣；充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，全方位、高質(zhì)量、多層次的引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、自主學(xué)習(xí)。在保證教學(xué)質(zhì)量的重要前提下，使學(xué)生的電氣安全素養(yǎng)和自主學(xué)習(xí)能力得到較好的培養(yǎng)和提升。

2.3 “電氣應(yīng)用與安全管理”部分的課程建立

“電氣應(yīng)用與安全管理”部分為電氣安全工程課程體系的重點(diǎn)核心部分。根據(jù)全國安全工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)安全工程專業(yè)課程設(shè)置體系的指導(dǎo)意見，結(jié)合我校安全工程學(xué)科的特色（專業(yè)方向分為礦山通風(fēng)與安全、安全技術(shù)與管理兩個(gè)方向），兼顧其他行業(yè)領(lǐng)域，確定了直接接觸電擊防護(hù)、間接接觸電擊防護(hù)、兼防直接接觸電擊和間接接觸電擊的防護(hù)措施、電氣線路安全、電氣設(shè)備安全、電氣防火防爆、雷電防護(hù)、靜電防護(hù)和電氣安全管理等9個(gè)章節(jié)為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，其知識(shí)結(jié)構(gòu)涉及通用防觸電技術(shù)、電氣線路和電氣設(shè)備安全技術(shù)、電氣防火防爆、雷電和靜電安全以及電氣安全管理等5個(gè)方面。每章節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)均包括基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技能和相關(guān)工程技術(shù)等，以此來確定課程的教學(xué)內(nèi)容。

2.4 實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

實(shí)踐教學(xué)是電氣安全工程課程的重要組成部分。以高級(jí)應(yīng)用型專門人才培養(yǎng)為目標(biāo)，構(gòu)建以工程實(shí)踐和技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)體系，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電氣安全知識(shí)的了解和認(rèn)知，擴(kuò)寬學(xué)生視野，鞏固專業(yè)理論知識(shí)，提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力[4]。減少演示性、驗(yàn)證性、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，開設(shè)跨專業(yè)、跨學(xué)科的綜合性、設(shè)計(jì)性、探索性大實(shí)驗(yàn)[5]，努力體現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程的思考和設(shè)計(jì)，使學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)行業(yè)具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技術(shù)解決專業(yè)問題的能力。

對(duì)應(yīng)電氣安全工程課程體系的3個(gè)部分，同時(shí)結(jié)合我校安全工程專業(yè)特色，構(gòu)建了一套涵蓋課程單項(xiàng)性實(shí)驗(yàn)、課程綜合性實(shí)驗(yàn)和跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)等3個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)體系（課程單項(xiàng)性實(shí)驗(yàn)和課程綜合性實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課、跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)為課程設(shè)計(jì)）。第一層次為基本技能層，它是以基本原理驗(yàn)證為代表的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，如電氣設(shè)備絕緣電阻和吸收比測試實(shí)驗(yàn)。第二層次為綜合實(shí)踐能力層，它是以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為代表進(jìn)行專業(yè)性綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，如低壓電氣設(shè)置及故障狀態(tài)排查實(shí)驗(yàn)、中性線絕緣系統(tǒng)低壓漏電保護(hù)實(shí)驗(yàn)等。第三層次為創(chuàng)新能力層，它是以跨課程綜合性大實(shí)驗(yàn)為代表的創(chuàng)新能力層，如建筑物及施工現(xiàn)場的電氣安全設(shè)計(jì)、煤礦采區(qū)變電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

依照電氣安全課程3部分的改革特點(diǎn)，設(shè)計(jì)本課程總學(xué)時(shí)長為40學(xué)時(shí)，其中電氣安全基礎(chǔ)理論部分10學(xué)時(shí)，電氣應(yīng)用與安全管理部分20學(xué)時(shí)，實(shí)踐教學(xué)10學(xué)時(shí)；設(shè)計(jì)考核模式為“期末考試+課堂匯報(bào)+課后作業(yè)+創(chuàng)新實(shí)踐”四位一體的考查標(biāo)準(zhǔn)，其中期末考試成績占總成績的40%，課堂匯報(bào)占比20%，課后作業(yè)占比15%，創(chuàng)新實(shí)踐占比25%。

2.5 多元化教學(xué)模式的應(yīng)用

為了充分體現(xiàn)教育以學(xué)生為本，更好地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)生電氣安全素養(yǎng)，有必要探索以能力為導(dǎo)向、與專業(yè)相融合的多元化教學(xué)模式。

（1）分組合作式教學(xué)模式。

為了提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生最大限度地參與到教學(xué)過程中，組織學(xué)生開展分組合作式學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和個(gè)人創(chuàng)新能力。具體根據(jù)班級(jí)人數(shù)，將全班分為8-10小組（3-4人一組），每小組確定1名組長，組長負(fù)責(zé)將老師布置的研究課題進(jìn)行分解。課程學(xué)習(xí)過程中，結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，全組共同收集、整理相關(guān)資料，完成開題報(bào)告、階段性報(bào)告；課程結(jié)束后，提交總結(jié)報(bào)告，并制作PPT進(jìn)行課題演講。

（2）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式。

這種教學(xué)模式是在總體學(xué)習(xí)目標(biāo)的框架下，將總目標(biāo)細(xì)分為一個(gè)個(gè)小目標(biāo)，并把每一個(gè)學(xué)習(xí)模塊細(xì)化為一個(gè)容易掌握的“小任務(wù)”。在教學(xué)過程中，圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí)，以任務(wù)的完成結(jié)果檢驗(yàn)和總結(jié)學(xué)習(xí)過程等，通過改變學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，達(dá)到掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高專業(yè)技能的目的[6]。

（3）案例式教學(xué)模式。

案例式教學(xué)模式比較多，如描述性案例、課題型案例、主體型案例和綜合型案例等，這些模式各有優(yōu)缺點(diǎn)。在教學(xué)過程中如何應(yīng)用案例教學(xué)，可由授課老師根據(jù)具體情況靈活把握，既可以用來引出要講解的知識(shí)點(diǎn)，也可以用來講述理論知識(shí)的應(yīng)用[7]。另外，精選的案例要求生動(dòng)、形象并貼近生活。

（4）概念圖式教學(xué)模式。

在每章節(jié)教學(xué)完成后，從提高思維記憶質(zhì)量和效率出發(fā)，要求教師繪制涵蓋本章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的概念圖。采用概念圖進(jìn)行學(xué)習(xí)，使所學(xué)知識(shí)模塊形象化、結(jié)構(gòu)化、可視化和清晰化，幫助學(xué)生更好地整合、記憶、理解、歸納、演繹和優(yōu)化知識(shí)。與此同時(shí)，概念圖非常有利于開發(fā)學(xué)生的空間智能，對(duì)安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)也十分有利。

通過靈活運(yùn)用多元化教學(xué)模式，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[8]。同時(shí)對(duì)學(xué)生掌握如何應(yīng)用電氣知識(shí)解決安全問題，培養(yǎng)電氣安全素養(yǎng)起到十分重要的作用。

2.6 多元化教學(xué)資源平臺(tái)的建設(shè)

多元化教學(xué)資源平臺(tái)集成了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)、在線答疑系統(tǒng)和智能測評(píng)系統(tǒng)等，包括教學(xué)資源（教材、案例、視頻、圖片和課件等）的上傳下載、視頻學(xué)習(xí)、網(wǎng)上答疑、在線討論、在線測評(píng)等模塊。通過教學(xué)平臺(tái)可以將電氣安全工程課程體系中所有的學(xué)習(xí)資源集中在一起，為教師和學(xué)生提供一個(gè)教與學(xué)的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，以在線方式為教師提供在線輔導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)答疑服務(wù)，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、在線討論、課程測試和綜合測評(píng)環(huán)境[2]，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上教、學(xué)、練、考、評(píng)等功能。學(xué)生進(jìn)入教學(xué)平臺(tái)后，按照個(gè)人需要選擇想要學(xué)習(xí)的系列課程，學(xué)生可以一邊學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，一邊與老師或同學(xué)在線討論重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)習(xí)完成后，可以進(jìn)入作業(yè)智能測評(píng)系統(tǒng)，以檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。作業(yè)智能測評(píng)系統(tǒng)包括試題庫管理模塊、試卷生成模塊、測試模擬和評(píng)閱分析模塊等。測試完成后，及時(shí)為學(xué)生反饋成績，包括詳細(xì)的答案解析，有助于學(xué)生的錯(cuò)誤糾正。

自2015年課程改革以來，2016-2018年安徽理工大學(xué)安全工程專業(yè)學(xué)生在電氣安全工程課程期末考試過程中，一次性通過率分別為92.2%、97.0%和100%。從中可以看出通過率在逐年提高，尤其2018年課程測試中，通過率為100%，見下表。由此，說明了我?！耙阅芰ε囵B(yǎng)為導(dǎo)向的電氣安全工程課程改革”效果顯著。同時(shí)，通過電氣安全工程課程的教學(xué)改革，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和個(gè)人創(chuàng)新能力，3年來累計(jì)獲得省部級(jí)以上電氣類科技作品競賽一等獎(jiǎng)12項(xiàng)、二等獎(jiǎng)38項(xiàng)、三等獎(jiǎng)40項(xiàng)，取得了不俗成績。

表 近3年來我校電氣安全課程學(xué)生成績統(tǒng)計(jì)表Tab. The statistical table of student's grade in past three years

3 結(jié)論

《電氣安全工程》作為安全工程專業(yè)的一門核心課程，是該領(lǐng)域技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)中必不可少的重要組成部分，也是體現(xiàn)安全工程專業(yè)工學(xué)屬性的一項(xiàng)工程學(xué)專業(yè)技術(shù)。筆者結(jié)合講授該課程時(shí)的教學(xué)體會(huì)，對(duì)電氣安全基礎(chǔ)理論、電氣應(yīng)用與安全管理以及實(shí)踐教學(xué)體系等部分分別進(jìn)行了改革和構(gòu)建；并提出了多元化的教學(xué)模式以及建設(shè)了多元化的教學(xué)資源平臺(tái)。通過這些方法改革，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，顯著地提高了教學(xué)效果。