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北票市南八家鄉飲水安全工程是北票市農村飲水安全工程典型工程之一,工程采用機壓式自來水供水:即將水源井的水通過提水設備,利用微機恒壓或送到天池,再通過輸配水管網進入用水戶。工程施工周期為六個月;供水系統設計標準采用15年;設計供水人口近兩千人,設計供水量為135m2/d,屬于Ⅳ類供水工程;工程中預計鋪設供水管道2.2km。整個工程主要由地下水源、取水井、輸水管道、供水管網四部分構成,作為整個工程最主要的部分,管道施工質量關乎到整個工程的施工效果。為保證管道施工質量,必須在管材選擇、管線測量方面做好充分的準備工作。其次,管道施工中要掌握施工要點,做好溝槽挖設與支護排水、管道鋪設、連接和安裝、水壓試驗等工作。
2管材選擇及優點分析
2.1管材確定
我國輸水管材的選擇,一直以耐腐蝕、不易結垢與滲漏的塑料管材為主,很好地避免了自來水管道出現二次污染的可能。目前常見的管材有聚丙烯管(PP)、聚乙烯管(PE)、U-PVC管等。本次工程為單管飲水,輸水距離較長,在管材的選擇上著重考慮管道承壓能力、抗腐蝕性、經濟效益等因素。通過對多種管材的對比選擇,最后確定U-PVC管作為此次工程中管道用材。
2.2U-PVC管優點分析
近年來,U-PVC管材在飲水工程特別是農村飲水工程中獲得廣泛利用,不僅是因為其具有技術成熟、成本低廉、便于維護等諸多實用性,更是因為其有著良好的工程特性。具體可歸納為以下幾點:
(1)質量輕,便于裝卸。
相較于一般的輸水管材,U-PVC管的質量更輕,僅是鐵管的五分之一,這使得管材的搬運、裝卸極為便利,為施工提供便利的同時,還有助于節約施工成本。
(2)流體阻力小。
U-PVC管的內壁極為光滑,根據測算,其粗糙系數僅為0.009,這使得水流在輸送過程中受到的阻力極小,有效避免了沿途的能量損失,有助于水流傳輸距離的增長。
(3)機械強度高。
U-PVC管有著優越的機械性能,無論是對水壓、外壓還是外部沖擊,都有著很好的抗擊強度,適合常溫時任何強度條件下的施工作業。
3管線測量
3.1定位放樣
進行作業前,施工人員應先對工程設計圖紙進行詳細的了解,并根據建設方所提供的永久性標高點,進行兩次以上的閉合核實工作,確保無誤后,依據具體的施工要求及各個管線間的相互關系,對管線的開挖順序加以確定。接著依據已有建筑坐標及預設的開挖控制點,對管道軸線及管槽開挖邊界線加以確定。基槽開挖后,則在其底部放樣出管線軸線,并開展復核工作,再次確認無誤后,方可進行下一項施工。
3.2標高測量與驗收
基槽的開挖中,必須對基坑底部的標高進行嚴格的控制。工作人員進行測量時,必須在基槽底部放線至標高的控制點,從而盡可能避免超挖與欠挖現象的出現。此外,測量的結果必須經過反復的審核,確認無誤后方能使用,各施工測量量所允許的誤差范圍。需要注意的是,工程中的各項測量工作必須編制相應的測量方案并獲得批準后,才可進行。在測量中,測量人員必須認真記錄所測量的數據,并依據相關的文件控制管理工作規定,將這些資料進行系統的整理與歸檔。
4管道施工要點分析
4.1溝槽挖設與支護排水
依據設計,管道埋深為1.1m,管溝的開挖深度為0.9m,溝底保持水平,整個溝槽使用放坡開挖、明排水的施工技術,通過挖掘機進行挖設,后通過人工對溝坡進行修整。在開挖中,實際挖掘深度應略高于設計深度,以避免出現超挖,溝底上部15cm以內須通過人工進行修整,底部存在的大塊雜物必須及時清理,并始終保持溝底的干燥。此外,施工時,施工設備距離溝槽應保持0.8m以上距離。在易于積水的低洼地帶,應在溝底設置排水溝,溝槽中聚集的水由此引入集水井后,通過水泵抽出。最后,施工時應配備專業測量人員進行跟蹤式監管,避免超挖、少挖情況的發生,并確保放邊坡時人機的有效配合,從而避免出現安全事故。
4.2管道鋪設、連接和安裝
進行管道鋪設時的順序一般為:管材放入溝槽→管材連接→部分回填→水壓試驗→全部回填。當地形簡單,管線平直時,直接進行連接和安裝;當地形較為復雜,需利用管道的彈性進行彎曲鋪設時,則必須確保彎曲半徑不低于管道外徑的三百倍,長度不低于6m,公稱外徑不得高于160mm;當需要利用管道彈性進行折線鋪設時,則需依據管材制造商所提供數據,對不滲漏前提下管道可偏折角進行計算。這兩種鋪設方式可進行交替作業,但需注意的是,外界施工溫度必須在5℃以上,否則不得施工。對于部分特殊地段,例如橋梁、涵洞等,管道通過時,不可繼續采用U-PVC管道,而需改換成鋼管,兩者的銜接可通過采用法進行連接。此外,從回填開始到填土完畢或管道及設備的鏈接時,周圍環境的溫度變化不應超過5℃,否則需采用一定的保溫手段。整個管道必須均勻的承接在穩固的土料上,當需要安設承插式管道時,則要清楚插入處的基底土料,方便插接作業的同時,確保管體可充分貼緊基底。對于連接處部件的選擇,應確保內壁光滑,不會對過水造成干擾,且可以承受輸水時的最大工作壓力。管道連接處構件的安裝必須依照生產商提供的說明進行,安設完成后進行通水試驗,確定無滲漏后,才可進行土料的回填。
4.3水壓試驗
遵照設計規范,管道鋪設完畢后,應及時進行水壓試壓。開始時間為管道鎮、支墩結構穩定后。試驗時,先將管道注滿水浸泡一天,隨后進行封閉加壓,待壓力達到規定值后,對管道外壁滲水量進行詳實的觀測與記錄,整個過程不得低于10分鐘,且此過程中,還應不斷向管道內注水,以維持穩定的測試壓力。水壓試壓數據對照參照表。
4.4管槽回填
該過程須待水壓試壓達標且混凝土結構穩定后進行。回填時應兩側基槽同時進行,若一面一側壓力過高,會破壞管道的穩定性;回填土料應經過篩選,其中不得含有雜草等有機物質以及直徑大于2.5cm的石塊與土塊;回填時應分層鋪放,并將回填土進行壓實,使其可為管道提供側向壓力,以免管道發生位移與變形。此外,需注意的是,當地形發生變化導致覆土層厚度不足時,則需通過拉土回填的方法使其滿足設計標準。
5結語
1.1風險與風險管理
風險發展至今,廣義上的含義指的是未來結果的未知性,或者指的是對未來期望結果與未來真實結果所出現的不一性。受不同行業領域就風險側重點不一致影響,使得社會對風險含義存在各式各樣的理解,當前相對而言較為普遍的風險理解包括以下內容:①風險指的是造成損失形成的未知性;②風險指的是潛在的損失隱患;③風險指的是形成損失的可能性;④風險指的是人身財產損失;⑤風險指的是未來期望結果與未來真實結果所出現的不一性等等。不同行業領域對于風險的理解存在一定的差異,但這些理解均有著兩個基本特點,分別為損失性和未知性。風險管理屬于風險的衍生物,風險管理是社會發展階段,人類根據過往的歷史經驗以及先進的科學技術,探尋風險控制技術及風險引發規律的一門管理學科。以獲得令人滿意的成效。
1.2隧道工程安全風險管理
在隧道工程中,風險指的是安全事故引發的可能性與安全事故引發所造成的損失的組合。安全事故指的是在隧道工程中出現人員傷害、傷亡或者財產損失、經濟損失等不利情況;安全事故引發所造成的損失指的是在隧道工程施工過程中所有存在的、潛在的不利后果或者負面情況,好比人身財產受損、社會不良影響等。基于上述含義,隧道工程安全風險管理指的是隧道工程施工方經過對施工安全風險展開計劃、識別、評估、預測及處置等,對各類風險管理技術進行優化調配,就隧道工程開展針對的風險控制、風險處理,有效縮減由風險所造成的影響,實現通過低成本取得高安全保障的管理活動。
2隧道施工安全風險識別
隧道風險識別過程主要包括兩方面主要內容:①對隧道相關資料進行采集研究,為進行有效的風險識別,第一步應當組建專業的咨詢專家隊伍,隊伍成員應當包括隧道專業工程師、隧道工程項目總工程師、隧道專業教授以及隧道專業工程師等,經咨詢專家組對隧道相關資料進行全面的采集,并展開充分的研究,以實現對隧道工程實際情況的科學合理把握,提升隧道風險識別準確程度;②由咨詢專家隊伍成員展開頭腦風暴,評估預測隧道工程的首要潛在風險,可事先設立頭腦風暴的主要目的,即對隧道風險進行識別,并制定相關問題由咨詢專家隊伍成員進行討論作答,問題內容是:預測分析隧道工程施工期間存在哪些風險;預測分析造成風險的相關因素有哪些等。經過咨詢專家隊伍成員對風險的有效識別,得出隧道工程潛在風險情況。
1)隧道工程施工安全風險事故中,塌方事故約占其中的50.0%,導致隧道工程引發塌方風險事故的因素有很多。基于新奧法相關原理,隧道工程塌方的主要原因包括以下方面:①隧道工程施工環境地質條件不良,圍巖自穩水平不足,施工過程中沒有采取支護方式便出現塌方;②施工過程中,沒有對相關條件差地質體開展超前支護、注漿支護等預防處理,開挖爆破效果不足,使得圍巖應力集中,引發滑塌情況;③隧道工程規劃環節并未對隧道區域地質環節進行準確的分析、判斷,未就施工現場實際地質情況展開實時分析,使得在開挖進尺、支護參數設計內容等不規范。
2)導致隧道工程引發瓦斯風險事故的因素多種多樣,引起瓦斯爆炸有三種必要條件,分別是一定的瓦斯濃度、一定的溫度或者冥火、一定的氧氣濃度。瓦斯爆炸事故必須要有一定的氧氣濃度,在沒有氧氣的情況下是不可能出現瓦斯爆炸的。但另一方面,為了確保隧道工程施工人員的人身安全,保證隧道工程施工的順利進行,不得不供給充分的氧氣。相關風險管理研究指出,施工人員的不規范施工行為、施工設施設備的不安全狀態以及施工管理制度的不完善情況等,均可能引發瓦斯爆炸。
3隧道施工安全風險管理
3.1風險自留
風險自留,即對風險進行接受,指的是承受風險的主體對風險進行自行承擔,同時采取相關的應對工作。隧道工程施工方應用風險自留策略過程中,要求施工方能夠對風險有著全面的了解,并組織安排科學合理的風險應急解決計劃,實施有效、有針對性的風險防范策略,最大限度的將風險出現的可能性降至最低值,縮減潛在的風險損失。采取風險自留策略包括以下三方面情況:①主動風險自留情況,即通過評估預測得到風險引發可能性較低,風險出現所導致損失較小,自行承擔風險的情況;還有一種對于風險評估預測沒有十足把握,自行承擔風險的情況;②被動風險自留情況,即難以對風險進行有效轉移、回避,只能夠自行承擔風險的情況。隧道工程施工方不管是選擇哪一種風險自留情況,第一步都應當開展好風險評估預測工作,通過對各式各樣潛在的風險進行有效的評估預測,對于風險引發概率、風險損失程度做到心知肚明,盡可能防止受風險評估預測不合理影響,而造成對風險認識不足,最終只能夠毫無計劃地選應用風險自留策略。若通過有效的風險評估預測,認識到風險引發概率較低、風險損失程度較小,隧道工程施工方就可對風險展開計劃性自留。同時,隧道工程施工方采取風險自留策略后,還應當實施相應的風險控制手段,全階段對風險展開監控,一經發現風險出現轉變,應立即更新風險控制手段。風險控制不但能夠對風險源、風險因素引發進行防范及縮減,還可以將涉及風險的人、物與風險源及風險因素進行有效剝離,盡可能降低風險導致的損失。
3.2風險轉移
風險轉移,指的是原風險承擔主體經采取相關方法把風險轉移至另一主體。風險轉移不僅轉移了風險,還轉移了風險可能產生的收益。現階段,風險轉移策略得到廣泛應用,其被認為是當前最行之有效的一種風險處置策略。隧道工程行業通常應用的風險轉移方法有:①采取擔保方式,由擔保人作為風險轉移的主體對象,例如,在相關雙方簽訂合同時,一方要求另一方必須履行合同要求的保證金;②找尋合作伙伴的方式,受人屬性優劣特征有別影響,使得每個人對于風險的承受能力不盡相同,即一些風險對于不同的人可能會出現不同的損失引況,例如,隧道工程施工方可將一些專業性強、難度較大的施工項目通過邀請專業的施工隊伍得以完成;③購買保險的方式,由保險公司作為風險轉移的主體對象,例如,我國相關法律法規特別強調,施工單位必須要為從事危險職業的職工辦理人身意外保險,并支付保險費用。
3.3風險回避
風險回避指的是風險承擔主體對風險源、風險因素進行有效消除,防止風險出現的可能性。風險回避屬于防范風險的一種有效手段,但同時風險回避會使得風險造成的收益喪失。由此可見,在應用風險回避前,應全面分析風險實際情況,就風險引發的概率及風險引發的損失程度有著十足的駕馭能力。自另一方面風險管理角度而言,風險回避屬于一項負面的風險處置策略。
3.險利用
風險是存在兩面性的,一方面風險會給人們造成損失,另一方面風險能夠帶來一定的收益,即并非任何風險都會使人遭受損失,人們通過對風險的有效利用,同樣能夠化風險為收益。隧道工程施工方可采取風險利用策略,但不是任何風險都能夠被利用,風險也不是任何人都能夠利用的。隧道工程施工方采取風險利用策略過程中,應當注意以下幾點:①對風險展開嚴格密切監控,隧道工程施工方風險管理人員須對風險展開嚴格密切的監控,對風險損失、收益兩面的轉變情況進行第一時間反應,實施應對策略,順著風險發展的趨勢,向有利于獲取收益的方向加以引導;②實事求是,隧道工程施工方應客觀認清自身實力,并對外界和尋求的實力展開整體評價,只有對自身實力、外界實力有了明確的認識,才不至于在對風險進行利用時力不從心,此外還應當認識到風險利用策略不但要求要有充足的經濟實力,而且還要求要有十足的駕馭水平;③科學合理應對,采取風險利用策略前,應當進行全面充分的前期準備,制定好風險利用成功或失敗的應急防范預案,不至于在風險利用失敗后沒有后路可退。
3.5建立安全管理控制體系
建設單位應當協同施工單位到施工現場開展安全技術交底程序,并結合施工現場相關危險因素,對規劃的隧道工程施工、安全技術方案進行分析,輔助規范應急預案,制定監控策略,避免引發安全事故。隧道工程相關方結合自身切實情況,做好嚴謹的隧道工程施工安全風險引發應急預案。制定預案所涉及的內容務必要全面、規范,同時要具備目標性、針對性以及合理性等特征。加強對隧道工程主體管理的重要性認識,強調指定要求、考核,經指定人員貫徹實施,提升隧道工程全體施工人員的安全風險管理責任。為了確保安全風險控制管理工作的順利進行,隧道工程施工方還應當將施工建設相關的各個單位部門統一收納風險控制管理信息系統,建立安全管理控制體系,在隧道工程施工全體人員參與、不同側重的實施模式,促進隧道工程施工全面安全風險管理工作進一步完善,安全管理工作效果顯著。
3.6強化對施工人員的管理
現階段,我國隧道工程施工存在安全風險管理技術落后的問題,隧道工程安全風險管理技術所涉及的內容十分廣泛,且施工環境存在復雜的特征,而我國很大部分隧道工程施工企業中的技術人員所擁有的專業技術并不能滿足風險管理需求,使得隧道工程安全風險管理效果不盡如人意。從現階段隧道工程施工安全風險管理技術落后問題出發,隧道工程施工方應當結合自身實際情況,對安全風險管理人員開展針對性的技術培訓、安全教育培訓工作,全面整合風險管理技術框架,注重科技創新,逐步完善安全風險管理理念;施工方還應當組織安全風險管理人員對隧道實際工程施工情況進行專題分析,提升安全風險管理人員主觀能動性,全面提升安全風險管理人員專業技術水平、風險防范意識;同時在隧道工程施工準備階段,按照隧道工程特征進行一系列專業技術培訓,一方面傳授施工實用的技能,包括混凝土常規知識、配比準則、混凝土拌合方法、施工縫隙處理以及鋼筋正負筋調節等,應當有針對性地開展風險防范、風險規避等知識的學習,一方面開展工作職責教育,加深施工人員對安全施工重要性的認識,塑造其良好的責任心及道德素養,以在隧道工程施工過程中更好地進行安全風險管理工作。
4結束語
關鍵詞:城市;交通;安全;工程;設計。
城市作為社會文明進步標志之一,在國家政治、經濟及文化諸多方面的作用日益突出,可以說城市化水平的高低是一個國家文明程度、社會進步和經濟發達的重要參數所以大力發展城鎮建設,對城市進行合理而健康的規劃和管理極為重要,城市軌道交通安全問題,貫穿于設計、施工、運營等全過程。在城市軌道交通安全問題越來越受到重視的今天,設計作為城市軌道交通安全建造與安全運營的首要環節,設計單位及其廣大設計人員,應如何面對軌道交通“安全問題”?本文就此幾方面進行探討。
一、城市軌道交通安全工程的概念
1.1定義
城市軌道交通安全工程,是影響城市軌道交通安全建造與安全運營的全部工作的總稱。
1.2安全工程的設計范圍
安全工程貫穿于各設計研究階段,這包括:預可行性研究階段;可行性研究階段;總體設計階段;初步設計階段;施工圖設計階段;后續服務階段。
1.3安全工程的設計內容
按照“安全第一、預防為主”的方針,在設計中采取有效措施,避免因設計不合理導致城市軌道交通工程在施工和運營中發生安全事故,這就是城市軌道交通安全工程的設計內容。對于下述安全事故,在設計時就應給予充分考慮,以避免或減少事故損失。
1.3.1火災
在火災情況下,人員的傷亡,主要有以下幾方面:燒死燒傷;高溫灼傷;缺氧窒息;煙氣中毒;踩踏;不正確逃生方式造成的摔死、摔傷;引發其他并發癥等。
1.3.2撞擊
撞擊事故,包括:車撞車;車撞物;車撞人。
車撞車:追尾事故或乘客列車與其他車輛相撞(當線路不封閉時)。
車撞物:列車與永久性物體相碰,如:在永久性建筑物及構筑物變形、斷裂、松動、脫落時,侵入限界,未能及時處理,而導致與列車碰撞或剮蹭;列車與臨時性物體相碰。
車撞人:列車與工作人員、乘客、闖入或穿越行車線路者、平交道口搶行者等相碰。
1.3.3電擊
產生電擊的因素很多,主要有:觸及電氣設備的帶電體(或絕緣破壞);觸及漏電電氣設備的外殼(接觸電位差超標);電纜金屬屏蔽層感應電壓超標等。
1.3.4踩踏
在發生突發客流、突發事件、自動扶梯失控等情形下,處理不當,會造成不同程度的踩踏事故。產生突發客流的因素有:節假日(如北京清明節)、大型群眾活動、惡劣氣象等。
1.3.5人為襲擊等
爆炸、縱火、毒氣等。
1.3.6建筑物垮塌
運營期間,車站、隧道、其他建筑物或構筑物發生垮塌
1.3.7其他災害
針對地震等地質災害、透水、洪水、雨雪風霧、沙塵等,設計應考慮防震、防淹、防洪、防雷、防風等。
1.4施工期間
城市軌道交通工程,在施工安裝期間,也會發生各種各樣的安全事故,如:結構開裂、坍塌以及建設項目周邊環境出現沉降或坍塌等。施工不當或設計失誤會導致這些事故的發生。
1.5設計期間
項目前期決策失誤,雖不會直接威脅到人身安全,但會給項目帶來財產損失或影響項目經濟效益。二、安全工程的設計原則
主要原則城市軌道交通安全工程的設計,應以下述要求為目標,在正常使用時:
必須防止因乘客使用系統而造成對乘客的傷害與危險;必須防止系統對運營人員及其他人員的傷害與危險;必須防止運營設施及車輛遭受損害與損失。
城市軌道交通車輛和運營設備的選擇,必須技術成熟、安全可靠、滿足功能、維修方便、經濟合理。乘客使用或操作的設備,必須易于識別,設置在便于觸及的地方,并保證不當的操作或使用也不會導致系統發生危險。必須為殘疾人、老人、孕婦及帶領兒童的人在使用該系統時提供安全舒適的措施。應當在軌道線路、隧道及車站站臺、站廳、疏散通道、出入口、通風亭、列車車廂內及其他運營場所的醒目位置設置保障城市軌道交通安全運營的各類發光導向、疏散、提示、警告、限制、禁止等安全標志。對于起火風險大的設施必須加以圍護,減少可能的火情蔓延;在對火情及有害燃燒氣體與熱量控制的基礎上,應保障有效疏散措施;鋪設在地下車站、隧道及車輛上的電纜應不含鹵化物,并避免燃燒時產生有毒氣體;一旦發生火災,通風排煙系統應能進入火災運行模式,以保障人員疏散或滅火。
三、防火設計的重點提示
在城市軌道交通工程的各種災害中,火災是首位的。所謂火災,是指在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。
3.1火源
在城市軌道交通工程中,引起火災的火源是多方面的,歸結起來,主要有以下幾種。了解這些火源,將有利于防火設計。
電氣火災:絕緣老化、違反用電規定、電氣設備設計或安裝不當、過負荷、電氣短路等,都可能導致火災;生活用火引燃:如煙頭等引燃可燃物;生產用火引燃:如施工中由電焊、氣割、打磨、切割等的火花或其他火種引燃可燃物;人為破壞縱火。
3.2火災應急處置預案的編制
在系統投入試運行前,設計單位應協助業主單位編制火災應急處置預案。
3.3建筑防火的設計要素
疏散通道、疏散門、安全出口、疏散用樓梯及自動扶梯、隧道聯絡通道的設置;疏散能力;設備及管理用房的門至安全出口的距離。
3.4消防給水與滅火裝置的設計要素
消防給水系統、滅火器配置、自動噴水(或噴霧)滅火系統、氣體滅火系統、消火栓系統
3.5防煙、排煙與事故通風系統的設計要素
機械防煙、排煙設施的設置、防煙、排煙系統與事故通風的功能、防煙分區的劃分、設備的排煙能力、排煙設備的耐熱能力、送風量的要求
3.6防災用電、應急照明與疏散指示的設計要素
消防用電的要求、應急照明的連續供電時間、應急照明的設置、疏散指示標志的設置
四、結語
城市軌道交通安全工程的設計工作,需要給與重點關注。這樣做的目的在于,強化城市軌道交通安全工程設計的重要性,使城市軌道交通安全工程的設計更加系統化、程序化、規范化。為實現這個目的,只研究設計導則還不夠,還應該建立一套安全工程的設計評價體系。
參考文獻:
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61.安全工程本科畢業設計與綜合性人才培養分析與評價
62.安全工程專業《空氣調節》課程教學與考核改革研究
63.寧夏中南部城鄉飲水安全工程連通海原縣
64.產學研結合培養煤礦安全工程專業人才的改革與實踐
65.淺談農村飲水安全工程建設與管理
66.如何因地制宜設計農村人飲安全工程
67.建筑方向安全工程專業實踐教學體系的研究
68.安全工程專業人才培養的思考與建議
69.關于農村飲水安全工程管理問題的探討
70.淺析高寒山區公路的安全工程管理
71.陸良縣2015年農村飲水安全工程建設管理
72.對尾礦庫閉庫治理安全工程項目立項的認識
73.淺談農村飲水安全工程運行管理中存在的問題及應對措施
74.關于農村飲水安全工程的思考
75.完善農村飲水安全工程運行機制
76.陸良縣農村飲水安全工程建設中存在的問題及解決方法的探索
77.淺析福泉市農村飲水安全工程的管理措施
78.突出行業特色的安全工程認識實習教學改革與實踐
79.關于農村飲水安全工程長效管理機制的思考
80.安全工程專業教學存在的問題及建議
81.農村飲水安全工程建設存在的問題及解決對策
82.太康縣農村飲用水安全工程實施辦法
83.假期兼職對安全工程專業大學生素質的影響
84.沈陽質監加快部署電梯安全工程工作
85.基于MOOC資源的彈藥安全工程課程教學模式改革探索
86.農村飲水安全工程的建設與管理
87.基于農村飲水安全工程的建設與管理
88.解讀《消防安全工程》系列標準
89.安全工程材料在重大災害事故防治中的開發與應用
90.高職院校安全工程類專業校內實踐能力培養途徑探究
91.安全工程實驗室信息化平臺建設探索
92.晉中市農村飲水安全工程現狀及可持續發展分析和探討
93.安全工程專業卓越計劃實踐教學體系構建與實施
94.《化工安全工程》課程教學的改革創新
95.淺析煤礦安全工程監控發展走勢
96.安全工程專業本科畢業設計改革探討
97.農村飲水安全工程建設存在的問題及對策
98.農村飲水安全工程在遷安市的建設與思考 .
關鍵詞:CDIO;課程體系;實訓課程
一、引言
CDIO工程教育模式的核心體現在兩個方面:一是強調工程活動的真實背景環境,這就要求工程教育培養的學生具備在真實的社會環境中進行工程活動所必需的知識和能力,這不僅涉及專業技術知識和能力,還包括與工程活動相關的社會、政治、經濟、文化和環境等非技術要素。二是強調產品、過程和系統的構思、設計、實施和運作的完整生命周期,注重工程師系統構建能力的培養。所以要實現培養能夠勝任這個生命周期中所有活動的工程師的這一目標,工程教育必須重視工程的實踐本質要求,能夠提供真實工作環境培養學生的CDIO能力。結合CDIO工程教育模式的核心理念,某校安全工程專業的課程體系建設從八個方面展開。
二、基于“CDIO工程教育模式”的課程體系建設
1.CDIO背景環境的建立。CDIO背景環境的建立包括CDIO理念在培養目標、畢業要求、課程體系以及教學條件的保障等多個方面。從諸多環節保障學生能深刻認識安全產品(以“安全技術”和“安全管理”形式輸出的產品)的構思、設計、實施和運作過程,并培養其相關能力。依據專業培養目標,安全工程專業制定了12項畢業要求,從個人基礎知識、人際交往能力、安全產品建造能力以及學科知識等方面對學生的培養提出要求。在培養目標和畢業要求的基礎上,安全工程專業制定了基于CDIO模式的課程體系。通過數學等自然科學類課程、工程基礎類和專業基礎類課程培養學生思考工程問題的能力,通過一系列課程設計培養學生設計安全產品的能力,通過金工實習、認識實習、專業實習以及畢業實習等課程為學生提供安全工程實踐環境,掌握安全產品的實施和運行知識,具備相應的能力。同時,通過畢業論文(設計)環節的培養,綜合各種通識類課程的教授,培養學生的綜合能力。2.專業利益相關者參與課程體系建設。按照CDIO教育理念,課程體系應能符合專業培養目標,并得到專業利益相關者的驗證。根據某校專業培養目標修訂制度的規定,安全工程專業每四年修訂一次培養目標,同時對課程體系進行修訂,保證課程體系建設符合專業培養目標。課程體系修訂的過程分為兩個層次完成:第一層次每年開展一次,主要進行修訂資料的積累,由學院院長牽頭組建包括所有專業教師在內的課程體系修訂領導小組,在開展用人單位調查和畢業生調查的基礎上,初步明確課程體系的修訂內容;第二層次四年開展一次,按照第一層次積累的修訂意見修改課程體系,并召開行業專家會,確定最終的修訂方案,制定新版課程體系。專業利益相關者主要包括學生(通過畢業生體現專業獲益)、專業教師、用人單位和行業專家(通過行業專家來評價專業獲益)。所有的利益相關者均參與課程體系的建設,并從學生獲知需求、教師在專業上的成長、用人需求等角度出發,協助調整課程設置,行業專家則從行業發展的角度評價課程設置的合理性,保證課程體系能得到專業利益相關者的驗證。3.綜合性教學計劃的設計和實施。按照CDIO教育理念,本專業構建了相互支撐的綜合性課程體系,并明確將基本個人能力、人際能力和對安全產品的構建能力的培養融于其中。(1)著眼于基本個人能力培養的課程體系。基本個人能力的培養主要通過公共基礎課和學科基礎課實現。包括數學類和自然科學類課程,奠定牢固的自然科學基礎,英語和計算機是應用工具類課程,以一系列思想政治課為思維導向,培養學生社會責任感、職業道德和敬業精神,并注重職業生涯規劃;學科基礎課包括熱工基礎、工程力學、電工學、流體力學等課程,為專業學習奠定基礎。(2)著眼于人際能力培養的課程體系。通過一系列通識類課程以及畢業設計課程培養學生具有較好的人文社會科學素養,能夠在多學科背景下處理好個人和團隊之間的關系,發揮個體優勢,具有團隊協作能力,并具有一定的組織領導能力;具備一定的國際視野,能夠在跨文化背景下就復雜的安全工程問題與同行及社會公眾進行有效溝通和交流。同時通過安全法律法規等課程的講授,培養學生在工程實踐中自覺遵守工程師職業道德和規范,履行社會責任和義務。(3)著眼于安全產品構建能力培養的課程體系。安全產品構建能力的培養主要通過學科基礎課、專業課以及各種實踐環節實現。第二學年開設部分學科基礎課程,重點培養專業基礎知識與技能;第三學年主要開設部分學科基礎課和專業課,并開展多種形式的專業實踐(金工實習、認識實習、專業實習),重點培養學生的安全專業素養和工程實踐能力,并以注冊安全工程師和安全評價師執業資格考試的主要科目為參考設置安全評價綜合實訓等一系列實踐課程。每門專業基礎課和專業課均設有一定學時的課程設計,在掌握理論知識的基礎上,強化學以致用,培養學生系統思考解決問題的能力;第四學年組織開展畢業實習、畢業設計(論文),注重將學位論文與工程實踐項目相結合,培養學生的設計能力,從論文選題、設計方法和應用價值多個方面建立論文質量評審指標,考察學生運用基礎理論和專業知識分析解決復雜工程問題的能力。(4)工程導論課程的設置。本專業開設必修課《安全科學基礎與職業發展》作為工程導論課程,一方面激發學生對安全工程領域的興趣和動力,另一方面講授安全工程實踐所需要的知識和能力框架,并且引出必要的個人和人際交往能力。(5)設計—實驗經驗的培養,在課程計劃中包括兩個或更多的設計—實驗經驗,其中一個為初級的,一個為高級的。初級的設計—實驗經驗培養課程包括機械設計課程設計、系統安全工程課程設計、鍋爐壓力容器安全課程設計、機械安全課程設計、電氣安全課程設計。其中,機械設計基礎課程設計已經經過三年的教學實踐,學生的設計能力在逐年提高。高級的設計-實驗經驗培養課程主要包括畢業設計,最后以畢業論文的形式考核。培養學生圍繞復雜安全工程問題開展設計,要求有充分的設計論證和正確的設計方法,并提供設計圖紙或設計方案或體系。本專業通過兩層機制對畢業設計環節進行質量控制:一方面,對畢業論文的指導與評審流程進行質量控制,嚴格控制畢業論文指導與評審過程。另一方面,為了進一步貫徹CDIO理念,培養學生從構思、設計到實施、運行的工程實踐能力,專業邀請安全工程領域的專家和企業指導老師共同參與畢業設計(論文)的指導和考核,對培養學生的工程意識發揮促進作用。在近三年的畢業設計(論文)工作中,本專業分別邀請過北京市安監局、北京市北一機床股份有限公司、北京東燕京礦山設備有限公司等多家單位的老師指導學生實踐,并對論文提出修改意見,增強學生的工程實踐能力,使論文與實際聯系更加緊密。(6)工程實踐場所保障。安全工程專業近年來在二十多家企事業單位建立了實習基地,組織安全工程專業全體學生在基地進行了實習活動。課程體系中包括的金工實習、認識實習和專業實習都有對應的工程實踐場所,各類課程設計都有對應的實驗室環境保障。(7)綜合實訓課程培養多方面能力。通過開設安全評價綜合實訓課程、安全人機綜合實訓課程、消防工程綜合實訓課程,既為培養學生的綜合性學習能力和主動學習提供了保障,又提高了教師的工程實踐能力,同時保障了學生以及教師的個人基礎知識、人際交往能力以及安全產品建造能力的獲取。(8)通過課程目標達成度評價畢業要求達成度,每門課程設置與畢業要求相對應的課程目標,通過分析所有學生的課程目標達成度來評價畢業要求達成度,以此來進行學生成績的考核,評價學生在個人基礎知識、人際交往能力、安全產品建造能力以及學科知識等方面的學習效果。
三、總結
關鍵詞:安全工程;課程導論;教學模式;教學實踐
一、引言
初入大學校門,安全工程專業新生絕大多數對本專業的認知甚少,僅有極少數做過一些調查和研究,但也不系統和不全面。他們對本專業既感到好奇又感到迷茫,迫切想知道本專業的性質、特色、現狀、發展趨勢及就業去向。如果不加以引導,將對其今后的大學生活產生學習興趣缺乏、學習動力不足等負能量。為解析同學們的疑惑,提升其對本專業的認同感和科學研究興趣,按照學校的統一安排與要求,在大一新生中開設了《安全工程前沿》這門課程,由本專業教學經驗豐富的教授授課,詣在使大一新生對安全工程課程體系有個總體了解,同時為其打開一扇通往安全科學技術領域新世界的大門。通過近幾年的教學實踐與思考,筆者所在教學團隊不斷完善課程教學大綱、授課計劃,在教學目的與教學方法上面進行了有益的探索。從學生的上課情況、提交的學習報告及其他反饋意見看,學生對該課程反響強烈,達到了預期的教學效果。
二、教學目的與意義
人才培養是高等教育的中心任務。安全工程本科培養目標是培養適應國家重大需求和社會主義市場經濟發展需要,掌握安全科學、安全工程技術、安全管理和職業衛生的基礎理論、專業知識、基本技能,具備從事安全工程方面的研究、設計、檢測、評價、監察和管理等工作能力和素質,德、智、體全面發展的高級專業人才[1-3]。依據培養目標與計劃,專業導論課應為新生對所選專業進行解讀。主要回答專業(學科)是什么、為什么(學習這個專業)、學什么(專業內容)、怎么學(學習方法指導)、做什么(就業規劃)等方面的一系列問題[4]。因此導論課對學生的學習有認識論和方法論的導引意義,也有幫助學生開闊視野,樹立與職業相關的正確人生觀、價值觀,進行高水準的職業生涯規劃的指導意義,對于學生具體專業或課程良好學習效果的取得及能力提高、思維方式養成等都有重要意義。簡言之,就是一個“賦能”過程,賦予學生創新創造的能力,助推其達到一個更高的平臺。成功的導論課可以輔助學生的成長,甚至影響學生的一生[5]。(一)喚醒學生自主學習熱情目前,我校教學計劃還沿用先基礎課,后專業基礎課,再專業課的“三步曲”。大一、大二主修基礎課,大三、大四主修專業基礎課和專業課。這樣的教學安排,部分學生在基礎課學習期間感到迷茫,主要表現為:其一,“我學了兩年的基礎課,怎么覺得對以后的專業學習沒有多大的益處”;其二,“學校有很多競賽或項目都需要專業知識支撐,我又沒有學過專業知識,我無法參加”;等等。這些困惑會導致學生基礎課學得不扎實或錯失很多參加競賽或項目的機會。出現這些現象,究其根源,學生還是延續了高中時期的學習氛圍與習慣,沒有從“要我學”轉變為“我要學”。為此,導論課應讓學生了解本專業的教學計劃體系、進度以及課程之間關系;正確認識基礎課、專業基礎課和專業課之間的關系,認識到打好基礎的重要性,只要有了堅實的基礎知識、基礎理論和基本技能,以后的專業課程才更容易接受。同時,鼓勵學生主動反復與專業課教師聯系,積極爭取參與其科研活動,期間針對性查閱相關資料,參與國家和學校層面的競賽和項目申報。令人欣慰的是,每年都有大一、大二的學生找教師探討問題或尋求相關的資料。由于提前介入,加之準備較充分,均能取得較好的效果。通過競賽和項目的鍛煉,既學到了知識,又提高了技能,大學生活豐富飽滿。(二)激發學生對本專業的興趣古希臘哲學家柏拉圖說過:“良好的開始是成功的一半。”對于剛步入大學學堂的新生而言,首先要激發其對所選專業的興趣,否則將對今后的大學學習生活產生不利影響。前些年,因專業推介工作不到位,曾發生過學生因不了解本專業,對本專業沒有興趣而轉投其他專業深造的現象。著名心理學家皮亞杰認為,一切有成效的工作必須以某種興趣為先決條件。實踐證明,當人們對某方面事物感興趣的時候,這種興趣會引導他們積極地從事這方面的實踐活動。有了興趣,才能談如何學習,才能尋求學習的方法和技巧。托爾斯泰說過:“成功的教學所需要的不是強制,而是激發學生的興趣。”為此,選擇近期發生的與本專業密切相關的典型案例為切入點,輔以多媒體等教學手段,剖析工程實例的解決方案,使學生了解所學知識在工程和研究中的應用,激發學生的學習興趣,變被動學習為主動學習,為課程學習做好鋪墊。例如,在回答“安全工程是干什么?”時,以2015年8月發生的天津港特別重大火災爆炸事故為切入點,引導出安全學科的研究內容。簡言之,就是預防生產事故的發生,確保生命財產安全和經濟建設持續穩定發展,并從如何預防此類事故的發生進一步引伸出專業課程的設置,這樣學生就對本學科有了整體印象,專業學習內容及其關聯性也有了清晰的認識,從而有針對性地規劃大學生活。
三、教學方法
(一)運用新生已知知識講解教無定法,貴在得法。一個深入淺出、合理而恰當的教學方法是教學效果優良與否的保證。在導論授課中發現,由于課程中需要引用較多的專業術語,而學生不易吸收消化。鑒于大一新生知識結構停留在高中層面,理解與掌握知識的能力不夠,需對教學方法做適當改進,以新生的發展特點和已知知識為基礎,以啟迪學生思維為出發點,將創新理念、學習方法的指導融入到教學過程中。如,在講解礦山安全研究熱點之礦山采空區的危害、穩定性評估、探測技術及控制技術時,就運用高中物理等相關知識,學生很感興趣,也容易理解和接受。教學時,采用通俗易懂的語言和啟發性的設疑,恰當提問,給學生制造更多思考和總結的時間與空間。鼓勵學生將理論學習和實際情況相結合,綜合運用所學知識解決生產生活中的實際問題。教學過程中,學生能保持高昂的學習興趣與熱情,達到了教學目的。(二)注重課堂教學互動課堂教學中發現,師生雙邊合作交流的單位比率低。究其原因可能為:師生之間、生生之間不熟悉;設置的質疑點有難度或提不起興趣;學生個體沒有充分表達的平臺;等等。學生是認知的主體,又是創造和發展的主體。教學應充分尊重學生的主體地位,合理發揮教師的主導作用。為此對課堂教學進行了探索:提前布置討論主題,討論主題側重與學生密切相關的話題或與專業相關的課題,如“你報考這個專業的理由是什么”、“學習安全工程到底對社會發展有哪些重要的促進作用”等問題;讓學生自由組成討論小組,并推薦代表上臺發言,并強調表現優秀的在課程成績上給予加分;先學生后教師對各組代表的發言進行點評。每位代表發言完后,帶領大家鼓掌祝賀。在這種交流互動中,學生的相互合作意識、溝通能力得到了加強和提高,這對于“90后”這一“拇指一族”而言意義特別。同時,通過互動式教學這一橋梁,拉近了教師與學生的距離,有助于了解學生的想法與興趣,并根據學生的反饋調整教學內容與進度。
四、教學效果與建議
關鍵詞:網絡工程;實踐教學體系;課程實驗;課程設計;實訓
青島理工大學計算機學院在原有計算機科學與技術專業網絡技術方向的基礎上組建了網絡工程專業。在組建該專業時我們對市場做了充分調研,并根據教育部《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范》(以下簡稱《規范》)等規范[1-3],結合我院原有的辦學資源,制定并多次修訂本專業的培養計劃,特別對實踐環節進行了反復的論證,并參考了兄弟院校的一些做法[4-6],制定出了相應的實踐環節教學體系。經過多年的實踐,我們取得了許多的經驗和體會,下面做一簡要介紹。
1網絡工程專業實踐環節建設思路
根據《規范》的相關要求,結合我校的辦學指導思想,我院將網絡工程專業的學生的培養目標基本定位在“信息技術”型人才,需要考慮基本理論和原理的綜合應用,特別是要側重實踐和工程化。但同時網絡工程專業又是計算機科學與技術、通信通訊相關的交叉、邊緣專業,網絡工程專業的學生應該同時具備計算機科學與技術、通信技術的基本知識和網絡工程專業的工程技能,使得畢業生就業可以從網絡系統的規劃設計、建設、管理和維護、網絡安全系統的設計、軟件開發、網絡應用等幾個層面進行,從而為學生將來進一步深造打下堅實基礎(即學科基礎課程應涵蓋碩士生入學考試大綱所要求的全部內容)。
本專業培養計劃由通識課、學科基礎與專業基礎平臺課、專業課(包括必修課、方向選修課及專業任選課)等組成,因此實踐教學體系應做到基礎實踐教學、專業實踐教學、綜合實踐教學“三個層面”的有機結合。應結合專業特點與社會需求,認真研究并改革實驗教學的內容、方法和手段,增加綜合性、設計性和創新性實驗的比例;改革課程設計、畢業設計(論文)模式,加大與生產、科研、社會實際結合的力度;改革實習、社會實踐環節的設置,加強校企合作,鼓勵學生走出校門,融入社會;積極鼓勵學生參加各種科技競賽活動和相關社團活動。
總之,實踐教學體系是學校教學的一個重要組成部分,是課堂教學的補充和延伸,也是學生將所學理論知識與實踐相結合的一個重要手段和必不可少的重要過程。
2網絡工程專業實踐體系的具體內容
從學科平臺角度來看,網絡工程專業實踐課程體系主要包括以下兩大部分(如圖1所示)。
(1) 學科實踐技能。包括:
學科基礎實驗及課程設計――幫助學生完成基本的學科實踐技能,涉及到的課程主要包括計算機導論、計算機程序設計、數據結構、數字邏輯、C++面向對象程序設計等。
一級學科平臺實驗及課程設計――幫助學生完成作為計算機科學與技術一級學科的學生所必備的實踐技能,本部分同本學科的其他專業(包括計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程等專業,以下簡稱3個專業)的學生掌握的內容基本相同,設置中同時考慮實驗和課程設計,某些課程還同時設有實驗和課程設計環節。涉及課程有計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、數據庫系統概論、軟件工程等。
(2) 專業實踐技能。包括:專業平臺實驗及課程設計――針對網絡工程專業的特點,體系上分為網絡規劃與設計、網絡管理與維護、網絡信息安全、電子商務、網絡程序設計等幾塊。
從課程形式形式上來看,可劃分為以下幾個系列(如圖2所示)。
(1) 實驗系列(以下課程均包含實驗內容):計算機導論、計算機程序設計、數據結構、數字邏輯、計算機組成原理、C++面向對象程序設計、操作系統、計算機網絡、網絡管理、網絡程序設計、網絡信息安全技術、Web系統與技術、網絡系統設計與規劃、數據庫系統概論、軟件工程、網站規劃與實現、電子商務、J2EE企業級開發技術、網絡互聯技術、Intranet組建與管理、計算機網絡協議分析。
(2) 課程設計系列:計算機程序設計(C)課程設計、數據結構課程設計、C++面向對象課程設計、數據庫系統課程設計、操作系統課程設計。
(3) 實習:認識實習、生產實習(包括校園網維護實習、網絡施工實習等)、畢業實習。
(4) 實訓:專業方向綜合實訓、網絡應用實訓。
(5) 認證培訓:包括CCNA、CCNP、網絡安全認證等(可選)。
(6) 畢業設計:對大學四年所學知識的綜合應用,同時也為今后工作作好準備。
在課程與學時數上,以學科基礎建立學科基礎平臺課,以專業核心課和專業方向設立專業課,并輔以選修課作為專業課程的補充。根據“基本技能初步綜合技能高級綜合技能創新技能”的梯度模式,設置課內實驗、課程設計、實訓,外加認識實習、專業實習、畢業設計,同時全程一直設有開放實驗。其中,必修與選修學時占總學時的19%,加上公共基礎課與學科基礎課中的實踐學時,約占總學時的21%。
在課程性質上,屬于核心或主流技術領域的教學內容,采用必修課;屬于新興技術領域的內容,采用選修課;屬于能力外延擴展或深度提高的教學內容,采用課外的開放實驗。
3網絡工程專業實踐體系的建設與管理
3.1實驗室建設
我院原有計算機硬件實驗室、組成原理實驗室、軟件機房,在此基礎上,我們又新建了網絡實驗室,綜合布線實訓室正在組建中。
3.1.1網絡實驗室
網絡實驗室有4組網絡工程實驗的設備,每組由4臺路由器4臺交換機和8個計算機組成,每組4人,總共每次可容納32名學生。實驗室還配置了實驗管理平臺,學生通過訪問控制管理服務器可實現對網絡設備的實驗配置,實現在多個網絡實驗設備之間的平滑切換。教師可通過訪問控制管理服務器對每個試驗組進行方便、快捷的監控和管理,無須手工線纜插拔,以保證設備端口的使用壽命。
網絡實驗室承擔的教學任務有計算機網絡原理、網絡管理、網絡系統設計與規劃、網絡互聯技術、網絡信息安全技術、計算機網絡協議分析、網絡程序設計、Intranet組建與管理等課程及課程設計、網絡工程實訓、網絡應用實訓、開放實驗室、畢業設計等。
3.1.2綜合布線實訓室
綜合布線實訓室主要承擔網絡布線、網絡測試、工程實習實訓等課程的學習。綜合網絡布線是網絡工程教學的一部分,是必須通過實踐環節才能夠真正掌握的教學環節。“網絡工程實訓”、“網絡施工實習”等環節就在本實驗室完成。
網絡綜合布線實訓室建設的目的不僅僅是為了讓學生掌握簡單的工具使用,更重要的是通過“課堂教學+實訓鍛煉”培養學生按規范進行預算、設計、施工、測試、竣工等工程設計的習慣。學生只有養成了按標準進行工程實施的習慣,才能在激烈的競爭中立于不敗之地!
3.2實踐基地建設
目前我們已經和學校網絡中心合作,以校園網和網絡中心為實習基地,開展校園網絡的維護、管理和應用工作。同時我校正在進行新校區的建設,其網絡建設工程也是相當繁重的,我院正在與校方協商,讓學生參與到校園網的建設當中。我們還與青島本地較大的網絡公司建立了良好聯系,定期介紹學生到他們那里實習。
3.3實訓基地建設
我院主要與青島軟件產業園建立了實訓基地協議,學生在那里主要進行網絡應用、網絡程序開發等方面的實訓。目前已完成了多批次的實訓任務,并取得了良好的效果。
3.4資格認證
目前,國內計算機方面的資格認證較以前有了很大的改革,大大增加了對實踐能力的考核。因此引導學生有針對性的參加一些資格認證方面的培訓,可以提高同學們的動手、動腦能力,在提高實踐能力的同時又可獲得某一方面的資格證書,為將來走上社會提供一個更好的機會。
3.5師資隊伍建設
如果網絡工程專業的教師工程實踐經驗較少,或者工程能力較弱,那么學生的培養就無從談起。因此必須加強師資隊伍建設,我們主要采取了以下措施。
(1) 加大培訓力度。為了鍛煉教師的實踐動手能力,我們派教師到水平較高的高校參加某些課程的培訓,派教師參加企業的專向培訓,還鼓勵教師參加在全國召開的與網絡工程有關的各種會議或培訓。目前部分教師獲得了CCNA、國家網絡安全工程師等資格認證。
(2) 科研融入教學。鼓勵教師將科研融入教學,讓學生能緊跟社會的發展和學科的前沿。網絡工程專業教研室組建了“網絡安全技術”、“網絡規劃與設計”和“無線自組網技術”等科研小組,便于集中精力從事專門領域的研究工作,促進教學。
(3) 加強“雙師型”師資的培養。我們認為“雙師型”教師就是教師既能從事理論教學,也能從事實踐教學;既能擔任教師,也能擔任專業技術人員。即“雙師型”教師應同時擁有“教師資格證書”和“專業技術職務證書”。
在平常的教學過程中,讓教師積極參加縱向、橫向項目的申請和開發研制。專業教師要積極承擔實踐教學任務,在指導課程設計、畢業設計和實訓教學中,要結合實際,真題真做,提高教師的專業實踐能力和技術開發能力。同時安排專業教師到青島市軟件產業園進行定期實訓,并鼓勵教師參加各種專業技術培訓,考取專業技術職務證書。
3.6開放實驗室措施
課堂上的學時畢竟有限,老師不可能在課堂上將所有的實踐環節全部照顧到,同時,不同學生的理解能力也不同,因此有部分學生在課堂上往往完不成相關的實踐環節。為兼顧好、差兩類學生,給學生創造一個良好的實驗環境,“網絡實驗室”和“網絡布線實驗室”以開放實驗室的形式向計算機學院的所有學生免費全天開放。只要學生有學習的興趣,我們就提供實驗環境。
4網絡工程專業實踐環節特點
本實踐體系主要有以下特點。
(1) 本專業的辦學理念為注重理論、強調實踐,突出能力,面向社會 ,采用“理論+實驗+實戰(實訓)+綜合設計”等多級強化教學模式。
(2) 充分利用校內,最大化利用校外資源。充分發揮實驗設備、實驗室的潛能,選取盡可能多的課程在實驗室教學。和學校網絡中心合作,以校園網和網絡中心為實習基地,開展校園網絡(主要是學生宿舍)的維護、管理和應用開發工作。與青島軟件產業園等實習、實踐基地聯合,實現基礎理論、專業知識與工程實踐應用密切結合。
(3) 最大化利用課堂外時間與資源。由于網絡工程專業的工程特性,要取得很好的成效難度更大。應用層次學生的實踐能力培養僅僅靠計劃學時內的實驗、課程設計等環節是遠遠不夠的,學生必須在課堂外花更多的時間進行編程能力、實踐能力的訓練。為此我們通過一系列的教學改革和環節設置,給學生提供具體的任務要求和必要的條件,例如開放專業實驗室、建立科技活動室等方式給學生提供更多的條件。
(4) 分階段漸進式教學。實踐教學分三個階段。第一階段為基本技能實踐,第二階段為專業技能實踐,第三階段為校內外工程化訓練階段。這三個階段的劃分體現了不同時期學生的特點和教學要求,遵循由易到難、由認識到應用、步步推進的原則。最后所有學生通過畢業設計環節完成對大學期間所學知識(理論+實踐)的總體檢測和評估。
(5) 層次化、模塊化教學。從學科基礎、專業平臺、專業方向、專業選修等層次、模塊組織實踐體系的教學。每門課程的實驗部分都包括基礎性實驗、驗證性實驗和綜合性、創新性實驗,同時對于有重要實踐要求的課程采用實驗與課設兼顧的方式。為鍛煉學生綜合運用知識的能力,我們特意設計了一個綜合課程設計,它涉及的課程包括計算機網絡原理、網絡管理、網絡安全、網絡程序設計等。對于每一個專業方向(主要包括網絡應用、網絡工程、無線網絡等),我們都設計了一個5周的綜合設計。這樣可以使我們的畢業生在今后能夠根據不同類型用戶的需要,可從事網絡工程的規劃、設計、開發;開發基于網絡的計算機軟件;從事信息網絡安全工程的設計和維護等。
5總結
目前我們已在實踐體系的建設中取得了一些成果,針對網絡工程專業實踐性強的特點,構建了由實驗、課程設計、實習、實訓、畢業設計等環節具體體現的實踐教學體系,并建設了相關的實驗室和基地,提出并實施了有關的執行和管理措施,取得了較好的效果。在以后的教學實踐與改革中,我們將從以下幾個方面加強實踐教學:(1)繼續組建新的實驗室,如信息安全、協議分析等實驗室;(2)選取部分實驗教學比重較大的課程進行一體化教學,即將實驗室作為課堂,邊講邊練,講練結合,提高教學效果;(3)進一步加強實驗教學管理,提高實驗教學的效率和質量。
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Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering
LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu
(College of Computer Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China)
(中國礦業大學安全工程學院 江蘇 徐州 221008)
摘 要:為培養寬基礎、強能力、高素質,具有創新精神和實踐動手能力的消防工程專業人才,在十幾年消防工程專業教學和實踐工作基礎上,結合畢業生及用人單位的反饋意見,提出消防工程專業本科培養方案采用5+3模式。針對畢業生在實際工作中存在實踐動手創新能力較弱的問題,提出改變傳統的教學模式,將注入式教學轉變為啟發式、交互式教學,注重啟發學生思維。此外通過推行教授課程負責制,革新課程教學內容,改進實驗課教學模式、加強實習和進行針對性的畢業設計等實踐動手環節,構建完善的消防工程專業創新本科人才培養體系,培養學生獨立分析問題、解決問題和實踐動手能力以及創新意識。
關鍵詞 :消防工程;課程體系;人才培養;創新;研討式教學
中圖分類號:X952 文獻標識碼:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.02.025
收稿日期:2014-11-14
0 引言
消防工程成為高等教育一門獨立的專業是在20世紀50年代。1956年美國馬里蘭大學第一個建立了消防工程系,并于當年招收消防工程專業本科生。迄今為止,加拿大、澳大利亞、日本、新西蘭、荷蘭、比利時、韓國、巴西等國都在大學里開設消防工程專業課,有的大學還建立了專門的消防教育機構,提供正規化的學歷教育,可授予學士、碩士和博士學位。
我國高等院校從20世紀80代初開始培養消防工程專業人才,當時只有中國人民武裝警察部隊學院一家高校設置了消防工程專業。隨著社會對消防安全的逐漸重視,我國對培養高素質消防工程專業人才提出了更高的要求。經教育部批準,中國礦業大學于2000年設立消防工程專業,2001年招收第一屆本科生,是國內地方高校設立的第一個消防工程專業,目前在全國本科專業排名中名列第一,同時被評為江蘇省特色專業。到目前為止,已有中國人民武裝警察部隊學院、中國礦業大學、沈陽航空工業學院、中南大學、華北水利水電學院、西南林學院、西南交通大學、河南理工大學、遼寧工程技術大學等10余所院校開設了消防工程專業,且數量仍在增加。
經過十幾年消防工程專業的教學和實踐工作,結合畢業生及用人單位的反饋意見,目前該校消防工程專業的畢業生在消防專業知識的掌握上基本符合用人單位的要求,但是在實際工作中遇到新問題的解決能力以及現場實踐動手能力較欠缺。為了解決這一問題,作為培養消防工程技術人才的高等學校有必要對現有的教學培養體系進行適當的調整,重點加強學生的創新能力和實踐動手能力的培養。
1 消防工程專業創新本科人才培養體系
1.1 培養目標
消防工程專業培養寬基礎、強能力、高素質,具有創新精神和實踐動手能力,掌握火災科學基本理論、消防安全技術,消防政策法規,具有消防安全技術研究、設計、監測、管理和火災安全評估、控制及火災事故調查分析能力的工程技術人才。
1.2 培養方案
消防工程專業本科培養方案采用5+3模式,即前5個學期進行學院內大安全專業的課程學習,淡化專業方向,后3個學期分安全工程和消防工程2個方向進行專業課程學習。新生進入學校后只進入學院而不進入專業,在低年級學習基礎課程,高年級時進入學科領域學習專業課程。這種課程安排使學生入學后能夠得到寬口徑、厚基礎的培養,避免學生因過早進入專業學習而知識面狹窄的弊端。
1.3 課程體系
1.3.1 基礎課程
基礎課程主要有數學、英語、思想政治教育、物理、化學等全校統一設置的課程。如高等數學、線性代數、概率論與數理統統計、大學英語、大學物理、大學化學、工程力學、工程圖學、電工技術與電子技術、工程熱力學與傳熱學、工程流體力學等課程。
1.3.2 專業課程
專業課程分專業主干必修課和專業選修課。專業主干必修課主要有燃燒學、火災動力學、建筑防火工程、水滅火工程、建筑防排煙工程、火災識別與聯動控制、建筑耐火結構。專業選修課程主要有火災事故調查、電氣防火、消防法規、現代滅火技術、消防專業英語、化工企業火災防護、消防隊伍管理與滅火戰術、應急救援導論、火災數值模擬、火災風險評估、消防心理學、地下工程火災防護。
1.3.3 實驗課程
實驗課程是學生鞏固、理解課堂知識、提高動手和創新能力的重要環節。實驗課程安排了火災及煙氣蔓延、材料熱釋放速率的測定、火災時期煙霧特性的測定、滅火劑滅火、火災自動報警系統、火災自動滅火系統等。
1.3.4 專業實習
消防工程專業實習分為認識實習、生產實習和畢業實習。認識實習采用大組參觀了解的方式。生產實習采用小組跟班學習的方式,直接參加消防系統的安裝施工和調試工作。畢業實習安排到武警消防支隊,參加消防系統的驗收工作,并收集畢業設計資料。
1.3.5 畢業設計
畢業設計包含一般部分、專題部分和翻譯部分。一般設計部分是在畢業實習期間收集資料的基礎上,結合就業單位崗位需求,在建筑防火與安全疏散設計、建筑消防水滅火系統設計、建筑火災自動報警系統設計、建筑氣體滅火系統設計、建筑防排煙工程設計中選擇1項內容完成設計。畢業設計專題由指導教師提供一些已經具備研究條件,切實可行,有研究和應用價值的題目,由學生通過實驗研究完成。專業文獻翻譯部分是將與消防有關的英文專業論文翻譯成中文。
2 消防工程專業創新本科人才培養教學改革
消防工程是一門新興學科,其內容涉及多個學科。既有理論基礎方面內容,又涉及到各種法律規范和工程實踐等知識。學習內容十分繁雜,需要的基礎知識門類較多,如建筑、力學、電子與計算機技術、傳熱學、燃燒學等。因此該專業的教和學均存在一定的難度,必須進行教學改革。
2.1 教材建設
以課程教學團隊為依托,積極推行教授課程負責制,著力革新課程教學內容,規劃建設與新課程體系相適應的專業教材體系。在新教材編寫上注意易教易學、深淺適度、理論聯系實際,加強“三基三新”(基礎理論、基本概念、基本方法、新技術、新理論、新方法)內容,并在教材中設置一定的典型案例、討論題、分析和思考題。
2.2 多媒體教學
全部課程均采用多媒體教學方式。這種教學方式和傳統教學手段相比具有以下優點:重點突出;圖文并茂;節約時間、增大信息量;促進交互式教學;易于補充和提高。
2.3 研討式教學
開展研討式教學,以特色課程“建筑防火性能化設計”為例,該課程共計32課時,要求學生先經過“建筑防火工程”、“火災動力學”等專業課程的學習。32學時中,課堂教學12課時,主要由教師講授建筑防火性能化設計的原則和方法,介紹相關信息的獲取途徑;余下20課時,由教師提供若干實際建筑物,將學生分成不同的設計小組進行設計,學生根據所學知識首先分析這一建筑存在哪些消防問題,然后提出性能化設計指標和解決方案。在具體實施時,可利用學院提供的實驗室條件和計算機條件。在這一過程中,需要學生完成分工協作、查閱資料、設計實驗、上機計算、編寫報告和社會能力交流等。課程考核采用小組答辯方式進行。
2.4 改進實驗課教學模式
為了提高實驗課教學效果,實驗課教學先由教師講解實驗系統的構造和基本原理、能夠進行的實驗內容、實驗儀器的使用方法等,然后由同學們提出實驗方案,在教師的指導下修改實驗方案,完成實驗,寫出實驗報告。
2.5 加強實踐環節
消防工程實習基地建在徐州、無錫、蘇州、杭州、廈門等城市。實習分為三個環節,即認識實習、生產實習和畢業實習。實習環節與教學緊密結合,針對性強,與學生的就業聯系較緊,有利于調動學生積極性,提高實踐效果。
2.6 有針對性的畢業設計
畢業設計選擇徐州國際飯店、徐州金鷹國際商廈、 徐州金地商都等大型公共建筑作為藍本,進行建筑防火與安全疏散設計、建筑消防水滅火系統設計、建筑火災自動報警系統設計、建筑氣體滅火系統設計、建筑防排煙工程設計。通過畢業設計讓學生更好地掌握課程內容,使所學知識融會貫通。
3 加強消防工程專業師資隊伍建設
3.1 建設目標
建設一支專業結構和年齡結構合理、能夠承擔消防工程本科教學相應基礎和專業課程的教學工作,能夠從事消防科學技術研究的師資隊伍。
3.2 培養方式
采用“下現場”、“上學歷”、“引進來”、“導師制”等多種途徑建設師資隊伍,為消防工程專業向更高層次的發展奠定了堅實的基礎。對于現有師資和擬引進師資我們擬采用“導師制”、“國內外進修”和“崗位培訓”等方式進行培養,以盡快適應本專業的本科教學、研究生教學和科學研究工作,提高專業的整體水平。
3.3 聘請兼職教授
根據本專業課程體系的設置特點,中國礦業大學已聘請了公安部天津消防科學研究所高水平研究人員作兼職教授,定期來校作有關專題報告,開闊了廣大師生的視野、拓寬了他們的知識面。
4 結論
針對目前畢業生在實際工作中遇到新問題的解決能力以及現場實踐動手能力較欠缺等問題,結合中國礦業大學消防工程專業10多年的教學實踐工作,必須對現有的教學體系進行改革,重點加強學生的創新能力和實踐動手能力的培養。本文得到的結論如下:
(1)消防工程專業本科培養方案采用5+3模式,采取大類招生,學生通過對學科、專業的學習和了解后,結合自己的興趣、特長,再在院系范圍內自由選擇專業或專業方向,這種課程安排使學生入學后能夠得到寬口徑、厚基礎的培養。
(2)以課程教學團隊為依托,積極推行教授課程負責制,著力革新課程教學內容,規劃建設與新課程體系相適應的專業教材體系。將燃燒學、火災動力學、建筑防火工程、水滅火工程、建筑防排煙工程、火災識別與聯動控制、建筑耐火結構作為消防工程專業主干必修課。
(3)通過實驗課、專業實習和針對性的畢業設計來提高學生的創新能力和實踐動手能力。
(4)采用先進的多媒體交互式教學方式,改變傳統的教學模式,將注入式教學轉變為啟發式、交互式教學,轉變以教師為中心的觀念,把學生看作教學活動的主體,注重啟發學生思維,培養學生獨立分析問題、解決問題的能力以及實踐動手創新能力。
參考文獻
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