0引言
目前,探索培养具有企业工程背景,符合社会需求,具有工程实践能力和创新能力的人才是武汉理工大学面临的重要问题之一｡国务院学位委员会于2011年2月新修订学科目录,将“安全科学与工程”新增为一级学科,此举标志着我国安全科学与工程学科建设开始迈入一个新阶段,这将促进安全科学在学科､应用､专业3个科学技术层次和领域的全面发展｡
安全学科的综合属性及其在应用上的交叉特性,决定了其不能机械化地照搬传统类学科的培养方案,其人才培养必须依托于特定行业(如矿业､土木､交通､环境､建筑以及化工等)需求来开展,在体现“安全､卫生､环境”的“大安全”概念的基础上,立足各高校优势学科,办出自己的特色｡与之同时,教育部在2009年联合有关部委和行业协会共同组织实施“卓越工程师教育培养计划”,着眼于培养一批创新能力强､适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才,引导交叉学科人才培养向主动服务特色行业的大型企业需求发展,着力提高学生的工程实践能力､设计能力和创新能力,其主旨要求和终极目标正是新增安全科学与工程一级学科建设的重要指导思想｡
由于我校原有安全工程方向是以二级学科的形式设置在矿业工程学科下,其实验教学体系和实验教学平台都无法适应学科的发展需求,有必要原有的优势学科基础上,结合新的安全学科要求进行实验教学体系改革与实验平台建设｡正是在这种指导思想下,武汉理工大学开展相应的培养计划制定与实施工作,将安全工程专业的卓越工程师培养纳入了学校“十二五”学科发展规划,以培养安全卓越工程师的社会需求和行业发展为导向,结合学校的特色,同矿业､交通､土木行业应用背景相结合,从实验教学模式的探索､实验教学支撑体系的改革和实验教学平台的构建3个方面进行不断的教学改革创新,形成了具有行业特色的安全卓越工程师培养模式｡
1现有实验教学体系及问题
安全科学与工程卓越工程师的培养要能满足社会和行业发展的需求,要求学校充分利用现有的专业优势,在重视安全技术发展的同时,提出高校安全工程教育需更重视实验教学环节,强调行业企业参与,强化学生解决具体行业安全问题的能力,使学校承担在社会发展中的重要角色｡实验教学和技能训练是“卓越工程师培养计划”的重要教学环节,实验教学平台是大学教学和科研的重要基地,是展示大学办学实力和人才培养质量的重要窗口,进行实验教学体系的改革､构建合理的实验教学平台是实验教学改革的重点,是培养学生实践创新能力的基础,也是培养卓越人才的有效途径｡
武汉理工大学作为首批获得安全科学与工程一级学科博士点及博士后流动站的授予单位之一,其安全学科发展主要围绕矿产资源的安全高效开发利用主题来开展,目前拥有矿业工程一级学科和矿物资源加工与环境湖北省重点实验室､资源数字化监测实验室､教育部地理信息系统软件及其应用中心､MapGIS工程中心实验室,它们为安全学科人才的培养提供了主要的实验教学平台,此外,武汉理工大学的道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,智能交通系统研究中心和危机与灾害应急管理研究中心为相关行业的安全人才培养提供的支持平台｡
从培养安全科学卓越工程师的基础条件来说,已经初步具有资源开发､水陆交通､土木工程和安全管理等行业领域的优势,为依托行业背景来构建安全科学卓越工程师实验教学体系与实验平台奠定了一定的基础;但是,仍然存在着学科基础急需夯实､学科特色系统融合､实验平台升级与优化,实验团队亟待加强等突出问题｡
因此,有必要结合安全科学一级学科的人才培养和科学研究的需要,从实验教学体系从指导思想､实验平台体系与实验层次设计等多个角度,对现有的安全科学卓越工程师实验教学体系进行改革,以适应新的一级学科发展需要｡
2实验教学体系改革基本思路
为了达到培养符合本学校办学层次的应用型技术人才的要求,在安全科学与工程学科的办学过程中,在满足社会对安全专业发展需求的同时,要兼顾交叉学科知识点的融合,通过深入的实验教学改革提高安全科学与工程学科的教学质量,构建合理的实验教学平台,充分利用现有的教学资源｡安全科学与工程卓越人才的培养需针对特定的行业领域,开展各个层次的实验教学,培养学生的创造力和动手能力,使其在社会工作中展示出其巨大的应用能力｡因此,进行安全科学与工程卓越工程师实验教学体系的改革,需结合本校行业背景特色和安全工程专业实际情况来确定基本思路,通过加强课程的综合性,强化学生的专业知识应用能力､综合实践能力和创新能力的目的,以建立及完善实验教学平台为突破口,建立符合专业培养目标,集安全知识､行业背景､应用为一体的实验教学平台｡
实验教学体系改革的基本原则是:以创建实验教学平台为突破口,以科学和先进的实验方法为手段,面向社会建设需求,结合地理信息技术,充分考虑现代科学技术发展情况,以实验课程体系､教学内容､教学方法和手段的改革为依据,形成同学校矿业､土建､交通和危机管理4个优势学科交叉融合､适应高素质行业特色安全科学与工程卓越工程师培养的实验教学体系｡另外,针对GIS在优势行业的应用,从基础､综合､设计和创新型4个层次的实验教学出发,开发数字矿山安全实验平台､工程安全与防灾减灾实验平台､水陆交通安全实验平台和社会安全管理与应用实验平台,重点研究这4个实验平台建设的核心内容､实现的途径和关键技术等｡
3实验教学平台的构建方案
基于武汉理工大学安全科学与工程卓越工程师实验教学体系改革的基本原则,实验教学平台的建立和完善是面临的首要问题｡为了适应行业需求,安全卓越工程师的实验教学平台的构建要充分体现学校的行业特色,整合现有的实验教学资源,通过校内导师的联合指导,形成校内特色专业的实验教学平台｡
3.1数字矿山安全实验平台
该平台依托安全科学与技术一级学科博士点与矿业工程湖北省重点学科,以“矿物资源加工与环境湖北省重点实验室”和“爆破工程”湖北省精品课程团队为支撑,结合矿山安全六大系统:监测监控系统､人员定位系统､紧急避险系统､压风自救系统､供水施救系统和通信联络系统,开展安全工程学科建设与研究方向｡
矿山安全作为一种结合现代信息技术的高要求高标准的学科,其建设过程强调学生的数字化应用能力,特别要求培养学生应用专业的数字化软件来解决数字矿山建设过程中可能存在的典型问题的能力｡数字矿山安全实验平台主要利用GPS和GIS集成技术对露天矿开采设备进行跟踪和调度,同时可以实现对矿区的高陡边帮､排土场等地质灾害频发区域进行监测;将3Dmine和SURPAC相结合,充分发挥三维虚拟现实技术的优势,培养学生在CAD辅助设计与原始资料处理､勘探和炮孔数据库､矿山地质建模､地质储量估算､露天采矿设计､地下采矿设计､采掘计划编排等专业能力｡重点开展矿山通风与安全､顶板与压力灾害防治､矿山地表/地下空间安全监测､爆破安全技术等方面的研究｡
该平台依托武汉理工大学采矿工程专业,该专业始建于1985年,1984年获得硕士学位授予权的学科,2003年获博士学位授予权,1992年被国家建材局列为部级重点学科,2003年列为湖北省重点学科｡该学科是211工程重点建设子项目和优势学科,拥有矿业工程一级学科博士学位授权点､2个二级学科博士学位授权点､1个博士后科研流动站､1个湖北省重点实验室;经过50余年的建设与发展,本学科总体实力进入国内先进行列,已成为促进我国矿业工程领域技术进步和高层次人才培养的重要基地｡
资源数字化监测实验室面向资源监测中空间信息采集､处理､建模和输出全过程进行系统化的软硬件设备配置,目前拥有高精度室内定位系统(Time domain PLUS)､GPS数据采集系统､地质信息采集系统､高精度平面影像采集系统､大幅面彩色工程扫描仪､平面变形自动监测仪､遥感影像处理系统､地理地质分析模型､规划建模软件,建立了针对矿产资源开采､加工､安全监测､环境治理以及生态修复等环节中数字化监测的全面技术平台｡建设该创新平台要求学生掌握矿山数字化和可视化的方法,建立矿山地质数据库､矿体块体模型和实体模型,进行地下开采设计､地下爆破设计､露天开采设计､露天爆破设计等实验内容,支撑完成专业相关的课程实验､课程设计和毕业设计等教学实践环节｡
3.2工程安全与防灾减灾实验平台
目前,我国正处于重要的发展战略机遇期,随着社会的快速发展,基础建设投入不断加大,工程安全问题日益凸显,严重影响社会的可持续发展及国家目标的实现｡党的十七大报告明确要求强化防灾减灾工作,将防灾减灾作为公共服务领域的重要任务之一｡因此,在土木工程､安全工程和地理信息技术学科建设平台的支持下,发展跨行业的工程安全与防灾减灾研究方向｡
重点开展重大工程灾害演化机理与仿真(工程灾害演化与危险源识别)､工程安全监测与预警､工程地质灾害及防治､社会安全与应急管理等方向的研究｡从当今工程技术的复杂性和工程安全的高标准上来分析,社会需要的不仅仅是具备安全科学或工程技术的人才,而是要求两者兼备｡科技的发展对工程防灾减灾具有重要的引领作用,而安全技术的发展对工程建设起到了重要的支撑作用｡
围绕我国国民经济和社会发展“十二五”发展规划,针对水利水电枢纽､高速客运专线､城市轨道交通等一批国家重点工程项目建设需要,构建以地理空间信息技术为主体的工程安全实验平台｡加强同大型企业的科研合作与交流,建立多学科融合､多团队协同､多技术集成的重大研发与安全应用平台｡
工程安全与防灾减灾实验平台是适应大型施工企业对安全高效管理信息量急剧增长的需要,将各种设备和项目管理活动中相关的信息数据进行实时采集,提供对各环节进行及时便利的督促与检查,实行规范化管理,从而促进了各项目管理工作质量的提高｡该平台依托武汉理工大学土木工程一级学科博士学位授权点和道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,重点针对水利水电施工的关键环节,采用GPS和GIS相集成的方法,建立混凝土浇筑过程的安全防撞系统实验平台｡该实验平台则是针对高海拔水电站大坝复杂多变的自然环境和交错布置设备的现场施工环境,造成了夜间和阴雾天的施工能见度差,易产生工程事故,开发一种连续自动的实时监测的全天候的混凝土料罐定位控制管理信息系统,在适应连续施工和质量管理要求下确保安全施工｡该平台突出了地理学､土木工程和安全工程之间的学科交叉,主旨在于训练学生的空间信息与采集､传输和分析的基本技能,重点是以土木工程为理论背景,地球空间信息工程为技术手段,从安全工程的角度加强学生对大型工程施工过程管理的设计与应用的能力｡
3.3水陆交通安全实验平台
交通作为社会发展的基础性产业,其安全是关系国民经济的稳步建设的前提和保障｡但是,交通安全事故的频发,已经严重阻碍和减缓了社会发展的步伐,威胁着人们的生命财产安全,给社会和家庭带来了巨大的损失和不幸｡因此,为了保障交通事业的可持续发展,依靠科学技术,建立水陆交通安全实验平台,培养交通学科下安全技术人才,研究交通环境特点下有效的安全预防与处理措施,具有重要的科学意义和现实意义｡
交通安全主要是道路､人和交通工具之间的安全关系,在安全工程的运用上,主要从安全分析､安全评价及安全管理3个角度出发｡安全分析是通过综合运用数据通信技术､电子传感技术､自动控制技术及计算机技术来构建的面向交通运输的服务系统,通过对信息的收集､处理､发布､交换,进行分析和利用｡安全评价是在安全分析的基础上,对交通状态安全性进行理论评价为交通参与者提供安全指标,进而达到有效的利用现有交通设施､减少交通负荷和环境污染､保证交通安全､提高运输效率的目的｡最后结合道路交通安全､道路因素､交通工具因素及人的因素之间的关系,建立安全交通管理体系,培养学生在安全系统理论知识的背景下解决工程实际应用问题的能力和创新意识｡
水陆交通安全实验平台依托武汉理工大学智能交通系统研究中心和交通学院建立而成,拥有交通运输工程学科拥有交通运输工程一级学科博士学位授予权和博士后流动站｡建设该实验平台主要通过交通空间数据和属性数据采集,借助GIS桌面应用ArcGISDesktop软件､二次开发ArcGIS Engine组件和网络服务ArcGIS Server软件搭配主流程序开发平台开发出智能交通系统｡要求学生掌握数据采集和程序开发的方法,完成车辆定位监控､智能指挥调度､紧急事故救援､交通信息网络发布等实验内容｡
3.4社会安全管理与应急实验平台
从当前世界各国的管理实际看,对特大城市的社会安全管理均被置于突出重要的位置,并且强调运用综合手段开展危机管理,注重对危机的预防和处置｡对于中国特大城市的社会安全管理,需要以危机管理理论为基础,以城市的特性为依据,不断提高管理能力和管理水平｡
社会安全管理以危机管理为基础,危机管理的对象涵盖了包括各种使社会造成伤害､瘫痪或损伤的扰动的危险突发事件,如自然灾害､流行病､基础设施瘫痪､恐怖袭击以及大规模暴力事件等｡
对于安全科学与工程的人才培养来说,危机管理在社会公共部门通过对危机全过程的领导､指挥､执行､实际操作和动态跟踪监督,在最短时间内､以最科学的方案､最大限度地避免人民生命财产损失,使社会､经济､文化活动恢复到常态｡因此,社会公共管理领域对多层次､广适应性､全方位的危机管理人才的需求越来越重视｡社会安全管理与应用实验平台正是以危机管理作为支撑人才培养的理念,通过技术方法､案例教学､情景演练等内容的实践教学,讲授危机事件的预警､处置､评估和修复,培养学生解决实际问题的统计分析､案例分析､对策研究和战略规划能力｡
该平台依托武汉理工大学危机与灾害应急管理研究中心建立而成｡它以地理空间信息技术､数据库技术和网络通信技术为核心,通过一系列的数字城市的三维应急辅助决策平台研究及应用示范,极大地提高了政府部门安全应急指挥的信息化水平,丰富了安全管理学和应急管理学的教学案例｡平台的构建主导思想是通过安全工程技术与管理科学的交叉融合与创新探索,以信息化管理技术为出发点,培养掌握扎实的危机与灾害应急管理知识,能够在危机与灾害应急管理领域从事科研､教学和技术工作的复合型管理专业人才｡该平台可以支撑完成突发事件应急管理与社会经济评价､自然环境灾害与安全事故应急管理､公共卫生与食品安全等实践教学内容｡
4结语
为了保证安全工程专业的健康发展,必须结合具有行业特色的应用背景进行深入研究｡经过10多年的努力,武汉理工大学在安全专业(含相关专业的安全方向)的实验教学平台建设和教学方法改革中,充分考虑到安全工程专业多学科､综合性强等专业特点,依托大型国家级或企业课题,让学生直接参与到项目实施中,发挥安全实验教学平台实际作用｡自承担教育部卓越工程师试点计划以来,以“紧跟学科发展,立足社会需求,夯实实践能力,强化工程技能,培育团队精神,提高创新能力”为卓越工程师培养的实践教学理念,积极开展安全科学与工程专业的创新性实验教学改革研究与实践,其突出特色在于以特色行业为背景带动整个安全学科的发展｡
虽然,我校安全科学与工程已经被列为湖北省重点学科建设,但是我们应该以此为动力和契机,继续依托矿业､土木､交通､测绘等优势行业领域,充分发挥行业背景和学科优势,进一步加强拓宽产学研合作实践教学,培养适应我国国民经济发展需要的新型安全科学与工程综合型人才｡
参考文献:(略)