程家驥，王亞朋

(青島科技大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，山東 青島 266042)

機(jī)電安全是安全工程本科專業(yè)課程體系的重要組成部分，主要以工業(yè)生產(chǎn)中的安全問題為核心，以基礎(chǔ)機(jī)械加工、電氣防護(hù)為理論基礎(chǔ)，綜合在生產(chǎn)過程中金屬加工設(shè)備、加工工藝、場地和電氣系統(tǒng)相關(guān)的輻射、靜電、高溫等不安全因素有可能導(dǎo)致的燃燒、爆炸、機(jī)械傷害、電擊等安全事故問題，最終形成的一門兼顧基礎(chǔ)理論知識和綜合實(shí)際應(yīng)用的專業(yè)課程[1-2]。

現(xiàn)階段機(jī)電安全根據(jù)其應(yīng)用場景的不同大致可以分為礦山機(jī)電安全、施工機(jī)電安全、制造機(jī)電安全和化工機(jī)電安全幾個(gè)領(lǐng)域[3]。其中礦山機(jī)電安全起步較早，現(xiàn)形成了一套比較成熟的課程體系。化工機(jī)電安全主要是依托化工機(jī)械與設(shè)備領(lǐng)域，具有典型的交叉學(xué)科屬性，其內(nèi)容以通用機(jī)械電氣知識為基礎(chǔ)，涵蓋化工設(shè)備和化工容器等相關(guān)內(nèi)容，在化工設(shè)備工程師與安全管理人員之間建立起交流的橋梁[4-5]。因此，化工特色院校有必要根據(jù)化工機(jī)械設(shè)備應(yīng)用場景建設(shè)機(jī)電安全相關(guān)課程。

青島科技大學(xué)是一所以化工為特色省屬重點(diǎn)學(xué)校，形成了以材料科學(xué)與工程、化學(xué)工程與技術(shù)、動力工程及工程熱物理等為代表的多個(gè)優(yōu)勢特色學(xué)科群。該校安全工程專業(yè)建立于2004年，始終保持以化工安全為核心的建設(shè)思路，每年都會向山東省及附近區(qū)域輸送大批的安全技術(shù)人才。遵照工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，新開設(shè)的“機(jī)電安全”作為安全工程專業(yè)本科生基礎(chǔ)課程將會緊密結(jié)合化工機(jī)械、化工生產(chǎn)等化工特色領(lǐng)域進(jìn)行建設(shè)。

1 課程內(nèi)容

國內(nèi)相關(guān)化工生產(chǎn)企業(yè)單位通常聘用機(jī)械工程、化學(xué)工程和化工設(shè)備等專業(yè)的高校畢業(yè)生從事化工設(shè)備裝置的運(yùn)行、維修和管理工作，這些工作人員對于工作中面對的機(jī)電設(shè)備的安全專業(yè)知識和業(yè)務(wù)能力并不扎實(shí)，存在較大的安全隱患[6]。而對于安全工程專業(yè)畢業(yè)的人員，其在學(xué)校專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中通常只針對普適的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了學(xué)習(xí)，對于化工設(shè)備專業(yè)知識有所欠缺，難以短時(shí)間內(nèi)學(xué)以致用。因此，應(yīng)在機(jī)電安全課程中注重安全知識與化工設(shè)備的結(jié)合，加強(qiáng)化工特種設(shè)備機(jī)電安全管理專業(yè)技能的學(xué)習(xí)。機(jī)電安全知識較為廣泛，合理設(shè)置課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)順序及方法是保證教學(xué)效果的基礎(chǔ)，課程主要應(yīng)分為緒論、基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識及應(yīng)用等(見圖1)。

圖1 化工特色院校機(jī)電安全課程體系結(jié)構(gòu)Fig.1 Curriculum system structure of electromechanical safety in colleges with characteristics in chemical engineering

1.1 緒 論

機(jī)電安全課程第一堂課的效果將影響學(xué)生對本課程的興趣和學(xué)習(xí)效果，緒論部分尤為重要，主要包含以下內(nèi)容：(1)意義與必要性。從化工設(shè)備的發(fā)展史、生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀與機(jī)電安全的內(nèi)在聯(lián)系、國家安全生產(chǎn)導(dǎo)向的客觀要求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求等方面進(jìn)行論述。(2)法律和法規(guī)。法律和法規(guī)是約束人員按規(guī)定管理機(jī)械、電氣設(shè)備的有效手段?，F(xiàn)階段我國高度重視相關(guān)法律法規(guī)的建設(shè)，以“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”為基礎(chǔ)，逐漸建設(shè)起機(jī)電相關(guān)安全管理的法律體系。目前我國機(jī)電安全領(lǐng)域的法律由特種設(shè)備相關(guān)的法律法規(guī)構(gòu)成。(3)機(jī)械產(chǎn)品類別。機(jī)械產(chǎn)品是本課程的基礎(chǔ)，通過對產(chǎn)品類別的介紹可以拓寬學(xué)生對本課程的認(rèn)識?，F(xiàn)階段機(jī)械行業(yè)的主要類別包括：農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型礦山機(jī)械、工程機(jī)械、石化通用機(jī)械、電工機(jī)械、車床、儀器儀表等10余種。(4)傷害類型。本課程的目的是防止傷害的發(fā)生以及降低產(chǎn)生危害的程度，只有讓學(xué)生了解機(jī)電傷害的類型才能激發(fā)其學(xué)習(xí)動力。機(jī)電傷害類型包括：物體打擊、車輛傷害、機(jī)械傷害、起重傷害、觸電等10余項(xiàng)。

1.2 機(jī)電知識

機(jī)電知識種類繁多、涉及工藝面廣、危險(xiǎn)程度不同、傷害種類各異，讓學(xué)生全面的了解機(jī)電相關(guān)傷害所涉及的領(lǐng)域，是培養(yǎng)機(jī)電設(shè)備安全管理專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)，主要知識內(nèi)容包括以下部分：(1)金屬冷加工安全技術(shù)：金屬切削機(jī)床基礎(chǔ)知識與安全、車床安全技術(shù)、鉆床安全技術(shù)、銑床安全技術(shù)、刨床安全技術(shù)、磨床安全技術(shù)、沖壓機(jī)械的安全技術(shù)、砂輪機(jī)安全技術(shù)；(2)金屬熱加工安全技術(shù)：鑄造安全技術(shù)、鍛造安全技術(shù)、熱處理安全技術(shù)、焊接與切割安全技術(shù)；(3)機(jī)械制造場所安全技術(shù)：廠區(qū)總體布置的基本要求、廠區(qū)物流的基本要求、作業(yè)場所職業(yè)健康的通用要求、作業(yè)場所的安全標(biāo)志和警示標(biāo)識；(4)電氣安全基礎(chǔ)知識：用電安全技術(shù)概述、電氣事故、工業(yè)企業(yè)供配電、電氣系統(tǒng)及設(shè)備安全、電氣防火防爆基礎(chǔ)知識；(5)電擊危害與防護(hù)技術(shù)：觸電危害、直接接觸電擊防護(hù)、間接接觸電擊防護(hù)；(6)靜電、雷電、電磁輻射的危害及防護(hù)：靜電危害與防護(hù)技術(shù)、雷電危害與防護(hù)技術(shù)、電磁輻射防護(hù)技術(shù)；(7)電氣防火與防爆安全技術(shù)：電氣火災(zāi)與爆炸的成因與條件、電氣防火與防爆的一般要求、電氣火災(zāi)與爆炸的預(yù)防措施、電氣火災(zāi)滅火要求、防爆電氣設(shè)備及其選擇。通過上述內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以了解各類結(jié)構(gòu)存在的風(fēng)險(xiǎn)，不同加工特點(diǎn)與危險(xiǎn)辨識，在此基礎(chǔ)上得出不同環(huán)節(jié)的安全防護(hù)裝置與措施。此外，還能對工業(yè)電力體系有所了解，明晰危害因素及防范措施。

1.3 化工設(shè)備知識

通過對化工設(shè)備知識的學(xué)習(xí)能使學(xué)習(xí)的機(jī)電知識具象化，讓學(xué)生明白不同環(huán)節(jié)化工設(shè)備所涉及的危險(xiǎn)因素，主要知識內(nèi)容包括：(1)化工設(shè)備圖：化工設(shè)備圖概述、視圖的表達(dá)方法、化工設(shè)備圖的閱讀；(2)化工工藝圖：帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管路布置圖；(3)化工設(shè)備常用材料：金屬材料及其性能、金屬材料簡介、非金屬材料及主要性能、化工設(shè)備的腐蝕及防腐；(4)機(jī)械傳動：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、常用聯(lián)接件；(5)軸與軸承：軸、軸承、聯(lián)軸器；(6)流體輸送機(jī)械：泵、離心泵、特殊泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)；(7)固體物料機(jī)械：固體物料輸送機(jī)械、固體物料粉碎機(jī)械、固體物料篩分機(jī)械；(8)其他化工機(jī)械：攪拌機(jī)械、制冷機(jī)、壓(過)濾機(jī)；(9)化工反應(yīng)器：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式及分類、氣液相反應(yīng)器、氣固相固定床催化反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、管式裂解爐；(10)化工容器：內(nèi)壓薄壁容器、外壓容器、壓力容器的基本結(jié)構(gòu)和附件、高壓容器、安全附件；(11)塔設(shè)備：板式塔的種類和結(jié)構(gòu)、填料塔；(12)換熱設(shè)備：間壁式換熱器、混合式換熱器、換熱器的選用與操作；(13)干燥設(shè)備：回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器、沸騰床干燥器、噴霧干燥器；(14)物料分離設(shè)備：旋風(fēng)分離器、離心機(jī)；(15)化工管路：金屬管和非金屬管、管件和閥門、管路的安裝、管路的保溫(保冷)、伴熱和涂漆。通過上述知識的學(xué)習(xí)，可以了解化工設(shè)備的組成，特種設(shè)備的特點(diǎn)以及各類設(shè)備都包含哪些機(jī)電風(fēng)險(xiǎn)。

2 教學(xué)模式

機(jī)電安全相關(guān)人才的培養(yǎng)需要強(qiáng)大師資隊(duì)伍的支持，可以借助中國機(jī)電工程協(xié)會的專家資源，邀請相關(guān)領(lǐng)域的行業(yè)專家開展講座教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生的知識學(xué)習(xí)廣度。本課程將內(nèi)容大致分為4個(gè)部分，分別是：機(jī)械設(shè)備相關(guān)危險(xiǎn)場景及對策；電氣設(shè)備相關(guān)場景及對策；化工設(shè)備成套系統(tǒng)及常見危險(xiǎn)源；化工設(shè)備常用組件，每部分分別邀請1～2名專家開展一次報(bào)告講座。在平時(shí)的日常教學(xué)中，利用數(shù)字多媒體技術(shù)克服以往課堂教學(xué)枯燥無味的問題，創(chuàng)新教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[7]。除了以往的使用PPT講授課程，還應(yīng)引入虛擬仿真技術(shù)開展教學(xué)。基于虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)手段不僅可以降低教學(xué)花費(fèi)，突破教學(xué)時(shí)間、地點(diǎn)的限制，還可以將書本內(nèi)的抽象知識具象化，讓真實(shí)的現(xiàn)場情景置于學(xué)生面前，增加學(xué)生對知識的感受，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)興趣。并且可以將虛擬仿真技術(shù)與課程作業(yè)相結(jié)合，學(xué)生根據(jù)所設(shè)置的4個(gè)部分挑選教師發(fā)布的相關(guān)課題，在仿真模擬的過程中了解化工生產(chǎn)的實(shí)際情況及危險(xiǎn)發(fā)生的發(fā)展過程，在加深學(xué)生對知識理解的同時(shí)提高學(xué)生的個(gè)體創(chuàng)新能力。在知識點(diǎn)教學(xué)過程中，特別是涉及化工設(shè)備知識點(diǎn)的教學(xué)應(yīng)注重案例教學(xué)的開展。在每次化工設(shè)備教學(xué)時(shí)可以向?qū)W生展示相關(guān)的設(shè)備模型，并利用視頻、模型等手段讓學(xué)生更加真切的認(rèn)識到生產(chǎn)中所涉及的化工設(shè)備，為以后學(xué)生進(jìn)入企業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8-9]。

3 課程考核

課程考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，由于本課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，傳統(tǒng)的單一試卷測試不能全面的評價(jià)出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也不利于提高學(xué)生對知識點(diǎn)的應(yīng)用能力。本課程考核以課堂表現(xiàn)為基礎(chǔ)，試卷測試為衡量標(biāo)準(zhǔn)，另外又讓學(xué)生隨機(jī)抽取一個(gè)化工設(shè)備生產(chǎn)案例，然后分析生產(chǎn)過程中該設(shè)備可能涉及的危險(xiǎn)源及防范措施，二則分別占比60%與40%。通過這種考核方式，既考察了學(xué)生對書本知識的學(xué)習(xí)效果，又促進(jìn)了學(xué)生對知識的應(yīng)用，提高了其發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力[10]。

3.1 試卷考核設(shè)置

試卷考核分為平時(shí)考核與期末考核，分別占比40%與60%。其中平時(shí)考核分為機(jī)械設(shè)備相關(guān)危險(xiǎn)場景及對策；電氣設(shè)備相關(guān)場景及對策；化工設(shè)備成套系統(tǒng)及常見危險(xiǎn)源；化工設(shè)備常用組件四部分，在每部分教學(xué)結(jié)束后采用隨堂考試，總成績?nèi)∷拇慰荚嚨钠骄?。期末考核設(shè)置在課程介紹后，分為主觀題與客觀題兩類，分別占比60%與40%。涉及金屬冷加工安全技術(shù)、金屬熱加工安全技術(shù)、機(jī)械制造場所安全技術(shù)、電氣安全基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)占比20%，涉及電擊危害與防護(hù)技術(shù)、靜電、雷電、電磁輻射的危害及防護(hù)、電氣防火與防爆安全技術(shù)知識點(diǎn)占比30%，涉及化工設(shè)備圖、化工工藝圖、化工設(shè)備常用材料、機(jī)械傳動、軸與軸承知識點(diǎn)占比30%，涉及流體輸送機(jī)械、固體物料機(jī)械、其他化工機(jī)械、化工反應(yīng)器、化工容器、塔設(shè)備、換熱設(shè)備、干燥設(shè)備、物料分離設(shè)備、化工管路知識點(diǎn)占比20%。

3.2 案例分析設(shè)置

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)性將化工設(shè)備知識體系分為4個(gè)部分：(1)化工設(shè)備常用材料、機(jī)械傳動、固體物料機(jī)械；(2)流體輸送機(jī)械、軸與軸承、其他化工機(jī)械；(3)化工反應(yīng)器、化工容器、物料分離設(shè)備、換熱設(shè)備；(4)干燥設(shè)備、物料分離設(shè)備、塔設(shè)備、化工管路，每部分設(shè)置一個(gè)相關(guān)案例。

讓學(xué)生隨機(jī)抽選一個(gè)案例作為主題進(jìn)行危險(xiǎn)性分析，并撰寫報(bào)告，報(bào)告根據(jù)要求應(yīng)包括(1)事故發(fā)生單位概況；(2)事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)以及事故現(xiàn)場情況；(3)事故的簡要經(jīng)過；(4)事故已經(jīng)造成或者可能造成的傷亡人數(shù)(包括下落不明的人數(shù))和初步估計(jì)的直接經(jīng)濟(jì)損失；(5)已經(jīng)采取的措施；(6)其他應(yīng)當(dāng)報(bào)告的情況等六個(gè)部分。最終根據(jù)提交報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)性和事故分析的合理性進(jìn)行評分。

4 結(jié) 語

化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，與國計(jì)民生有著極為密切的關(guān)系。抓好化工行業(yè)安全生產(chǎn)，專業(yè)性人才培養(yǎng)是核心。只有注重化工安全人才的培養(yǎng)，才能提升化工安全從業(yè)人員的整體素質(zhì)，從而有效預(yù)防和遏制化工事故的發(fā)生。通過對化工特色“機(jī)電安全”課程體系的設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的機(jī)電安全與化工設(shè)備課程進(jìn)行了緊密的結(jié)合，提高了其在化工生產(chǎn)過程中機(jī)電安全專業(yè)知識的應(yīng)用能力，為安全工程特色人才的培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)的保障。