安全工程专业实施多学科交叉集成教学的探讨

　　摘要：安全工程专业的知识结构特点是以安全工程为主干，在实际工作过程中涉及到的工程问题具有多学科交叉、集成的特点，这就需要学生掌握相关学科方面的基本知识，从多学科的角度研究安全工程问题并进行综合分析，以适应国民经济高速发展的要求。为此需要在专业教学过程中，从课程设置、课堂教学、实践教学等几个方面形成多学科交叉集成的模式。

　　关键词：安全工程；专业教学；学科交叉

　　作者简介：王珂（1970-），男，河南郑州人，郑州大学力学与工程科学学院，讲师。（河南 郑州 450002）

　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0079-02

　　安全工程专业的专业内涵广泛，是以安全工程为主多学科集成的专业。随着专业方向越来越宽，专业知识的覆盖面不断扩大，学生毕业后在安全工业领域中所从事技术工作的专业范围也比较广泛，不仅涉及到安全工程、机械工程、结构工程、化学工程、装备控制等专业，而且也可能包括设计、管理、计划等领域，如过程装备的设计和制造，工艺过程分析，动力系统的安全运行，故障诊断等，所以安全工程专业的教学过程具有多种学科交叉的特点。这就要求教学过程实施多学科交叉集成，使学生具有交叉学科的知识结构，学生毕业后在工作岗位上能运用多学科的基本知识，从安全工程的角度提出问题，综合分析和解决问题。因此，安全工程专业从课程设置、课程教学、实践教学等几个方面形成多学科交叉集成的模式是非常必要的，以适应现代工业的高速发展要求。

　　一、多学科交叉教学的必要性

　　随着我国经济建设和科技进步的高速发展，结构工程以及过程工业向着大型化、复杂化、高速化发展。故而安全工程专业的发展趋势是专业方向越来越宽，专业知识的覆盖面不断扩大。为了使学生掌握安全工程专业的基本知识，教学过程中需要实施多学科交叉的教学，但现在普遍的情况是学生对各不同学科的学习是相对独立的，缺少学科之间的联系。学生学习、实践往往局限在自己所学的学科范围内，没有突破学科之间的界限，形成有机的联系。很多工程问题的解决不是靠单一学科能够完成的，尤其是像安全工程专业，更需要学生具备多学科的知识。如何在学习中形成学科交叉、融合及协同效应，使学生掌握单一学科所不能具备的知识技能，是安全工程专业教学的一个重要内容。

　　一个现代复合型“安全工程”专业人才，应该具备怎样的基本“知识结构”，是一个必须研究和解决的问题。知识结构的学习是动态的，它的合理性取决于它与行业及学科发展的适应性。在多学科交叉教学过程中，应将与安全工程专业相关的学科之间有机地结合在一起，使学生通过交叉学科的学习，提高理解问题、分析问题和解决问题的综合能力。

　　二、课堂教学中融入交叉教学的理念

　　安全工程专业的课程设置是以设备安全、结构工程安全的基本单元为对象实施教学的。在实际应用中呈现的工程问题具有多种学科交叉、集成的特点，这就需要将过程设备、结构工程、制造、管理、检测、设计等几个方面进行交叉集成。但学生在专业知识学习中是按单向过程进行的，缺少横向之间的联系，如“安全设备工程学”的讲授，涉及到工程力学、流体力学、断裂力学、传热学、过程装备设计、机械振动、金属材料、特种设备、金属焊接、专用软件等课程，因此在课堂教学中，必须融入这些课程的基础内容，进行贯通的交叉集成，这样学生所掌握的安全设备工程学的知识结构不是零散的，是系统完整的、结合工程实际的。因此，在教学过程中需要进行课程之间必要的横向结合，即知识的交叉集成。

　　从安全设备工程学的角度看，设备主要是由静设备和动设备组成，涉及压力容器、输送机械、动力机械等。从单元装置上看，这些单元过程的运行是互相影响和关联的，某个设备的安全运行状况直接关系到整个装置的操作，也会影响到其他装置的运行。操作参数的确定需要进行经济和技术上的对比分析，要考虑设备的强度和安全性、检测系统、设备管理等一系列多学科交叉问题。因此设备的安全运行操作、控制和管理教学应从多学科交叉的角度进行考虑。

　　三、在实践教学中注重增加交叉学科的基础理论内容

　　近年来，随着工业生产的迅速发展和技术的进步，对生产安全的要求越来越严格，社会上用人单位对安全工程专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求，要求学生有较强的综合实践能力，尤其注重学生的创新能力。传统的课堂教学只是让学生掌握了书本上的基本知识，对于安全工程专业的学生来说，和实践相差甚远，要解决这一问题，只有通过必要的实践教学环节来培养。对于安全工程专业的学生，金工实习、生产实习和毕业设计过程是培养学生应用能力最重要的实践教学环节。

　　对于工科专业，实践教学一般包括认识实习、课程设计、生产实习、毕业设计等几个方面。生产实习是高校工科专业一项重要的实践教学环节，是理论与实际相结合的有效方式。但随着目前高等工科院校的专业发展，设置专业的方向越来越宽，专业知识的覆盖面越来越大，向多学科交叉方向发展，过去的生产实习模式已经不能适应目前新形势下的要求，存在的主要问题是专业实习不注意专业之间的结合和交叉，缺乏多学科之间的有效衔接。多数情况下仍然只是金工实习、工厂参观等环节。安全工程专业在课程设计、生产实习、毕业设计等环节还没有形成一套科学有效的多学科交叉实习的方法，难以满足综合型人才培养方案的实施，急需建立一个适用当前环境下的生产实习模式。实习内容应涵盖安全工程专业的大部分专业课程，将安全设备制造、运行、监测、管理等交叉学科有机结合起来，使学生能够成为理论—实践—理论的高素质人才。

　　毕业设计是高等学校教学过程的一个重要环节，其目的在于综合培养学生运用本科学习期间所学的基本理论、基本知识和基本技能，分析和解决工程实际问题的能力。毕业设计质量是衡量高等院校教育质量的重要指标。以往安全工程专业毕业设计往往只要求解决实际工程问题中与学生专业有关的一些问题，结合安全工程专业的发展及学科交叉的教学要求，毕业设计应该从系统工程上总体把握工程实际问题，多角度、系统地进行分析，运用交叉思维进行设计和研究。在多学科交叉综合毕业设计过程中，将大课题分解为相关子题，一方面可以让学生了解各个学科之间的衔接和过渡，融合多学科知识及了解目前科技的前沿动态，学生在完成本身子课题的同时，也了解大课题的总体结构和解决方法。使学生们认识到安全工程专业本身具有的学科交叉特点。毕业设计一定要能结合工程实际，使学生综合运用多学科交叉的知识以及大工程概念。通过多学科交叉综合毕业设计模式改革，将会有利于学科间渗透、融合和优势互补，有利于培养高素质复合型的安全工程专业人才，增强学生对未来社会的适应性。这对师生双方毕业设计环节都是一个挑战。

　　四、结束语

　　安全工程学科内涵十分宽广，其专业发展动力主要来自快速发展的装备制造工艺，长期安全运行等对设备提出的更高要求，高新技术对安全设备技术提升的要求及国家对生产安全重视程度的提高。这些要求需要进行有效的学科交叉教学才能得到满足，所以必须从工艺、装备、控制等几方面交叉结合。作为培养安全工程专业人才的教学部门，应根据安全工程学科发展的内在规律，重视有关工程力学、机械工程、动力工程、金属材料、化学工程与装备的基础性研究，从教学的角度注意这些学科之间的交叉集成，并反映到教学实践中，使学科交叉的教学过程走上科学、有序、健康、持续发展的轨道。加强工程基础知识、设备安全基本理论、基本技能的训练。在教学计划的制定过程中，通过分析对比研究，优化课程设置，丰富教学内容，在学习同行先进经验的前提下，尽量跟踪学科前沿，正确把握安全工程学科发展方向，结合自身的专业优势和特色，建立新的教学内容体系，多学科交叉，以适应安全工程专业培养复合型人才的需要。

　　参考文献：

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　　（责任编辑：刘辉）