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作为改善建筑环境的重要因素--建筑环境空气品质(BuildingEnvironmentAirQuality)愈来愈引起人们的重视,如何提供高质量的洁净空气已成为21世纪人类生命科学的重要课题。工业炉窑、生产设备或生产过程气体(烟气)排放物的污染、交通工具排放物及对道路扬尘作用的污染、建筑施工环境污染、荒漠化引起的沙尘暴对自然环境污染等,都对工业与民用建筑环境供给空气质量带来了新的问题。其中,微细颗料物PM(ParticleMatter)污染是空气质量控制技术研究的首要问题。
在大气环境质量标准(GB3095)、居住区大气中可吸入颗粒卫生标准(GB11667)、各类公共场所卫生标准(BG9663~9673)、室内空气中可吸入颗粒物卫生标准(GB17095)都明确提出了PM10(能穿过咽喉进入胸部呼吸道的可吸入颗粒物,上限粒径30μm,质量中位径D50为10±1μm,几何标准偏差σ=1.5±0.1的颗粒物)的控制指标(范围0.15~0.25mg/m3),采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19)修订也将提出要求室内PM10的允许浓度≤0.15mg/m3。近年来国外加大了对呼吸性颗粒物RP(RespireParticles)微粒PM2.5(上限粒径7μm,D50为2.5μm的颗粒物)的研究力度,反映出微粒或尤其是PM2.5为代表的颗粒物对人体危害最大[1]。
工业通风除尘是工厂暖通空调设计的重要内容,目前采用以颗粒物排放总量制定的排放标准评价尘源控制水平。尽管工业通风除尘系统排放达到国家标准,但是排放的颗粒物几乎都是微细颗粒,它们长期悬浮在空气中,尤其是在静风条件下产生浓度积聚导致区域环境浓度超标。因此研究工业通风除尘系统排放源扩散规律,对建筑规划、建筑环境空气质量控制技术十分重要。
由于颗粒物与有害气体污染介质不同,从排气立筒中排放出来在大气中扩散规律具有特殊性,本文重点研究稳定连续排源颗粒物上升高度的计算。
2排气抬升高度计算的简要回顾
工业污染源排放立管气体抬升高度H与排气立管的几何高度HS之和即为污染源的有效源高Hy,即Hy=HS+H。气体抬升高度H是计算地面最大污染物浓度非常重要的参数。
产生气体抬升高度的原因有两个:一是排气立管出口处的烟气所具有的初始动力;二是由于排气温度高于周围空气温度而产生的浮力。影响这两种作用的因素归结起来可分为排放因素和气象因素两类。排放因素有排气立管出口的排气速度VS和排气温度TS,以及排气立管出口的内径d。气象因素有平均风速,环境空气温度Ta,风速垂直梯度d/dz及大气稳定度等。目前还没有一种排气抬升公式考虑了所有这些因素,即使有这样的理论公式,全部参数也不容易测得到,使其无法应用。大多数烟气抬升公式是半经验的,是在各自有限的观测资料基础上归纳出来的,所以往往局限性很大。对同一种情况,用不同的烟气抬升公式计算,可能得到相差几倍的结果[2]。
提交的计算公式是将气相和固相作为混合体烟气进行计算,未考虑颗粒体运行的迟滞性。这对于颗粒体计算存在误差。所查文献中关于对排气中的颗粒物上升高度的计算方法比较少,而颗粒物的上升高度对分析颗粒物扩散落地浓度分布是一个很关键的参数。因此,有必要研究颗粒物从排气立管排出后继续上升高的计算方法。
3颗粒物上升高度计算模型
本文采用气体淹没射流的方法计算排气立管出口气相流场,在此基础上建立颗粒体运动场分布,并确定颗粒体的最大上升高度。
本文采用圆断面孔口气体紊流射流流速的计算公式[3],计算气相射流起始段和主体段。排气立管排放出的气体的温度与周围环境大气的温度不同,采用温差射流计算射流的温度场的公式。
不考虑水平方向风速的影响和不同直径颗粒物间相互影响,列出不同颗粒物在气流中运动方程为
(1)
式中,阻力系数CD为
其中雷诺数
代入式(1)有:
(2)
500>Rep>1
(3)
对式(2)进行离散得:
(4)
由于左边项有二次项出现,给求解带来了困难,本文将对此项采取线性处理。即反此项中的up用上一点的速度up(i,j-1)代替。代入并整理得到
(5)
对式(3)求解,采用类似式(2)的方法可以得到
(6)
对(5)、(6)采用迭代法计算。求解以上两式所用边界条件为:j=1,up=(i,j)=u(i,j)=u0。
4计算例
4.1计算说明及结果
颗粒物真密度2000kg/m3,排气立管的出口内径2m,气体的出口速度15m/s,在等温射流(排气温度T0与环境温度TW相等,取20℃)动力粘性系数为μ为18.3×10-6Pa·s,在温差射流(T0≠TW)中气体的μ采用公式计算。计算结果汇总见图1~3,表示颗粒物抬升高度与粒径在不同条件下的关系。图1为射流气体的温度不变(T0=150℃)时,环境温度的逐渐升高,颗粒物在射流中心的上升高度情况。图2为环境温度不变(T0=20℃)时,射流气体的温度的逐渐升高,颗粒物在射流中心的上升高度情况。图3为周围环境温度和射流气体的温度均在变化,但其温度差保持不变,颗粒物在射流中心的上升高度情况。
图1射流轴线上颗粒物上升高度与环境温度
图2射流轴线颗粒物上升高度与射流气体出口温度
4.2计算结果分析
(1)粒径的影响
由图可知,不同粒径的颗粒物在随着气体上升到一定高度以后会停止上升,停止上升时的高度对不同粒度的颗粒物有很大的差别。细颗粒(10μm以下)上升的高度基本与气体的上升高度近乎一致;粗颗粒(10μm以上)的上升高度则与其粒紧密相关,随着粒径的增大在高度上呈逐层减小的分布状态。不同粒径的颗粒物的径向分布轮廓与射流断面上气流的速度分布相似,呈抛物球面。
(2)温度的影响
由图1可知,射流气体的温度不变(T0=150℃)时,环境温度的逐渐升高,对细颗粒(10μm以下)在射流中心的上升高度影响不大,而粗颗粒(10μm以上)在射流中心的抬升高度略有增加。由图2可知,射流气体周围环境的温度保持不变,而射流气体的出口温度不断升高时,各粒度的颗粒物在射流轴线上的抬升高度基本保持不变。由图3可见,除细颗粒物(10μm以下)外,其他各粒度的颗粒物在射流中心处的抬升高度均随着环境温度及射流气体温度的升高而不断增大。
图3颗粒物在射流中心处上升高度与粒径
5小结
从以上计算结果的比较分析,可以得出以下结论:
(1)颗粒物的上升高度分布随粒径变化而不同,在环境空间中以排气立管几何轴线为中心线呈抛物面形分层。小颗粒物(10μm以下)抬升的高度基本与气体的抬升高度一致;大颗粒物(10μm以上)的抬升高度则与其粒径紧密相关,随着粒径的增大在高度上呈逐层减小的分布状态,其分布轮廓近似于抛物球面,与射流断面上气流的速度分布相似。
(2)环境温度和射流气体的温度对颗粒物抬升高度影响程度不同,环境温度对颗粒物上升高度影响稍显著。射流气体的温度不变时,环境温度的逐渐升高,颗粒物也不断地抬高,粒径越大越明显;环境温度不变时,射流气体的出口温度升高,颗粒物抬升高度基本上保持不变;环境温度和射流气体的温度均在变化,但温差保持不变,抬升高度随着温差增大而增大。
参考文献
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Keywords: public places; Air conditioning and ventilation system health; Prevention and control measures
中图分类号:TU831.3+5文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
引言
随着国民经济的不断发展,人们生活水平的不断提高。越来越多的建筑和其他公共场所开始使用空调来进行空气循环,人们大部分的时间都是在有空调的场所里学习、工作和生活。但是随着空调的不断普及和使用,带来的问题也开始不断的显现出来,其中以空调通风系统中的卫生问题尤为严重。国内外的调查表明,空调系统宛然对室内空气质量影响极大,已成为室内空气污染的主要来源。现对商业办公楼、影院等公共场所空调通风系统常见的卫生相关问题展开讨论。
一、空调通风系统产生的常见问题
1.1空调系统的卫生问题主要是有空气污染和水污染引起的。空调系统空气来源一般是新风和回风组合的混合空气。这些室内、外空气受大气环境、人类活动和建筑装修材料等影响,包含了许多悬浮颗粒物(粉尘、微生物、花粉、气溶胶)和各类有(无)机气体污染物,随着空调的“吐故纳新”过程进入系统,通过吸附、沉积、滋生等过程,浓度或数量不断增加,引起不良建筑综合征,各类过敏症状甚至传染病。
1.2新风量的缺失
在世界上发达国家中对中央空调新风量的要求一般是30-50立方米/小时,我国对中央空调新风量的要求一般中有20立方米/小时,甚至更低。在市面上还有不少新风量很低的中央空调一直在销售和使用。在商业办公楼、影院等公共场所中,人流量一般都十分的巨大,导致这些场所的空气质量急剧的下降,空气中的细菌和其他有害物质急剧增长,若新风量达不到要求,室内空气得不到及时的更换,一直在空调的回风系统中循环,为细菌的滋生提供温床,也为疾病的传播创造了条件。所以,足够的、清洁的新风是改善室内空气质量唯一可靠方法。新风能保持室内空气的新鲜度,调节室温并去除过量湿气,稀释空气污染溶度,并形成正压抵御室外污染空气进入。当然,空调系统能够提供新风不等于一定就能改善室内空气质量,因为新风的效能又同新风的量和洁净度以及室内气流的组织等密切相关。只有足够的且清洁的新风才能改善室内空气质量,预防空气传播疾病。
1.3空调的安装不合理
我国大多数的公共场所空调系统采取上入上回的气流组织,这样很难做到新风的均匀分布,有些送风口和排风口距离过近,甚至发生“短路”(即刚从排风口排出的空气还没有逸散到外界大气中,就已经被送风口再次吸入中央空调中,送入室内)现象。在中央空空调的安装过程中,要充分考虑,合理的布置送风口和排风口,充分将新鲜空气送入工作区,才能提高室内的换气效果,达到提高空气品质的目的。
1.4空调自身的设计缺陷、经营者的管理不当及相关法律的空白
1.4.1国外对中央空调新风量和空气过滤的要求很高,如日本强制性要求中效过滤,达不到要求将受到严厉的惩罚。我国对中央空调只是用简单过滤网,不少中央空调连低效过滤都达不到,也没有什么惩罚措施;其次,国外对中央空调排风要求很高,并且是强制性的,国内一般没有此项要求;最后,国外中央空调普遍装有空气加湿装置,国内中央空调很少见到空气加湿装置,也很少有企业主动安装空气加湿装置。国外对中央空调风光洁净度要求同样十分严格,在施工质量、管理、检查、经常性清洗等方面一直保持着标准很高的评判指标,国内在这方面没有什么要求。国外中央空调的制造标准体现出很高的环保特性、智能化、网络化特此能够,对生产过程、材料、制冷剂等都有较高的环保要求,更强调空气品质。
1.4.22004年卫生部组织对30个省市区60个城市937家宾馆饭店、大型商场、超市的空调系统进行了监督抽检,结果显示,空调通风系统存在严重的生物性污染和颗粒物污染。微生物污染的有411家,站抽检总数的47.1%,中毒污染的占46.7%,合格率仅为6.2%;通风管道内最高积尘量达到了486g/m2.。
1.4.3通过调查发现,商场、宾馆集中空调系统积尘量污染状况严重;积尘中细菌、真菌总数污染属中等水平;公共场所空调系统污染严重和管道长期未做清洗有直接关系。 管道未做清洁工作的主要原因为:
(1)卫生法规和相关卫生标准处于空白;
(2)国内无管道清洗服务机构;
(3)经营、管理者主观上未给与足够重视;
(4)清洗费用较高
二、防治措施
2.1为提高室内的空气质量,应当对中央空调的通风系统做维护和清洗,必要时还要进行消毒,以下列举了消毒的时机:
2.1.1当中央空调通风系统导致或可能导致空气传播疾病时。公共场所经营者应当及时关闭所涉及区域的中央空调通风系统,并按照当地疾病预防控制机构的要求,对公共场所及其中央空调通风系统进行消毒处理。消毒处理的中央空调通风系统经卫生学评价合格后方可重新启用。
2.1.2检测发现冷却水、冷凝水中检测出嗜肺军团菌;空调送风中检测出嗜肺军团菌、β―溶血性链球菌、风管积尘中检测出致命病菌等情况时,公共场所经营者应当立即对中央空调通风系统进行清洗和消毒,待其检测、评价合格后。方可运行。
2.1.3 空气传播性疾病在本地区暴发流行时,采用全新风方式运行,确保风房间独立通风,启动空气净化消毒装置并保证该装置有效运行。
2.2如果新风本身收到污染,就谈不上改善室内空气质量的作用,新风的洁净度也会控制着室内空气污染的关键点之一。有空调系统的公共建筑大多坐落在城市的中心,室外的空气流动性差,多被各类废气、尘埃污染;而且建筑物自身也存在许多污染源,如开放式水塔,各类排风口。在空调的设计中,应对同庚系统中加装过滤网、加湿装置等。安装时,新风口的位置要设置在室外,避免信封的二次污染,保证新风的洁净;其次新风口与开放式冷却塔。高车流量道路、建筑物本身各类排风口的位置要有最小安全距离‘最后新风口还要采取防雨、防虫、防鼠和防尘等措施。
2.3由于空调系统的污染持续存在,对空庭进行定期的维护和清洗十分重要。不要指望每两年一次的清洗消毒来结局所有的问题是不现实的。在这种 情况下,系统的日常维护就显得更为重要,设备表面积尘和凝露水的清理,各级空气过滤器(网)及时清洗更换,积水盘的堵塞清理,管道温湿度的控制,设备的维护维修,各种制度的实施保障等等,都能有效降低污染和减少微生物繁殖。
三、结束语
解决空调系统卫生问题是一个系统工程,需要多部门的配合解决,可以通过设计、安装和自身管理等多个环节来减少。要达到这个目的,仅依靠卫生部门的监管是无法完全实现的。需要政府来完善法律;卫生、社保质监等部门的大力监管,公共场所运营者的完善管理等各方面的努力。
参考文献:
篇3
“流体力学”作为理工科的一门专业基础课和必修课,它的重要性是众所周知的,作为力学分支,其在安全工程专业有着广泛的应用,与泄漏、火灾、爆炸、通风等有着密切的关系,是后续工业通风、消防工程等专业课程学习的重要基础。近年来流体力学学科发生深刻变化,对流体运动认识加深,测量手段更为先进,对流体运动分析和处理的能力空前强大,与工程应用结合更加紧密。然而“流体力学”这门课程概念抽象、数学公式多,在以往课程教学过程中更多重视理论知识的传授,人才培养过程中存在着过分偏重理论知识学习,缺乏对学生工程能力的培养等不足之处。因此,本文借鉴国际流行的CDIO工程教育理念,拟对安全工程专业“流体力学”课程进行教学改革,使理论知识服务于后续的安全知识学习及工作实际,将知识教育和能力培养有机地结合起来,增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生专业理论知识的学习真正地更好地融入之后的安全工作中。
2CDIO工程教育理念
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Imple-ment)和运行(Operate)的简称。“C”构思指系统性的构想、思考,明确产业需求。“D”设计是把将要被实现的计划通过视觉的形式描述出来的活动过程;“I”实施是执行、施行实际的行为,指把设计转变为产品的过程;“O”运行是指产品实现之后(即实施之后)使用其来达到想要的价值的过程。从构思、设计、实施到运行的全过程就是产品的整个生命周期,用它来代表工程的范畴[1]。CDIO教育模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业学生,这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义[2]。CDIO强调在系统和产品构思、设计、实施、运行的真实工程实践环境中培养学生的工程能力,通过引导学生以主动的、实践的、知识之间有机联系的方式培养学生的工程能力,使学生在创新思维能力、终生学习能力、团队合作能力和工程实践能力等方面得到全面的训练和提高。
3基于CDIO理念的流体力学课程实施
3.1优化教学内容
在教学时,教材的选取是非常重要的,首先要选择一本好的教材,然后围绕教材的内容,进行全方位的内容设计。湖南工学院安全工程专业选用的教材为蔡增基、龙天渝主编的《流体力学泵与风机》,该教材详细介绍了流体力学及泵与风机的基础知识,并配有丰富的习题供学生课后练习巩固,另围绕教学大纲,每章设置了思考题。但教材内容多是从供热通风空调类专业角度出发,内容较多。按照安全专业职业能力与素质需求为导向,结合我校安全工程专业对该课程课时安排较少,学生文科生多,理科基础薄弱的特点、安全工程专业需求及其与后续专业课程之间的关系,课程教学内容分为四部分:(1)流体静力学。掌握流体平衡的规律,对其中与安全工程关系不大的小节进行删除。(2)流体动力学。研究流体在运动状态时,作用于流体上的力与运动要素之间的关系,以及流体的运动特征与能量转换等。(3)有关流体静力学和流体动力学在生产和生活中的应用,如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流等。注重与工业通风、消防、安全工程中常见的泄漏等问题相结合。(4)泵与风机工作原理及运行知识,重点掌握如何选择泵与风机。由于课时有限,其他知识可通过学生自主学习来完成。内容设置注重培养学生的创新能力、学习能力和分析解决问题的能力,不因课时少而删除其物理背景、力学建模和求解过程等方面的学习,只讲授结果、计算公式、图表等这种短视的做法培养出来的学生只是现成公式的计算机器,面对新的问题将束手无策,学生没有创新能力,没有利用所学知识解决实际问题的能力。只有掌握正确的基本概念和流体运动一般规律,才能认识特殊规律,才能有分析实际问题的能力,才能正确应用和处理流体力学商业软件。
3.2转变教学方法
在课堂教学中注重学生综合思维、系统思维和工程能力的培养。结合传统的教学方法,采用以问题学习的形式,要求学生基于问题学习。(1)首先要讲授该门课程的性质及作用,让学生掌握该课程在整个专业培养中的作用以及工程实践中的具体应用价值,以及该课程与其他课程之间的关系,从而在学生的整体知识架构中建立起清晰的课程逻辑联系[3],培养学生的系统思维能力。(2)各知识点的教学过程采用启发式教学法,先由老师设置问题,让学生带着问题进行学习;学完之后让学生思考学了什么,有什么用;除了基本的教学过程外,在课程中设置一些小专题讨论,培养学生分析问题、解决问题的能力。(3)传统的教学模式由于缺乏对知识的应用,学生通常将通过考试作为学习目标而专注于记忆考试内容。因此在教学中注重相应知识点的讲解的同时,注重对各知识点的应用和拓展,各知识点多方面地与安全工程专业相结合(如在讲述孔口管嘴出留时与危险化学品物质泄漏进而导致火灾、爆炸、中毒事故相结合;讲述流动阻力时与工业通风管道设计、消防水管道设计相结合),强调其对专业的支撑作用,要求理论知识必须服务于安全工作实际,将知识教育和工程能力培养有机地结合起来。
3.3实验教学改革
实验环节是CDIO模式下教学环节的非常重要的组成部分,学生工程能力的培养和综合应用能力的提高,有赖于此环节[4]。实验教学方面通过建设流体力学实验室,将实践教学贯穿于学生的整个学习过程,实现对学生的动手实践能力、技术应用能力、研究创新能力的培养。实验模块分为基础验证类实验模块、综合性实验模块和开放性实验模块。基础验证类实验主要包括雷诺实验、能量守恒验证实验、沿程阻力实验、局部阻力实验、文丘里管实验、流量计实验、离心泵实验等[5]。这些实验过程简单,能帮助学生更好地理解流体力学的基本原理和定律,但缺乏创造性,没有与安全工程专业实际相结合。综合性实验如与工业通风课程相结合,设计一个通风除尘管道模型,学生通过流体力学知识制定实验方案,使用仪器测量风速、压强等相关参数计算通风阻力。让学生把流体力学知识更好地与安全工程专业相结合,解决专业实际问题。综合类型的实验相对较复杂,采用团队协作的方式,通过互相交流讨论解决实验过程中遇到的问题,发散思维,实验结束后进行汇报,培养学生的团队协作能力和沟通能力。开放性实验模块通过建设开放性实验室,为学生参加各类学科竞赛、科技创新活动、自主实验、参与大学生研究性与创新性实验项目、参与教师科研项目提供实践平台。如学生可进行计算机虚拟流体力学实验、利用flunet软件模拟火灾发生时烟气流动过程。开放性实验可锻炼学生创新能力。
4结论
1)安全工程专业“流体力学”课程作为一门学科基础课,其教学改革应以专业能力需求为导向、学生能力培养为目标,引入CDIO理念进行教学改革,可提高学生创新思维能力、系统思维能力、和工程能力的培养,提高学生的工程意识及大工程观。2)基于CDIO理念的“流体力学”课程教学改革应注重学生主体作用的发挥,以学生为主体、教师为主导,采用问题学习的形式进行教学,培养学生用基础理论分析、解决实际问题的能力。3)在“流体力学”课程教学改革中,应注重实验教学环节,实验教学除了基本的基础验证类实验外,组织学生做一些综合性、设计性、开放性实验,教学中注重学生团队协作能力,人际交往能力和创新能力的培养。
参考文献
[1]顾佩华,等.重新认识工程教育一国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]张景钢.基于CDIO的创新型安全工程培养方式研究[A]//安全科学理论与创新[C].郑州:郑州大学出版社,2016:92-96.
[3]赵庆贤,葛秀坤,毕海普,等.“变焦式”教学法在专业基础课程教学中的应用[A]//第26届全国高校安全工程专业学术年会论文集[C].北京:气象出版社,2014:262-265.
篇4
武汉工程大学安全工程专业于2001年建立,2002年开始招收本科生,专业建设遵循“加强基础、拓宽口径、重视实践、培养能力”的指导方针,近几年就业率一直为100%。同时根据我校办学条件,以及社会对人才的需求,我校安全工程专业设立非煤矿山安全、建筑安全、化工安全等三个专业方向,其中建筑安全方向就业人数占毕业生的40%以上。
根据“武汉工程大学环境与城市建设学院安全工程专业培养方案”(2009),安全工程专业建筑安全方向课程包括:工程制图、土木工程概论、工程地质、工程CAD、岩体力学、工业通风、消防工程学、建筑安全、防灾减灾工程学等理论教学课程;消防工程学、防灾减灾工程学2门课程设计及6周的创新能力培养计划,10周的实习环节,建筑安全方向教学过程覆盖7个教学学期[1]。
2.建筑安全方向配套实践教学资源
为了提高建筑安全方向教学质量,专业教学中充分利用结构实验室(和土木工程共建)、专业机房、通风防尘实验室、消防工程实验室,开设综合性、设计性实验项目;专业拥有可靠的实习基地,与武汉市政、关山消防、安全评价机构、武汉工程大学大冶校外实践教学示范中心等单位签订实习协议,保障实习等建筑安全方向实践教学过程。
二、武汉工程大学大冶校外实践教学示范中心概况
1.示范中心建设基本情况
武汉工程大学黄石市大冶校外实践教学示范中心位于湖北省黄石市大冶地区,由武汉工程大学环境与城市建设学院于2005年开始建设,属于校级实践教学示范中心,中心实行校、院两级管理,中心主任负责制。并于2008年成功申报为湖北省高等学校实验教学示范中心。示范中心主要依托黄石市大冶铁矿丰富的实践教学资源为主体,并辅以大冶铁矿周边区域相关单位的实践教学资源,可满足我校采矿工程、选矿工程、安全工程、土木工程等多个专业学科的各类实践教学需要。示范中心每次可同时接纳实践教学的学生为60人,通过合理安排各类实践教学的时间,每年可完成总学时达50000学时。
示范中心现有固定实践教学管理人员16名,其中正高级职称占31.3%,副高级职称占50%;校外兼职实践教学指导教师26名,其中副高级职称以上占61.5%。同时根据本学科国内外最新技术的发展状况,每年对中心内的人员开展培训工作,以保证该中心工作水平的不断提高。
2.示范中心实践教学活动执行情况
大冶校外实践教学示范中心实践教学体系是按新世纪我国经济建设和社会发展对高素质综合性、创新性人才培养的需求,以专业培养目标和市场需求来编制具有特色的实践教学计划,并同理论教学紧密结合,由浅入深、相互交融地合理设置实践教学项目。按此原则并结合中心实际情况,示范中心设置的主要实践教学项目内容具体包括相关专业的认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、课程实习、课程设计以及大学生课外科技活动等,这些实践教学项目均体现在各专业培养方案之中。通过这些实践环节的教学,不仅可达到理论知识学习与工程实践训练的协调统一,而且可全面培养学生的工程实际应用能力、创新思维能力以及综合分析和解决实际问题的能力。
示范中心开展的实践教学项目均以实践教学单位的实际工程为背景,完全结合工程实际情况。
在实践教学过程当中,示范中心充分发挥武汉工程大学的人才与科研优势,大力加强与实践教学单位的科技合作,近几年针对生产中的关键性技术问题和难点,积极组织师生们进行专题研究,已完成高陡边坡稳定性分析与安全监测技术、矿山规划以及工程管理等科研合作项目10余项,研究经费达200余万元,与实践教学单位建立了良好的科技协作关系,这些研究成果反过来又极大地丰富了实践教学中心的教学内容。[2]
三、建筑安全方向实践教学改革
1.实践教学环节整体性优化
学生在示范中心内完成10周的实习教学,结合建筑安全方向专业课程,对示范中心内的建筑概况有了基本的认识。可以将大冶校外实践教学示范中心的安全设计为一个大的课题,有针对性的开展各个课程的子课题的分步设计。对示范中心内的工业民用建筑按照功能分区进行风险分析和评价,有针对性地提出安全技术对策措施,安全管理对策措施,完成《安全系统工程》、《安全评价》、《安全管理》设计内容;对厂矿的通风除尘系统、防火系统等专项设计,完成《工业通风与除尘》、《消防工程学》课程设计;对露天开采、地下开采、开采复垦等地质灾害易发区域进行灾害防治专项设计,完成《防灾减灾工程学课程设计》。
结合示范中心建设,聘请示范中心相关方面的技术专家参与实践教学的选题、指导和应用工作,一方面解决专业指导教师偏少的问题,另一方面可以检验学生设计结果在示范中心应用的可行性并及时提出反馈意见进行修正和完善。合理设计的结果除了完善学生的课程设计环节外,还能以报告的形式提交给其他单位用于指导基地日常的安全管理工作。
2.实践教学环节时间衔接优化
实践教学环节在时间上也应具有一定的持续性,在前期的实践活动中(认识实习和生产实习)有意识的引入课程设计所要的工程资料,让学生在学习理论知识的时候根据个人兴趣进行选题、3~4人自由结合分组,进行设计资料的前期收集工作,并与指导教师进行课程设计可行性分析讨论,筛选出适合于本组的课程设计题目。同时后续课程设计中的一些原始数据部分也来自于学生前期课程设计的结果,设计内容也是对前期设计薄弱部分的一种补充和完善(或者整体安全系统设计中某一专项安全设计的展开)。这样也就充分调动了学生的积极性,形成以教师为指导的前提,充分肯定学生在课程设计中的主体地位[3,4]。
示范中心实践活动中,学生利用实习环节的参观、跟班检查等,收集的现场资料作为实习的基本环节也加强了学生的动手能力和综合能力。在第5学期《安全系统工程》课程设计中,专业学生对示范中心内各个环节的建筑系统安全组织、安全设计等有了初步的分析和认识;第6学期,完成《安全评价》和《安全管理》学年论文,论文结合《安全系统工程》课程设计的初步分析结果,对建筑结构、通风、消防、地质灾害防治、应急救援预案、职业卫生防护等提出针对性地安全技术及管理对策措施[5];第7学期进行的《消防工程学》、《防灾减灾工程学课程设计》同样会使用建筑安全评价结果的一些基本参数,这些专项安全设计可以看做建筑安全评价相关章节的一个展开;把前述所有资料进行综合也可以看做第8学期毕业设计的结果。当然所有的设计工作都是依据系统安全的理论指导。
3.实践教学环节团队协作优化
我校安全工程专业教研室和武汉工程大学安全工程专业教学团队(院级)相结合,进行教学、科研和日常的综合管理工作,专任教师专业覆盖矿井通风与安全、岩土工程、安全技术及工程、地质工程、消防工程、遥感技术等。实践教学活动中充分发挥教学团队的集体智慧,在设计、实习、实验等实践教学环节中群策群力。
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随着我国现代化建设的迅速发展不断加强,火灾自动报警系统在工业与民用建筑的防火工作中发挥着越来越重要的作用,成为现代消防不可缺少的安全技术措施。回顾近年来,我国发生一系列的重大、特大火灾安,造成了人员伤亡和经济损失。医药生产企业通过化工合成的方法合成药物的新工艺越来越多,生产加工过程中的火灾危险程度也比民用建筑要高。与一般的工业厂房相比,医药的洁净厂房具有如下特殊性:空间密闭、工艺复杂、空间分隔多、装修材料多。这意味着,医药厂房将面临着比一般厂房更加严峻的消防问题。笔者将在下文中,谈论一下在医药工程中,火灾自动报警系统的应用。
1.消防控制室
1.1 消防控制室系统布置
火灾自动报警控制器是火灾自动报警系统的核心,能接受现场火警探测器的报警信号,对报警信号进行分析判断。在确认火灾后,能够联锁启动相应的消防设备:如排烟风机、消防喷淋泵等。火灾自动报警控制器设置在消防控制室内,需要24小时有人值班。当现场的报警设备动作时,联动消防控制室显示并且声光报警。消防控制室内设置的消防设备除了火警控制器外,还应包括火警图形显示装置、消防专用电话总机、应急照明和疏散指示系统控制装置等。在医药工程中,部分车间、甲类仓库有可燃气体释放源,可燃气体报警控制器也应该设置在消防控制室内。
1.2 火灾自动报警控制器
火灾自动报警控制器单机系统每一总线连接设备总数不宜超过200点,且应留有不少于额定容量10%的余量。系统包括可编地址的各种探测器、手动报警按钮、联动模块以及报警显示装置等设备,设备总数和地址总数均不应超过3200点。探测器或联动控制模块发生断线或短路故障时,控制器可显示发生断线或短路故障的探测器或联动控制模块的地址号,伴随有声光报警并记录相关的故障信息。
2.火灾自动报警系统设备
1)火灾探测器的布置
根据《火灾自动报警系统设计规范》规定,在大部分制药生产车间、综合办公楼、科研实验室区域,属于火灾初期有阴燃阶段,产生大量的烟和少量的热,很少或没有火焰辐射的场所,应设置感烟火灾探测器。对于部分会产生大量蒸汽或烟雾、有较大粉尘的场所,则适宜设置感温火灾探测器。在医药厂区的防爆区域,如甲类仓库、防爆厂房等,需要选择防爆型号的火灾探测器。在防爆区域一般会生产或保存可能释放可燃气体的有机溶媒,针对这种区域应该选择可燃气体探测器。
2)报警按钮以及声光报警器的布置
建筑物每个防火分区至少设置一个手动报警按钮。每个防火分区的任何位置到临近的报警按钮步行距离不应大于30m。满足上述规范的同时,应该在人员疏散的出入口、车间或综合楼的主出入口等方便人员逃离火场时按动的位置设置手动报警按钮。每个报警区域内均匀设置声光报警器,一般情况下可与手动报警按钮布置位置相同,若车间内等比较宽敞的区域在满足报警要求的情况下,为控制工程成本可适当减少声光报警器的数量。消火栓(或泡沫栓)按钮一般安装在消火栓内,根据安全专业提供的条件布置,设置硬线直接联锁启动消防泵(或泡沫泵)并送报警信号到消防控制室的火灾自动报警控制器。特别注意的是由于医药厂房洁净厂房上方存在大量技术夹层,根据《洁净厂房设计规范》,在技术夹层内也应设置火灾报警探测器。
3)消防电话的布置
根据火警规范,消防控制室必须设置消防专用电话总机,消防电话分机则应该设置于消防水泵房、变配电室、空调机房等比较重要的消防场所。消防控制室、值班室内,应设置可直接报警的外线电话。
3.消防联动控制系统
3.1 防排烟系统联动控制
医药工程厂房是封闭的厂房,内部平面布置曲折,且暖通通风管延伸至厂房内各个房间,当发生火灾时,烟气容易顺着暖通风管蔓延至整个厂房。在这种情况下,防排烟系统显得尤为重要。
建筑物内的防烟分为自然通风或机械加压送风方式;排烟可采用自然排烟或机械排烟方式。本文中防、排烟联动控制方式主要针对的是后者机械加压送风及机械排烟方式。
当感烟(或感温)火灾探测器动作、手动报警按钮动作或70℃防火阀关闭时,在消防控制中心报警,同时联锁开启相应排烟区内的常闭排烟口、对应排烟风管上的电动阀及相应的排烟风机和排烟补风机,并关闭相应排烟分区的空调通风系统及新风管上的电动风阀。当排烟温度到达280℃,排烟风机前的排烟防火阀自动关闭,联锁关闭对应的排烟风机和排烟补风机。
设有挡烟垂壁的防火分区,当感烟(或感温)火灾探测器动作时,火灾报警控制器联锁控制降下相应排烟分区边界的挡烟垂壁,放置烟气快速蔓延至其它排烟分区。
在某些防爆区域和非防爆区域之间的缓冲间,暖通专业存在正压通风系统,设置了差压开关和失压报警器,用来实现对应房间的失压报警及联锁控制启动正压风机。
3.2 喷淋系统联动控制
自动喷淋系统具有几种不同的联动控制方式:湿式系统和干式系统、预作用系统、雨淋系统以及水幕系统。对于这几种系统,笔者针对自己所完成的医药工程经验选择预作用系统进行阐述。
整个系统需要联锁控制的设备包括有水流指示器、信号阀、压力开关、喷淋消防泵。当报警区域两个火警探测器或一个火警探测器与手动报警按钮动作时,火警控制器给预作用阀组送开启信号;若系统设置有快速排气装置,则需联动控制排气阀前的电动阀开启。喷淋泵控制柜的启动和停止按钮,需要用专线连接至消防控制室的手动控制盘。系统的水流指示器、信号阀、压力开关动作状态,消防泵的运行状态及阀的启闭状态应该在消防控制器上显示。
3.3 防火卷帘联动控制
为了防止烟气和火势的蔓延,两个防火分区之间一般设置有防火卷帘。
疏散通道上的防火卷帘控制如下,当防火分区内两个感烟探测器或防火卷帘专用感烟探测器动作,联动防火卷帘下降至距离楼板1.8m处位置;若防火卷帘专用感温探测器动作,则联动防火卷帘下降到楼板。非疏散通道上的防火卷帘则在接受了防火分区内两个独立的火灾探测器的报警信号时,联动防火卷帘直接下降到楼板。
防火卷帘两侧设置手动按钮控制防火卷帘升降,防火卷帘控制器一般设置在现场,将现场防火卷帘的状态信号反馈到消防控制室的火警控制器。
3.4 防火门联动控制
常开防火门在防火分区内两个火探测器或一个火灾探测器和一个手动报警按钮动作时,联锁关闭防火门。防火门控制器开关、故障信号应该反馈到现场的防火门控制器,同时监控器应该将信号远传至消防控制室的防火门总监控器。
结束语
随着经济科技的发展,国内医药工程建设的规模在不断地扩大,消防安全的问题也应该受到我们充分得重视。为了避免发生重大的消防事故,我们必须用高度的责任心、科学的态度去面对经济发展中可能出现的一系列安全问题,使医药企业消防工作做得更安全更可靠。
参考文献:
[1]火灾自动报警系统设计规范(GB 50116-2013)
篇6
Xie Dong, Liu Zehua, Chen Gang, Xiong Jun, Li Huimin
University of south China, Hengyang, 421001, China
Abstract: This paper studied current status of practice education for engineering major in local universities, then built a set of practice education teaching system for building environment and equipment engineering major from practice curriculum setting, practice base construction and arrangement, curriculum design and thesis arrangement, etc. around engineering practice ability. The reform results show practical abilities and the engineering quality of the students have significantly improved, and this also can provide new concepts for reforming of engineering application talents training in local universities.
Key words: local universities; building environment and equipment engineering major; practice teaching; reform and practice
1 地方高校工程类专业实践性教学的现状
当前,高等教育已进入大众化教育,应用型人才培养与社会需求的矛盾尤为突出。一方面,在激烈的市场竞争压力下,用人单位对高校工科毕业生的实践能力和操作水平要求越来越高,另一方面,随着高校的扩招,地方高校受地域和教育资源的限制,相当一部分毕业生不能找到合适的岗位。因此,地方高校如何扬长避短,发挥自身办学优势促进就业,便成为解决其生存与发展问题的关键。受教学经费和资源的限制,地方院校工程类专业实践性教学质量和教学效果大打折扣,甚至出现专业实习是参观性的,专业实验是验证性的,专业设计是模版性的等问题,如此造成实践教学失去了综合应用和工程实践的本质功能,扼杀了学生的积极性和创造性,无法培养出社会需要的高素质、具有一定创新能力的工程应用型人才[1]。
2 实践性教学体系的构建与改革内容
针对当代社会对于建环专业人才素质的新要求[2],结合建筑环境与设备工程专业(以下简称建环专业)生源结构特点和在相关学科改革和实践中积累的经验,本课题组建立了使现代工程素质培养贯穿于实践教学全过程的新型教学模式,培养学生的工程素质和实践能力,提高学生在就业和科研中的竞争能力。按照教学的总体要求和学生的知识、能力水平,对目前分散于教学中的“专业实验”“专业实习”和“设计(课程设计和毕业设计)”等实践性教学的子环节进行整合重组,制定新的实践教学计划与大纲,建立一体化的实践教学培养体系,采用模块化设置(实验、实习及设计3个模块)的模式构建教学内容,通过各模块环节的落实来保证实践教学整体目标的实现。
2.1 优化配置实验内容,单独开设实验课程
课题组针对原有实验课程中验证性实验较多,内容单一等缺点,建立以综合性和设计性实验为主,以验证性和演示性实验为辅的突出工程应用能力培养的实验教学体系。将原来依附于理论课程的实验内容进行分类,整合为专业基础性实验和专业实验,设置基础实验课程和专业实验课程,并分别单独设置学分,同时将暖通空调、建筑环境学、建筑环境测试等课程中内容重复的部分实验项目进行整合,增加了综合性和设计性实验,减少了验证性实验,如将建筑环境测试技术和暖通空调中关于温湿度测试部分及建筑环境学和暖通空调中关于室内环境参数测试部分,一并放到室内环境与空气品质测试中。专业实验室面向学生全面开放,结合教师承担的科研课题,通过毕业设计和创新型实验的方式开展各种创新能力训练和实践活动,锻炼学生的工程应用能力和创新实践能力。
2.2 强化校内外实习基地建设,创新实习内容和实习管理
建环专业实习一般包括认识实习、生产实习和毕业实习3个部分,独立开设,各有侧重点。认识实习的特点是实习单位较多、实习时间较少。针对这种情况,我们在与友好实习单位建立长期实习合作的同时,积极寻找一些节能型和环境友好型的企业。除了重点把握通风空调系统和冷源热系统外,还引入一些新的节能型或环保型工程项目,从系统到设备,从中央机房到末端系统,让学生从设备的生产到系统的安装、调试、运行管理都有一个初步认识,建立专业系统轮廓,为专业基础课程的学习做好准备。
生产实习强调“生产过程”和“以动手为主”。2008年建环专业与南华大学三力高科技公司合作建立了“工艺风力与湿能技术”湖南省产、学、研示范基地,并建立了建环专业校内生产实习基地。实习的一半时间安排在校内生产实习基地完成,主要实习内容包括:风管(圆形、方形)制作与连接、水管套丝与连接等,涉及下料、剪切、折方、焊接、铆接、咬口连接、法兰制作等工艺流程。此外,我们与南华大学附二新医院、晶珠广场、电力宾馆、江东冷库等合作建立了5个校外生产实习单位,学生可以去现场进行系统和设备的操作实习,学习系统的运行和管理过程,进一步加深对专业课程的理解。
毕业实习是实习的重头戏。我校建环专业已经与广州凌云置业有限公司、广州鼎泰净化工程有限公司、广州市华德工业有限公司、广东西屋康达空调有限公司等合作5个企业单位签订了长期实习基地合同,每年安排学生到1~2个新开工的建设工地进行实习,既带来了新建项目“新”的效果,同时能达到一定“量”的要求,能够保证毕业实习顺利完成。经过长期实践,我们探索了集中与分散相结合的毕业实习形式,在保障毕业实习教学要求的前提下,一方面采用集中实习,由带队教师集中指导,集中答疑,方便学生集中学习;一方面提倡部分学生分散实习,针对学生个性化的需求,有针对性地扩展学生的兴趣,为这部分学生“学习-就业-创业”的发展之路创造条件。作为对分散实习的补充和延伸,我们还实行了开放性实习,以实习单位负责指导为主,定期向带队教师汇报实习状况,甚至可以与毕业设计融为一体,在毕业实习中进行毕业设计,如此实现了毕业实习、毕业设计和就业的一体化教学,在弹性教学与弹性就业方面不失为一种有益的尝试。
2.3 面向工程设计,注重实践,突出应用能力培养
2.3.1 课程设计
课程设计是工科学生从理论学习向工程应用能力过渡的一个重要综合性实践环节,是培养学生工程素养的重要部分,是毕业设计的预演,要求学生能够综合运用基础理论知识和专业技能解决具体工程实际问题。为了加强对工程应用能力的培养,我们结合专业实际,整合课程设计内容,优化开设方案,紧密结合工程应用型人才培养的需求,体现综合性、系统性和应用性的原则。
针对建环专业水、电、暖紧密结合的特点,课题组提出了水电一体化、冷暖不分家和风系统、水系统并重的课程设计总思路,将相关课程中涉及冷暖、水电、风和水系统等分别综合设置课程设计内容,即提出了空调冷热源课程设计、建筑水电课程设计和暖通空调设计(包括风系统设计和水系统设计)。三大课程设计内容涵盖了冷热源工程、暖通空调、建筑电气、通风工程、建筑消防设备、建筑给排水等多门专业课程,体现了综合性和系统性;同时课程设计内容上紧密结合节能减排和低碳设计的思路,体现了时代性和应用性。
2.3.2毕业设计
毕业设计是本科教育阶段最后也是最重要的一个实践教学环节,是学生综合应用所学的各种理论知识和技能,进行全面、系统、严格的训练及工程能力和工程素养培养的过程,是架起学生从学校走向社会的桥梁,是学生从应试能力走向工程素养的分水岭,是学生从学校步入工作岗位进行的“总决赛”,是4年大学教育的总阅兵。
除了继承课程设计遵循的综合性、系统性和应用性的指导原则外,我们更注重学生工程素养的锻炼。工程素养是对工程概念、范围及应用等所具备的常识和技能。课程设计注重工程应用能力的培养,注重技能的学习。而毕业设计是学生从工程能力向工程素养过渡的过程,是应用型人才培养的升华。
毕业设计的重点是工程方案优化设计、系统的经济性分析和社会效益分析、方案可行性分析、方案的实现方法和手段等,针对当前“系统设计可能节能,但施工和管理都不节能”,一味追求“空调系统就是要冷”的现状,结合自身实践教学特点和实践经验,课题组确定了“节能贯穿系统设计、安装及运行管理全过程”的总方针,提出了“地位突出化、设计综合化、题目多样化、方案个性化、过程立体化”的改革总目标[3],结合教师的科研课题和大学生创新课题,总结出“一题多方案、一方案一人,多方案比较”毕业设计新的指导方法,既体现了“一人一题”总思路,又体现了毕业设计的个性,同时还利用各方案之间的相互比较,确定优化系统方案,以上过程大大提升了工程能力和工程素养。
计算机和网络技术迅速发展的今天,使得毕业设计中融入信息技术和网络技术成为可能。CFD(Computational Fluid Dynamics)技术就是在计算机上做模拟预试验,是计算机技术飞速发展的产物。目前已经应用到我校建环专业通风空调系统方案设计中,通过对风系统的数值模拟,确定最优的气流组织方式、风速、温湿度等参数,为系统方案设计提供参考依据。网络技术为毕业设计指导提供了一个很好的交流平台,目前,我校建环专业的毕业设计部分内容可以在网络上完成(如负荷计算、设备选型等),通过QQ、微博等方式完全实现了毕业设计小组在线答疑,此平台的建设有利于学生和教师、学生和学生之间进行有效的交流。
3 实践教学改革实施效果
经过近三年建环专业(建环2005级、建环2006级、建环2007级)共计6个班210人的实践教学环节改革试验,学生普遍反映实践学习兴趣提高,工程能力和工程素养显著增强。其中有3人次参与导师的科研项目取得了成果,分别发表科研论文并获得国家专利;2010年有2名学生到清华大学进行毕业论文的研究;近三年本科毕业生考取研究生的比例均在20%以上;建环专业毕业生以扎实的理论基础、良好的工程素质和较强的工程实践能力备受用人单位和企业的青睐。从最新的2007级就业信息了解到,98%以上学生已签订就业意向,通过实践教学效果的改善促进了学生就业和考研。与此同时,以工程应用为目标的实践教学改革模式对师资队伍提出了更高的要求,在很大程度上促进了教师的科研能力和教学水平的提高。
参考文献
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(一)基于CDIO理念的课程体系建设
课程体系与专业培养模式息息相关,构建合理的课程体系是培养安全工程高素质人才的关键。在此,我院拟结合安全工程专业的自身特点,以学生个性化发展为核心,以未来职业规划为导向,基于CDIO理念构建相应的课程体系,形成一、二、三级课程群。安全工程专业的课程体系见图2。其中,一级项目为安全工程导论课(安全科学发展动态)及毕业论文(设计),学生能够从中受到构思、设计、实现、运作的系统训练。二级项目由公共基础类课程、专业基础类课程、专业类课程、专业特色课程等组成,专业类课程又可以进一步归类为安全管理类、安全技术类;各门课程之间相互联系,针对具体课程开设课程设计;三大实习包括认识实习、生产实习、毕业实习,旨在促进安全理论知识和工程实践的融会贯通。二级项目主要以专业学习过程中的实践、创新、综合能力培养为目标,鼓励学生参与各类创新创业项目。三级项目在二级项目下进行拓展,为加强核心课程与二级项目而设立的相应课程群,如安全管理类课程包括管理学概论、安全管理与安全法学、安全心理学、保险与安全经济学等。 CDIO理念下的安全工程课程体系区别于传统的重理论而轻实践的教学模式,重在培养学生的创新意识、团队协作精神和理论联系实际的综合能力。通过采取实验课程的研究性教学、特定专业课程设计的设置、创新创业项目资助来贯穿相应的核心课程,学生可望提高学习的积极性。
(二)实验课的研究性教学
研究性教学是引导学生从自然、社会和生活中选择并确定与专业相关的课题开展研究,主动思考,主动实践,从中吸收知识、运用知识、解决问题,从而提高综合素质的一种实践活动。实验教学作为本科教学的重要组成部分之一,体现出综合性、直观性等特点,能够激发学生的创造性思维,有利于提高学生的实践能力。将研究性教学理念引入安全工程专业的实验课程教学中,完全相符CDIO工程教育理念。安全工程专业的研究性实验教学内容可区分为基础性、综合设计性、创新性三大类。基础性实验教学主要为强化专业理论理解和培养基本的实验技能、动手能力;综合性实验教学旨在培养学生综合运用所学理论和专业知识,分析、处理工程和前沿课题中的安全问题;创新性实验是整个实验教学的核心,由学生自发组建研究小组,围绕教师的研究项目或学术前沿课题,通过查阅文献、搭建实验平台、收集数据等,达到良好的实践效果。因此,CDIO工程教育模式要求高校应加大安全工程专业的综合设计性和创新性实验的扶植力度。此外,高校应该大力建设开放性实验室,向全体本科生开放,为学生参加各类学科竞赛、自主实验、参与创新项目、参与教师科研项目提供平台。开放性实验室可成为学生备赛的训练场,自己动手,积极性增加,也提高了实验设备的利用率。学生借助该平台选定实验课题、选择仪器设备、拟定实验方案、处理实验数据和分析实验结果。指导老师和实验室管理人员在实验室开放、实验资料、解答实验问题等方面为学生提供全方位服务,给学生创造一个研究型的学习环境。同时,实验室还为全校学生创造了一个交友的平台,许多获过奖项的学生在这里可以起到很好的示范作用,高年级引导低年级,研究生指导本科生。安全工程专业实验室必须加大相应的经费投入。各高校可以结合本校特色,设置安全系统工程实验、安全人机工程实验、工业通风实验、矿井通风与除尘实验、火灾爆炸实验、机械安全实验、安全检测实验、电气安全实验、锅炉与压力容器实验、地下工程安全防治实验、软件模拟仿真实验等。
(三)多样化的实习教学模式
认识实习是让学生了解安全工程专业的主要知识点及职业特性,为后续的专业学习奠定基础;通过共建校外产学合作认识实习基地,采取教学参观与专题讲座相结合的实习模式,加深学生对安全工程专业的认识。生产实习是在系统掌握安全工程专业基础课与专业课程后实施,实习地点尽量满足多样化,如港口码头、建筑施工现场、火电厂、变电站、化工厂、造船厂、矿山等。毕业实习单位可由学生自主与就业单位取得联系,或由指导老师推荐。毕业实习的内容可以涉及机械制造、石油化工、矿山、核电、建筑、道路交通、港口、酒店消防、地铁施工、金融保险、安监部门等多个领域,与地区经济建设、生产实况、科研现状紧密结合。依据CDIO教育理念,必须加强校企合作,建立长期稳定的实习基地,以保障各类实习基地的有效性与延续性。
(四)课程设计与毕业设计的多样性
课程设计主要以专业知识为基础,是安全工程专业人才培养的重要实践环节,有助于学生深入理解和灵活应用所学的专业知识,并且可以进一步提高学生的综合应用能力与团队协作能力。当前课程设计普遍存在一些不足之处,如课程设计题目偏少、时间安排不充足、教师重视程度不够、考核方式不科学等,这是高校需要共同解决的一个问题。毕业设计是安全工程本科教学计划的重要组成部分,其目的在于培养学生具有系统运用所学理论知识和技能分析和解决实际安全问题的能力,能够从事安全技术与管理、安全科学研究及安全工程师的工作。安全工程专业毕业论文(设计)的选题应该紧扣学生的毕业实习单位,以便让学生更早融入工程实践中,适应新的社会环境。学生也可以根据未来的就业方向及科研兴趣进行毕业设计题目的选择,按照“导师—学生”双向选择的原则确定指导教师。保证毕业论文(设计)的选题尽量满足工程设计需要,与实习项目相吻合。毕业设计题目类型多样化,可涉及核电项目、建筑施工、公路隧道、煤矿水害、船舶重工、消防灭火、石油化工、银行保险、矿山等多个行业的安全问题。
(五)科研训练项目的设立
安全工程作为具有高度社会责任感的特色专业,要求毕业生在工作中要有较高的创新性思维和动手能力。开展科研训练是遵循CDIO工程教育理念的重要手段之一,有利于创建良好的创新型学习环境。为提高本科生的科研能力、创新能力和实践动手能力,了解安全学科发展的前沿和动态,可以组织和实施校级本科生科研训练计划项目。同时,专业教师还应该鼓励学生积极申请国家级、省级大学生创新创业项目;学生也可以直接参与专业教师的在研课题。福州大学安全工程专业本科生近年获批的立项课题涉及企业安全文化体系构建、煤矿水害防治、建筑施工用电风险管理、学生公寓人机不安全因素辨识、校园安全风险分析、大学生职业安全健康素质调研、手机人机界面设计、建筑工程安全培训模式构建、防火涂料研制等。学生通过参与各类科研训练,由此贯穿项目构思、设计、实施、运行的全过程,不仅拓宽了安全工程领域的科学知识,而且有助于培养自身的工程设计能力和团队协作能力。
(六)教学团队的建设
为更好地贯彻CDIO工程教育理念,必须建立一支优秀的教学团队。当前从事安全工程专业教育的多数教师是在本科毕业后直接深造而走上教学岗位的,生产现场的实践经验比较缺乏。各个高校可以有计划地安排青年专业教师深入工矿企业一线挂职锻炼,并建立相应的奖励制度;或主动聘请在各类企业中专门从事安全管理与安全技术的优秀工程科技人员到高校任教,弥补专职师资队伍工程经验不足的缺陷。安全工程专业教师要有终身学习的能力,不断提高自身的工程实践能力,以便及时将企业最新的技术进展反馈给本专业的学生。改革安全工程专业教师的考核方式,不能仅以论文为指标,还需注重教师的教学能力、工程实践能力、团队协作能力、人际交往能力和终身学习能力的综合评价。实行本科生导师制。每个专业教师负责若干名学生的学业辅导,定期与学生进行直接交流,加强学生在职业道德、诚信和职业素质等方面的指引。
篇8
2012年9月教育部对建筑环境与设备工程进行调整,并入了建筑智能设施(部分)、建筑节能技术与工程两个专业,更名为“建筑环境与能源应用工程”,主要涉及建筑环境和建筑能源两个主要方向[1]。该专业自成立以来,曾几次更名:从20世纪50年代初期的“供热、供煤气及通风”,到 1987年调整为“供热、供燃气、通风及空调工程”与“城市燃气工程”两个专业,1998年合并为“建筑环境与设备工程”,再到如今的“建筑环境与能源应用工程”。每次更名都与当时国民经济水平与社会发展息息相关,专业名称具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同时期国家对专业人才提出的不同战略需求。新名称强调“建筑环境”“能源”方向,符合“十三五”规划中有关全球气候变化及绿色低碳发展的应对要求,与规划中“绿色”“协调”的发展理念不谋而合,对大力推进绿色改革,推动协调发展,加强生态文明建设有着积极意义。从国家战略规划与市场需求的层面看,新专业要以节能减排、发展低碳经济为导向,
应在原有暖通、燃气等专业课程基础上增加建筑节能、绿色建筑、新能源应用等相关内容,以符合当前社会需求,培养专业复合型人才。
此外,中国是能源消耗大国,近20年建筑行业的飞速发展使得建筑能耗在社会总能耗中占比越来越大,这说明中国建筑节能有着广阔的提升空间和社会前景,而降低建筑能耗刻不容缓。在提倡建设资源节约型、环境友好型社会的大环境背景下,建筑节能课程应被更多专业纳入本科教育中,成为土建行业各专业的通识课程。
一、问题的提出
(一)建筑节能技术涉及的多学科性
建筑能技术是一门综合性较强、学科内容高度交叉的课程,它不仅涉及建筑材料、土木工程、建筑学等工科知识,也与社会学、经济学、管理学等人文学科紧密相关。主要包括建筑环境、建筑被动设计、围护结构材料、建筑设备(暖通空调、照明、给排水)、建筑施工、建筑管理等内容。
由于建筑节能课程涉及的学科较多,不同专业教师在讲解时会有不同的侧重点,例如建筑能源与应用工程专业,教师会偏向介绍空调节能方法,建筑学教师会较多关注建筑单体设计与节能,若采用不同专业教师合作讲解建筑节能课程则可避免产生这种情况,但是课时安排的不足、知识体系的庞杂会让学生觉得所学知识深奥晦涩难懂,从而对建筑节能技术的认识只停留在表面。不同专业学生在学习时由于对其他专业领域的知识不太熟悉,更愿意关注自己所学专业部分的节能手段,一定程度上也限制了学生对节能知识的了解。
(二)与新的建筑环境与能源应用工程专业课程体系的衔接与融合
在最新版的建筑环境与能源应用工程专业规范中,课程体系大体沿用原建筑环境与设备工程专业的设置,被并入的专业如建筑节能技术与工程的关键专业知识单元,建筑节能技术、节能建筑计算与仿真等均未包含在内。新规范课程侧重点依旧是传统的暖通与燃气模块,对节能、智能设施领域涉及不深。随着社会的发展,能源消耗量剧增,结合国家对行业人才提出新的战略需求,本专业所涉及建筑能源方向不再仅限于燃气应用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何节能。在本科教学中增强对建筑节能重要性的认识,增加建筑节能技术相关课程迫在眉睫。
在此背景下,如何将建筑节能技术与新专业课程体系有效融合,诸如建筑环境学、暖通空调、土木工程材料、绿色建筑设计原理、建筑环境测试技术、低能耗建筑理论与应用,避免和其他专业课程理论教学与实践教学重复显得尤为重要。
(三) 建筑节能方向人才培养存在断层
自工业革命以来的几次经济危机表明,能源利用效率低下极大程度限制了经济的发展,走建设节约型社会、实现可持续发展的道路是必经之路,也是历史的选择。中国当今社会能耗主要集中在工业、交通、建筑三个领域,建筑能耗占社会总能耗的三分之一以上[2],建筑节能具有较大的潜力,是降低中国社会能耗的重要组成部分,社会发展迫切需要建筑节能领域相关人才。
目前,国内研究建筑节能技术主要集中在建筑学专业下的建筑技术方向和土木工程专业下的供热、供燃气、通风及空调工程方向。由于建筑技术方向的学生对数学、传热学、工程流体力学、建筑环境学等基础知识学习不够深入,在建筑节能仿真与能耗模拟、建筑物理环境等方面的知识储备远没有建筑环境与能源应用工程专业的学生丰富,在分析流体、热环境、建筑能耗的实验、模拟数据时,缺少对结果准确的判断力和深入的分析能力,从而在一定程度上阻碍了研究的顺利进行。同时,由于供热、供燃气、通风及空调工程方向的学生本科专业大多为建筑环境与能源应用工程,对建筑设计、建筑构造等建筑知识不够了解,在建筑区域小环境设计、遮阳构件的选择等建筑设计方面缺少经验。因此,在建筑环境与能源应用工程专业本科阶段加入绿色建筑设计原理等相关课程,让学生掌握一定的建筑被动式设计等交叉学科知识,有助于建筑节能领域复合型、创新型人才培养。
二、建设内容
(一)教材建设
目前市面上有关于建筑节能主题的教材虽然多,但是质量参差不齐,内容重叠性强,经典的教材较少,内容更新的速度较慢。此外,现有建筑节能类教材,部分适合建筑学专业的学生,内容偏建筑节能设计;部分适合高职高专学生或工程技术人员,重全面性,偏科普性;部分适合高校研究人员,重理论,缺少工程实例。因此,建筑环境与能源应用专业需要编制适应建筑环境与能源应用工程专业规范要求,强调专业课程间的衔接与融合,注重节能理论性与知识系统性结合、理论与实践相互促进、国际化的建筑节能教材。
教材编撰可从以下三个方面进行优化。
(1)提炼、梳理基本理论与方法。本科专业教材的特性应是系统讲授基本理论、原理与方法,重在教授学生为什么(Why),而不仅仅是传授学生怎么做(How),做什么(What)。因此,在众多有关建筑节能主题的图书资料中,如何脱离科普类特征,遵循建环专业规范的课程体系要求,提炼出基本理论、原理与方法是建筑节能教材编撰的核心问题。
(2)注重理论知识、设计计算与工程案例融合。理论知识内容应与建筑节能相关设计规范标准相适应,以加深理论知识在应用层面的理解,提升学生节能设计与计算技能。另外,工程案例内容不应局限于简单节能技术的介绍,应融合理论知识与设计计算内容,构建各知识点理论、设计与案例的链条式体系。
(3)增加建筑节能研究分析方法与国内外最新技术发展等内容。教材内容需顾及不同层次学生学习能力需求,增加建筑节能研究分析方法与最新技术发展等内容,以拓宽学生的知识面,促进知识应用能力的提升。例如建筑与风环境知识单元可以增加Fluent、EnergyPlus等软件模拟内容,以讲授不同的组团布局对建筑能耗的影响。
(二)理论教学
建筑节能课程的理论框架系统较为固定,包括建筑节能基本知识、建筑节能设计原理、建筑规划设计与节能、建筑单体设计与节能、围护结构节能设计、遮阳设计、采暖节能设计、制冷节能设计、采光与照明节能设计、太阳能利用等单元,但由于建筑节能是一门与时俱进的学科,新技术、新工艺、新材料的出现推动着建筑节能技术的不断革新,很多成果具有一定的时效性,教师应多关注国际先进的建筑节能理念,关注建筑节能领域的最新研究进展,不能一味地照本宣科。
建筑节能课程强调应用性与实践性,教师不能单单只讲授生硬的理论,还应将理论联系实际,多结合工程实例分析节能技术在建筑中的应用。理论给予实践支撑,实践丰富理论内涵。单纯的理论过于枯燥,不利于深化学生对原理的认识,也会使得学生失去学习的兴趣。例如教师可以重点分析当地某一节能建筑的设计原理和途径,探讨当地地域气候和建筑特点对节能设计的影响等。
(三) 课程设计
根据建筑环境与能源应用工程新专业规范,教学课程主要分为理论课与实践课两个类别。知识的输入主要集中在理论课上,帮助学生建立对专业基础知识的了解,以备在日后工程实践中准确运用;知识的输出与检验主要体现在设计实践中,这不仅是对理论原理的巩固,还是对已掌握内容的检验。
近年来,建筑行业的快速发展、建筑环境与建筑能源领域对人才培养的要求变化较大,日益注重建筑节能。如图1所示,在新专业规范体系中增大了建筑节能技术模块比重,强调理论与实践统一,从知识的输入、输出和检验三个方面对课程体系进行重新整合,增加了以设计实践为主的绿色建筑设计、建筑节能等课程,以此形成适合建筑环境与能源应用工程新专业规范的建筑节能课程理论与实践教学特色,体现时代性、体系相容性、专业创新性,既符合当代社会的专业人才培养要求,也展现了科学发展的必然趋势。
三、教学方法改革
建筑节能是一门理论与实践结合紧密的课程,不仅需要教师在课上对基础理论进行系统讲解、对典型案例进行详细分析,而且要求学生在课下积累丰富的相关知识并动手实践。目前老师讲学生听的传统模式很容易让学生产生枯燥感、无法集中精力,从而降低了学习效率与课堂教学质量。此外,课下作业类型单一,课程论文、试卷问答较多,社会调查实践、课程设计类作业较少,无法让学生充分吸收并利用所学进行成果输出。这些因素导致了建筑节能课程流于形式,成了一门科普课,学生既]有深入理解知识,也没有机会亲自实践,无法深刻理解建筑节能的真正意义,从而也失去了开设这门课的意义。
针对这些问题,信息时代提供了一种可有效平衡理论教学与课程实践的教学模式,即 “翻转课堂”。“翻转课堂”是一种利用互联网进行教学的新兴教学方式,学生课前在网上收看授课视频,课堂上在教师指导下完成作业或实践[3]。翻转课堂分为课程、作业、答疑三个模块,根据课程不同的性质可采用不同的组合方式。当课程的知识框架体系短期内不会有太大的革新时,则适合将其理论知识录制成视频,供学生反复观看。相较传统教学方式,“翻转课堂”既节省了教师重复授课的时间与精力,又让学生能较为灵活地安排学习计划,从而留出更多的课堂时间进行有针对性的答疑。
建筑环境与能源应用专业中大量课程均可采用“翻转课堂”进行教学,例如传热学是以理论的讲授为主、作业与答疑为辅的课程,理论内容较为单一,作业通常为计算题,可采用线上基础理论教学与线下作业、答疑相结合的方式。建筑环境与能源系统测试技术课程涉及较多的测量实验,可采用线上视频讲解仪器使用方法与测量原理、线下学生亲自操作仪器进行实地测量的模式。建筑节能课程则是强调理论与实践的结合,理论与实践同等重要,课程理论知识框架比较固定,实践部分中课程设计作业的相关资料与设计规范要求一般比较多,适合网上,故适用于线上教学、布置作业,线下完成作业、答疑的教学模式。“翻转课堂”通过将“预习时间”最大化来完成对教与学时间的延长,其关键之处在于教师需要认真考虑如何利用课堂时间,实现高效率的课堂教学[4]。因此,建筑节能课程的课堂内容和教学形式可多样化:可以是师生面对面交流答疑,例如学生通过PPT、数值模拟等方式来解说自己的设计,教师针对其设计进行面对面点评,学生从教师点评中获取信息来反省自己的设计;可以是建筑节能领域的最新研究成果分享与展示、线上理论视频的补充案例;还可以是实践调研类活动,例如参观当地的节能建筑,调查统计当地民用建筑采用的节能方式等,使学生在实践中探索、理解并运用理论,实现教学目标。
四、课程教学思考
(一)教学内容
建筑节能课程对学生的应用能力、创新能力和操作能力要求较高,学生只关注理论知识根本不足以融会贯通,必须辅以一定量的实践课程加以深化。实践是学生认识、完善、运用知识的最佳方式,因此可适当增加实践课的课时。建筑节能理论知识系统庞杂,讲授需要花费大量时间,教师若采用“翻转课堂”教学模式,理论教学以线上视频的方式教授,课堂则留出大量时间分配给实践课,可有效解决课时安排不足的问题。
在践课的所有形式中,课程设计是最为有效的输出方式。设计课程一般为绿色建筑设计,内容可从小体量如小型别墅设计,大体量建筑如小区热环境分析入手。前者可以结合《绿色建筑评价标准》进行建筑节能的设计与运用,后者可侧重模拟软件的使用,计算模拟小区热、风环境。除此之外,在针对不同章节,可增设不同内容的调查课程。例如遮阳设计单元调查当地遮阳形式与热工气候区的关系;建筑节能常用学术名词单元可通过让学生记录在宿舍的活动状况、衣着类型、温度感受等来理解室内热舒适度;围护结构节能设计单元增加实测墙体、门、窗等围护结构的传热系数实验等。通过设计、调查、模拟等多种形式相结合,丰富实践课的内容和形式,让学生有兴趣、有乐趣、有志趣地主动学习。
(二)教学形式
建筑节能课程的传统教学形式为课堂讲解与考试或课堂讲解与课程论文组合的形式,这两种方式忽略了建筑节能课程的实践性,将其当成工程热力学一类的学科理论课程来教学,很大程度上只起到了科普的作用,制约了学生综合能力的深入拓展。
在采用“翻转课堂”教学后,设计实践课占比增大,课堂将成为师生交流互动的平台,拉近了师生之间的距离。考试形式不再仅限于试卷、课程论文,课程设计每个阶段的成果、学生在课堂上的表现等按照一定权重成为学生最终成绩考核的重要依据。
五、结语
根据建设节约型社会、走可持续发展道路的理念要求,实现能源高效利用是当务之急,而随着建筑节能话题日趋受关注,社会对建筑节能领域的复合型人才需求不断增大。在建筑环境与能源应用工程的新专业规范背景下,建筑节能作为一门不可或缺的课程,现实意义重大,实现与新规范专业体系的融合与衔接尤为重要。应从教学内容、形式等多方面进行改革,以满足人才培养的需要。新兴的“翻转课堂”线上视频线下课堂的教学模式恰好满足了建筑节能课程特点的要求,体现了理论与实践的相互融合,相互促进。
参考文献:
[1]高等学校建筑环境与设备学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2] 王立雄.建筑节能 [M]. 3版.北京:中国建筑工业出版社,2015.
[3] 何克抗. 从“翻转课堂”的本质,看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究, 2014(7):5-16.
[4] 张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志, 2012, 30(4):46-51.
篇9
“热质交换原理与设备”是建筑环境与设备工程专业的专业基础课程之一,[1,2]是将“空气调节”、“供热工程”、“制冷技术”、“工业通风”等专业课程中牵涉到流体热质交换原理及相应设备的内容抽出,经过整理、充实而形成的一门课程。整个课程不仅覆盖面广,且各章内容相互比较独立,整体逻辑性较差,这就形成了这门课程如下特点:知识点多并相对独立,内在规律性知识融合力度不够。这样一门课程,对于授课教师的知识面及授课技能与方法是一种挑战,对于学生的学习归纳及演绎能力也有较高的要求。
本文针对“热质交换原理与设备”课程的这些特点,结合普通高等工科院校学生的实际情况,从提高教师的教学水平和学生的学习效果两个方面,对激发学生学习兴趣,提高“热质交换原理与设备”教学效果进行了探讨。
一、提高教师素质
教师是学生知识增长和思想进步的导师,教师的一言一行,都会对学生产生影响。当今社会对当代大学教师应具备的素质提出了更高的要求,除了教师爱岗敬业、良好的师德等传统要求,还要求教师具有新的教学理念和教学方法。作为一名当代大学教师,不仅要具有广博的专业知识,掌握所授学科教学的系统设计,还要深入了解当代大学生的生理、心理和行为特点。特别地,也要研究不同个人的具体情况,采用灵活的教学方式方法,因材施教,实现教学目标。
如今,青年教师占全国高校教师总数比例高达62%。对于广大青年教师而言,研究和掌握教学艺术,逐步形成个人的教学风格,这对于教师自身的成长以及提高教学质量都非常必要。青年教师应当发挥本身与大学生年龄相近的优势,在学生中间树立教师的人格魅力和建立“自己人”效应,学生一旦对教师产生“自己人”感觉,就会逐步对课程产生兴趣。[3]这就要求青年教师了解教学规律并掌握专业教学方法,了解并掌握教育学、心理学的理论和方法,并将这些理论和方法灵活运用到日常教学工作中,不断提高教学质量与教学水平。
二、组织活跃的课堂氛围
大学课程教学主要包括课堂教学、试验教学和实践教学,其中,课堂教学是教学的基本形式,也是试验和实践教学的基础,在大学生的整个学习生活中占有重要的地位。但是,现在的课堂教学仍然普遍存在以教师为中心的思想,整个课堂教学以教师“灌输式”教学为主,教师只管“教”,不管“学”。相较于这种消极的课堂氛围,教师应当努力营造一种积极的教学氛围,笔者认为可以从以下几个方面考虑:一是通过课前的时间积极与学生交流,了解学生的状态和想法,以便在后面的课堂中有效地将课堂内容与学生感兴趣的东西相联系;或者在课堂中穿插学生关心的问题,以便迅速抓住其注意力。二是借鉴欧美课堂教学方法,注意课堂多样化,加强教师与学生之间真正平等的互动。在互动过程中,教师改变传统教学中的“高高在上”的审判者态度,做到从学生出发,以学生为中心,培养学生的自信,鼓励并引导学生展现自己的理解,允许学生犯错,不以标准答案或简单的对错给学生最终结论。比如说,给定一个热量交换要求,让学生选择热量交换设备,调动学生积极发言。在这个过程中,首先,让同学们从第一直觉给出自己的方案;然后,让同学们结合热质交换原理这门课给出较深入的方案;最后,让同学们相互分析所提出的方案的可行性和经济性等。在整个过程中,学生处于一种轻松活泼的氛围中,更有利于理解并应用专业知识,有利于知识的传播和培养学生的主观能动性和创新精神。
三、合理安排教学内容
“热质交换原理与设备”课程主要由两大部分组成,即原理和相应设备。由于本课程是将原专业中的供暖工程、区域供热、工业通风、空气调节、空调用制冷技术等课程中牵涉到流体热质交换原理及相应设备的内容抽出整合而成的一门课程,所以,课程涉及面广,知识点比较零碎,容易给学生造成系统性不强、逻辑性较差的印象,这就要求教师在把握本课程的体系结构方面作出努力。
首先,要讲好绪论中的内容,以便使学生建立起对本门课程的整体的系统印象,[4,5]并且在后面的理论和设备学习中,不断加深学生从整体扩展到具体知识点的理念。
其次,对于理论部分,笔者认为要做到以下两点:第一,虽然课程原理部分公式繁多,内容复杂,但是与先导课程中的“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”有很好的衔接性和类比性。如果学生对上述课程掌握不好的话,教师需对工程热力学中焓湿图的构成和空气各状态参数以及流体力学、传热学中动量传递、热量传递的相关概念和基本定律进行回顾,并且在教学过程中不断强化学生自己通过类比的方式理解知识点。第二,提倡基本公式的推导,要求学生掌握重点公式的物理意义及各项参数的物理含义。通过推导公式可以使学生理解基本公式的来龙去脉,进而引导学生对基本公式进行拓展,得到更多的相关公式。另外,通过公式推导也让学生学会一种处理问题的方法,通过这些方法的介绍来说明公式的产生及适用条件,从而加深对其的理解和记忆。在推导过程中,始终强化学生对“取微元体”方法的理解和应用。
最后,对于设备部分,这是热工计算的重点也是难点,可以从以下三步展开教学:第一步,建立学生对设备组成及结构的直观印象;第二步,通过选取典型设备介绍详细计算过程;第三步,通过对所有设备的横向比较和与理论部分的纵向联系,回顾和应用本课程原理部分的知识,解决实际传热传质问题,引导学生做优化思考。
四、与工程实际和科研相结合
我国现在高校毕业生的去向主要是就业和继续深造,对于大三的学生来讲,他们已经基本明确了自己的毕业去向,多数人是进入专业相关行业,解决与专业相关的问题。那么,如果教学内容与将来学生可能从事的工程实际相结合,必然会大大提高学生的兴趣。将书本知识与实际工程应用相联系一直是工科学生的弱项。因此,在“热质交换原理与设备”的教学过程中,教师应通过具有工程背景的案例将教学内容与工程实际紧密联系起来,努力激发学生兴趣。比如,在讲授热质传递的理论时,可以对健身中心的游泳池进行举例,说明游泳池中水的蒸发问题,解决向游泳池补水时间及水量的实际问题。通过该例子,使学生感受到热质传递现象就在自己身边,并且对他们的就业有切实的帮助,树立知识是有用的这样一种概念,从而增强他们对本课程的学习兴趣。
另外,需要注意教学与科研之间的结合,使二者相辅相成,相得益彰。这不仅有利于知识的传播,还对学生未来从事科研以及教师本身的科研活动有帮助。大学生处于一种对新鲜事物的有着强烈好奇的阶段,如果将最新的科研成果、科研动向和具体的科研问题融入到教学中,同样会引起学生极大的兴趣,学生不再认为这些知识是一直存在的、旧的,而是新鲜的、不断更新的。比如,在讲授空气中水分子迁移的问题时,涉及到传质速率问题,可以引导学生向室内甲醛等污染物的挥发和转移进行思考,引入国际该领域的研究前沿和研究热点,深化学生对基本理论的理解、掌握和应用。
五、丰富教学手段
鉴于“热质交换原理与设备”这门课程的特点,丰富的教学手段也是激发学生学好该课程的关键。目前主要的教学手段有板书教学和多媒体教学,笔者认为在本课程中将二者相结合更有利于学生的学习。
板书是一种课堂艺术,是教师口语的书面表达形式,是课堂上教师常用的教学辅助手段。而在时兴多媒体教学的今天,板书在教学中越来越被老师忽略,尤其是当代大学青年教师,一方面没有受到系统的师范教育,在板书方面没有经验;另一方面,大多数青年教师来自高校,多年的科研报告生涯使他们过度依赖多媒体。笔者认为,板书能够发挥对课堂知识的规划性、整体,仍然应该是课堂教学的重要组成部分。
本课程的重要特点是内容相互比较独立,整体逻辑性较差,那么,教师在课堂板书过程中就可以以一个点展开建立知识内在的逻辑顺序,使学生一步步跟着教师的思路建立部分与部分之间,部分与整体之间的关系。这些都可以从板书上清晰地反映出来,学生只要把握了板书,实际上也就把握了教材的整体框架,这对于学生理解和把握教材内容来说都是十分有益的。
比如,对于第二章传热传质原理部分,教师可以通过板书给学生建立从基本概念到基本过程,从基本过程再到基本原理,然后,基本原理部分再分别包括扩散传质中的传质微分方程和斯蒂芬定律以及对流传质中的传质边界层微分方程等。如果这些仅仅在多媒体课件中展示,则很容易给学生造成一闪而过的印象,学生对整体框架不清楚,就会认为学习内容多而乱,从而失去学习兴趣,反之,则能够激发他们的学习兴趣。对于后面几章的教学也是同样的道理。因此可以看出,板书能够大大激发学生的学习兴趣。
多媒体教学作为现代化的教学手段已被高校教师广泛使用,主要是借助多媒体课件来完成教学活动。在“热质交换原理与设备”课程教学中,可以通过多媒体工具建立抽象的原理知识与直观的设备之间的联系,发挥多媒体的图文声像的优势,培养学生浓厚的学习兴趣,提高学生的思维能力。但是,教师应当注意掌握好多媒体使用的“度”,避免将大段的文字、公式、计算过程直接打在屏幕上,讲课时照“屏”宣科,以致教学对象对所学内容难以消化。
多媒体教学与传统板书教学各有优势和不足,应当彼此取长补短,相辅相成,既发挥教师的主导作用,又充分体现学生的认知主体作用。只有两者互为兼容,才能把教学工作做得更好。
六、改进考核方式
传统的课程考核方式一般采用闭卷考试的形式,结合平时成绩,按一定比例最终评定课程成绩。这样的考试内容和形式趋于定向化,只能考查学生对已有专业知识的记忆水平,体现不出学生的应用知识的能力和解决问题的能力,不利于发挥学生的想象力和创造力,因此,必须对现行考核方式进行全面改进。
鉴于“热质交换原理与设备”是一门联系基础课程和专业课程的平台课,考核时应该既注重考查学生对专业知识的掌握,又注重检验学生应用这些知识解决实际工程问题的能力。基于以上考虑,笔者认为将本课程的考核分为以下三个部分比较合理。第一部分为卷面考试,占总成绩的50%。考试内容包括基础知识点和具有工程背景的综合性试题,重点考查学生的基本概念、基本解题能力和推导运算能力,同时考查学生分析实际工程问题,将书本理论知识与实际应用联系起来的能力。第二部分为论文加课堂PPT介绍,占总成绩的30%,这一部分的考核通过给学生提供一些研究课题,要求学生自己收集资料,完成对问题的分析、研究和解决,最终形成研究报告,并以PPT的形式在课堂上做汇报。通过这一过程,以学生感兴趣的方式锻炼学生运用本门课程的能力,激发学生的兴趣。第三部分为课后习题、课堂提问和考勤。通过这些方式将一次考试的“一锤定音”改为多阶段的考核,这样一方面有利于激发学生的学习积极性,也便于教师及时发现教学中的不足并及时加以改进。
七、结语
笔者作为一个青年教师,结合自己在“热质交换原理与设备”中的教学体验,对激发学生学习兴趣,提高“热质交换原理与设备”的教学效果进行了一些思考,对本课程以及教学方法的认识也在不断深化。其他老师的一些教学经验和教学方法也对笔者的教学有所启发和帮助。总之,在教学中应该通过学习和借鉴,不断总结,不断完善,促进教学水平的提高。
参考文献:
[1]连之伟,张寅平,陈宝明,等.热质交换原理与设备[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]魏琪,吴玺,戴苏鹏.热质交换原理与设备[M].重庆:重庆大学出版社,2007.
篇10
建筑工程施工安全风险识别是要确定在建筑施工中存在哪些安全风险,这些安全风险可能会对工程产生什么影响,并将这些风险及其特性归档。为此,就需要了解建筑施工中主要发生的安全事故有哪些及引起这些事故的原因。
下面将从直接和间接两个方面分析发生这些事故的原因:
1.1 事故的直接原因
参考《企业职工伤亡事故调查分析规则》(CTB6442-1986)的规定,可知事故的直接原因是指施工机具、材料以及建筑产品(统称为物)或环境的不安全状态和人的不安全行为。
(1)物或环境的不安全状态具体包括以下方面:
①安全防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷;
②机械设备、设施、工具等有缺陷;
③个人防护用品用具(包括安全帽、安全带、安全鞋、手套、护目镜及面罩、防护服等)缺乏或有缺陷;④施工场地环境不良。主要包括现场照明不足、通风不良、作业场所狭窄、作业场所混乱、交通线路配置不安全、操作工序设计或配置不安全和地面滑等;
⑤恶劣的气象条件或现场条件,如暴雨、酷暑、严寒、台风、龙卷风、洪水、泥石流等易造成事故。
(2)人的不安全行为主要包括以下方面:
①施工人员缺乏安全意识,操作错误,忽视警告;
②造成安全装置失效;
③使用不安全设备;
④物体(指成品、半成品、材料和工具等)存放不当;
⑤手代替工具操作:
⑥冒险进入危险场所:
⑦攀、坐不安全位置(如平台护栏、吊车吊钩等);
⑧在起吊物下作业、停留;
⑨机器运转时进行加油、修理、调整、检查等工作;
⑩有分散注意力行为;
⑧在必须使用安全防护用品用具的作业或场合中,忽视其使用;
⑩对易燃、易爆等危险物品处理错误等。
1.2 事故的间接原因
依据《企业职工伤亡事故调查分析规则》,属下列情况者为间接原因:
①技术和设计上有缺陷。建筑物设计、施工和材料使用存在问题;
②安全教育培训不够,缺乏或不懂安全操作技术知识;
③劳动组织不合理;
④对现场工作缺乏安全检查或指导错误;
⑤没有安全操作规程或不健全,没有安全技术措施,安全生产责任制不落实;
⑥没有或不认真实施事故防范措施,对事故隐患整改不力等。
工程管理人员可参考有关检查标准或规范规程及上述发生事故的原因,对照本工程的建设环境、建设特性、建设管理现状和工程技术文件等方面采用检查表法来分析可能出现的主要安全风险。
2 建筑工程施工安全风险分析与评估
建筑工程施工安全风险分析与评估是安全管理中的必要环节,对于确定安全风险的相对重要程度并且获得关于它们的核心与外延信息很重要。而确定安全风险的相对重要性是确定安全风险控制的优先权的基础,包括确定安全风险发生的可能性和伤害的可能程度。
工程管理者可以采用调查和专家打分法来确定安全风险的相对重要性:
首先,识别出某一特定工程项目可能遇到的所有重要的安全风险,列出安全风险调查表;其次,利用专家经验,对所有安全风险发生的可能性和伤害的可能程度进行评价。
步骤如下:
第一步:确定每个安全风险造成伤害的可能程度,伤害程度可分为1,2,3级,1级为轻微事故(如所有损失工作日不到3日的事故,假设为1分),2级为严重事故(如使工人3天或者更长时间不能工作的事故,假设为2分),3级为重大事故(如死亡和重伤事故,假设为3分)。
第二步:确定每个安全风险的等级值,按发生可能性很大、较大、中等、较小、很小这五个等级,分别以0.9,0.7,0.5,0.3和0. 1打分。
第三步:将每项安全风险造成伤害的可能程度与等级值相乘,求出该项安全风险的得分,求出所有得分后进行比较,就可以得出各项安全风险的相对重要程度,即可确定哪些是需要更多资源投入的高风险领域,以方便选择合适的安全风险控制措施。
3 建筑工程施工安全风险控制与管理决策
在对建筑工程施工安全风险进行识别、分析与评估的基础上,工程管理者所要做的是根据安全风险的性质及潜在影响,选择行之有效的安全风险防范措施,将安全风险所造成的负面效应降低到最低限度以减少损失,增加收益。
笔者将建筑工程施工中常用的安全风险控制措施总结为:风险回避、风险缓解、风险转移和风险自留。
3.1 风险回避
风险回避是指当项目的安全风险发生可能性较大和损失较严重时,主动放弃项目或变更项目计划从而消除安全风险或安全风险产生的条件,以避免产生风险损失的方法。对潜在损失大,概率大的灾难性安全风险一般采取回避对策。风险回避可以在某安全风险发生之前,完全彻底地消除其可能造成的损失,而不仅仅是减少损失的影响程度。风险回避是一种最彻底的消除风险影响的控制技术,而其它控制技术只能减少风险发生的概率和损失的严重程度。
风险回避虽然能有效地消除风险源,彻底消除某些安全风险造成的损失和可能造成的恐惧心理,但不可否认它是一种消极的风险应对措施,因为在回避了风险的同时,也回避了可能的获利机会,从而影响建筑企业的生存和发展。
3.2 风险缓解
风险缓解是指采取措施降低安全风险发生的概率或减少风险损失的严重性,或同时降低安全风险发生的概率和后果。风险缓解的措施主要有以下几种:
(1)降低风险发生的可能性。
采取各种预防措施,以降低风险发生的可能性是风险缓解的重要途径。在建筑工程施工中常用的措施有:工程法、程序法和教育法。
工程法以工程技术为手段,减弱甚至消除安全风险的威胁。例如:在高空作业下方设置安全网;对现场的各种施工机具、设备设置安全保护装置;按照规定在施工现场设置防护棚、安全通道、安全标志等;给施工人员配备安全帽、安全带等防护用品;在楼梯口、电梯井口、预留洞口、坑井口等设置围栏、盖板等均是工程法的具体应用。
程序法要求用制度化、规范化的方式从事工程施工以保证安全风险因素能及时处理,并发现随时可能出现的新的风险因素,降低损失发生的概率。在施工中就是要真正落实好各种安全管理制度,例如:安全生产责任制度、安全生产教育制度、安全会议管理制度、安全检查和事故隐患整改制度、安全生产考核和奖惩制度、特种作业和危险作业审批制度、安全技术措施管理制度、职工守则和工种安全操作规程等。
教育法是针对事故的人为风险因素为着眼点实施控制的方法。工程项目风险管理的实践表明,项目管理人员和操作人员的不安全行为构成项目的风险因素,因此要减轻安全风险,就必须对项目人员进行安全风险和安全风险管理教育。无论是管理人员还是普通员工,都要接受相应的安全教育,未经安全教育或考核不合格的人员不得上岗。
(2)减少风险损失。
减少或控制风险损失是指在风险损失已发生的情况下,采取各种可能的措施以遏制损失继续扩大或限制其扩展的范围,使损失降到最低限度。例如:施工安全事故发生后对受伤人员立即采取紧急救护措施,同时加强作业环境的安全防护;制定各类安全事故的紧急处置预案,对员工进行安全事故处置训练,提高施工单位在安全事故发生后的应对能力,降低安全事故可能造成的损失。
(3)分散风险。
分散风险是指通过增加风险承担者以减轻总体安全风险的压力,达到共同分摊安全风险的目的。例如:企业内部的扩张,增设实体以分散安全风险或通过企业兼并以加大风险承受的能力;企业通过推行安全生产责任制,明确职责,发动企业各下属单位、基层管理人员和全体员工参与安全管理,分担安全风险。
3.3 风险转移
风险转移是项目管理者设法将风险的结果连同对风险应对的权利和责任转移给其他经济单位以使自身免受风险损失。转移安全风险仅将安全风险管理的责任转移给他方,其并不能消除安全风险。一般分保险和非保险两种方式。安全保险是指被保险人向保险人缴纳一定的保险费,当所投保的安全风险发生并造成人身伤亡时,由保险人给予补偿的一种制度。1998年3月开始施行的《建筑法》第48条规定:“建筑施工企业必须为从事危险作业的职工办理意外伤害保险,支付保险费”。这对施工单位而言是强制保险。非保险风险转移方式主要有工程分包和利用合同条件的拟定或变更。例如:施工单位施工过程中遇到对自身而言具有较大安全风险的特殊施工(如水下施工作业)时,可将其分包,将安全风险转移给分包人。
3.4 风险自留
风险自留,又称风险接受,是一种由施工单位自行承担安全风险后果的风险应对策略。风险自留是一种财务性技术,要求施工单位制定后备措施,一般需要准备一笔费用,作为安全风险发生时的损失补偿,若损失不发生则这笔费用即可节余。其主要用于处置残余风险,因为当其它的风险应对措施均无法实施或即使能实施,但成本很高且效果不佳,这样只能选择风险自留。所以,风险自留是处理残余安全风险的技术措施,与其它风险管理技术是一种互补关系。
篇11
基金项目:本文系武汉科技大学教学研究项目“培养适合社会发展需求的安全工程创新型人才新模式的研究与实践”(项目编号:2012X94)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0074-02
随着社会的进步和经济的发展,对安全工程专业人才的需求越来越广,已经由原来的矿山、冶金等传统行业扩展到石油、化工、机械、建筑、航空、交通、信息等领域,同时也对安全工程类人才的综合素质提出了更高的要求。[1]社会的需求推动了安全工程课程体系的革新,产学研一体化的理念已经渗透到诸多高等院校,人才的培养要围绕社会的需求,课程体系的组织和安排要为素质型、能力型人才的培养提供保障。在此背景下,武汉科技大学多年来以专业素质教育和实践能力培养作为课程体系设置的核心思想,搭建了从安全管理到安全技术的系列化安全工程专业平台课程,包括:安全管理、安全系统工程、工业通风与除尘、建筑施工安全、起重运输安全、电气安全等核心专业基础课。
本文介绍了武汉科技大学在构建安全工程专业平台课程体系过程中,运用协同创新的理念,探索教师与学生在教学活动中实现协同创新的手段和方法,培养理论与实践能力兼备的高素质复合型人才。
一、大学协同创新的内涵及基本特征
1.大学协同创新的内涵
“协同创新”是指创新资源和要素有效汇聚,通过突破创新主体间的壁垒,充分释放彼此间“人才、资本、信息、技术”等创新要素活力而实现深度合作。[2]大学协同创新的内涵是十分丰富的,它既可指大学内部,如精神、理念、制度等要素之间的协同创新,也可指大学外部,如大学与政府、企业、科研院所等之间的协同创新。[3,4]大学协同创新更为强调大学的主体作用,要求大学在协同创新中增强主体性,发挥参与、引导、指导、控制等作用。
2.大学教学协同创新的基本特征
协同在大学教学中的运用,使教与学和谐统一,有利于培养出创新人才,实现教学创新。它具有以下几个方面的特点。
(1)系统性。大学教学协同创新要求教学按照其自身的目标、结构和功能,必须循序、系统、连贯地进行。教师在教学创新目标之下,按照规定的教学内容,采用合适的教学手段或方法,切合学生掌握知识和能力发展的顺序,保证学生获得系统的知识及对知识的充分理解。同时改变过去只注重教师的“教”,而忽略学生的“学”的现象,使以教师为主导的教授活动与以学生为主体的学习活动两个方面有机统一起来,相互激励,共同进步,提高学生的综合素质及创新能力。
(2)接续性。接续性体现了教师与学生的相互作用是一致的、连续的。教师与学生之间思想的交流、碰撞和融合,使得知识传承、智慧涵育承前启后、继往开来。接续性也说明了教学周期的周而复始,连续运转,前一阶段的交流孕育着后一阶段的发展,并成为后一阶段发展的动力,最后导致整个创新性教学过程的可持续发展。[5]
(3)涵容性。教学的协同创新实现了教学的真谛,教学协同,使教师和学生不再是主动与被动的关系,而是双方共同投身于教学之中,各自敞开自我、接纳彼此,相互配合、共同参与教学活动。教学过程成为共同思想、情感交流与分享的场所。[5]在师生情感交流中,缩短了师生间的心理距离,鼓励了学生独立思考、敢于发言争辩的能力,珍视了学生独立的见解,使学生产生愉悦、轻松的心境,这样学生就学得主动,学得积极,从而使学生学习的能力得到提高。
(4)协同性。协同是指元素对元素的相干能力,表现了元素在整体发展运行过程中协调与合作的性质。结构元素各自之间的协调、协作形成拉动效应,推动事物共同前进,对事物双方或多方而言,协同的结果使个体获益,整体加强,共同发展。导致事物间属性互相增强、向积极方向发展的相干性即为协同性。[6]教学过程充满着师生的相互关怀、理解、尊重、激励,随着师生间的思想交融,使教学进入创新的境界,实现系统和个人的双重和谐发展。
(5)发展性。动态学习方式主张学生在动态学习环境下,形成动态思维结构,达到情感能力的协调发展。这种发展是在开放思维条件下,全时空发展的学习方式。
二、安全工程专业课程建设的协同创新
要实现安全工程专业课程建设的协同创新,必须按照协同创新的需要,建立行之有效的安全工程平台课程体系及一套协同创新的机制。以武汉科技大学为例,建立了安全工程专业课程的协同创新机制。
1.教师与学生之间的协同创新
高等教育协同创新的关键是最大限度地调动和激发教师、学生的主观能动性。只有将教师和学生两个主体的主动性、积极性、创造性同时调动起来,形成思想行动上的共识,才能真正做到教学相长,才能有效提高人才培养质量,提升科学研究水平,增强社会服务能力。[7]武汉科技大学在安全工程专业建设过程中,一直倡导“教师为主导,学生为主体”的教育思想,在课堂教学中确立学生的主体地位。
(1)课程组织建设。教师在选择教材和准备教案时,在学生中挑选出能力较强的学生作为教学团队的成员,让学生参与课程的组织建设工作,实现教师与学生之间的互动。学生在课前预先提出希望了解掌握的知识,课后反馈教学过程中存在的问题,对课程的兴趣明显提高。
(2)本科生参与教师科研。增强本科生参与研究的机会,提升研究意识和能力。例如,一方面本科生参与教师的课题研究,给本科生提供参与科学研究的平台。另一方面本科生在毕业设计(论文)阶段,承担教师科研课题的占48%以上。
2.教师与教师之间的协同创新
教师是教学活动的主导者和实施者,是提高人才培养质量的关键。要培养学生的创新精神和实践能力,教师就要在实践中锤炼、积淀、提升。[8]
(1)组成教学团队。为了建立教师与教师间的协同创新机制,武汉科技大学提倡教学团队的组织模式,要求各个教学团队必须由老、中、青三个梯队组成,通过教师间的交互合作,最大限度地形成创新合力,促进教师教学水平的提高。以安全工程平台课程体系为例,“岩石力学”、“建筑施工安全”及“房屋建筑学”课程的任课教师组成了学科建设团队,在不同的教学板块间进行经验交流,将课程教学中获得的创新经验相互融合,实现了教师与教师之间的协同创新。
(2)开展跨学科研究。武汉科技大学充分整合安全工程、采矿工程、机械设计、爆破及职业危害与防护等相关专业资源,确立了武汉科技大学安全工程专业的长期稳定的发展方向,在各位教师的协同配合下安全工程专业快速发展。现已具有“安全科学与工程”一级学科博士点,且为湖北省重点学科。
3.学生与学生之间的协同创新
学生与学生之间的协同创新就是在学生之间建立起一种协同学习的关系,在协同学习过程中,激发每位学生的创新能力。[9]在“安全人机工程学”课程学习过程中,教师将学生的成绩划分为三部分,即平时成绩、考试成绩及课件准备及讲解分数,适当增加课件准备及讲解分数所占比例,要求各小组成员准备教学内容,学生表现积极踊跃,从“作业场所安全、机械设备安全”到“汽车安全、ATM的设计”,甚至是“水龙头、菜刀的安全设计”,内容充分丰富多彩,其他小组成员积极点评,教学气氛活跃,学生在互动过程中充分理解掌握了“安全人机工程学”课程的内容及精髓。课下同其他小组的同学交叉学习,提高了学生的学习积极性和创新能力。
4.课程与课程的协同创新
安全工程专业的课程设置,注重“知识传授、能力培养、素质提高”三结合,开展教学改革。
(1)更新课程知识。结合前沿成果更新课程内容,使课程设置与创新型人才培养的要求紧密关联。例如,在讲授“安全评价”课程过程中,为了更好地让学生掌握“安全评价”过程,增加了安全评价实践教学内容,要求学生针对实例,如“校园、实验室、图书馆”等进行安全评价。结合武汉科技大学安全工业专业毕业生的主要就业方向,开设了“建筑施工安全”及“起重运输安全”等课程。
(2)注重能力培养。本专业以“夯实基础,拓宽口径,增强能力,提高素质”的教学理念为指导,设置本专业课程群和实践创新训练体系。
(3)开设人文社科类、经济管理类、科技类、创新训练类等课程。对于学生素质拓展,要求学生必须修满创新教育3个学分及第二课堂3个学分。
5.课程与实践协同创新
注重学生实践能力培养,搭建了“课程实验、校内实践、课外科研”的实践教学体系。
(1)课程实验教学体系。建立基本型、综合设计型、研究创新型的实验教学模式,开放、探究、任务驱动型的实验教学方法,将科研成果融入实验内容;开展实验教材建设。建立校内实验教学系统,采用全开放式的教学模式,学生在教务系统中选择后可随时到实验室进行课外实验,丰富了学生的课余生活,增强了学生的动手能力。
(2)校内实践创新体系。导师制指导学生科研,为学生毕业设计、课外科研、竞赛类立项和自主开展创新研究型项目提供支撑,建构了校内实践基地,提升实践教学质量。
(3)课外科研。通过导师选题,组织本科生在课外进行科学研究活动,促进学生对学科研究方法的理解,加深学生对学科应用实践的认识,及早进入学科前沿。
6.校内资源与校外资源协同创新
通过多元渠道吸收国外高校的先进经验,提高专业办学水平和质量。[10]
(1)专家讲学,如邀请中钢集团武汉安全环保研究院、武钢安全环保部等单位专家为本专业兼职教师进行授课。
(2)联合培养、合作办学。与美国桥港大学、德国德累斯顿工业大学、澳大利亚埃迪斯科文大学等多个国家开展学生的联合培养与合作办学,促进学生知识的交融,拓宽了学生的学术视野,提高了人才培养质量。
(3)建立校外实习实训基地。本专业结合自身特色与毕业生就业情况,与武汉钢铁(集团)公司、金山店铁矿、中交二航局等企业建立了一系列校外实习实训基地。
(4)与武汉大学、华中科技大学等院校建立教师互派、学生互换及学分互认等机制,鼓励学生到外校学习,发挥优势、弥补不足,有效扩展了学生的知识获取空间,激发学生创新潜能。
三、结论
社会对安全工程专业人才的需求不仅仅停留在基本的理论基础和技能要求,同时还要求学生要具有创新意识、创新思维及创新能力。在安全工程专业课程的教学实践中,运用协同创新的基本理念和教育思想,结合安全工程专业特色,构建了以协同创新为主题的教学模式和教学环境,提出了“教师与学生协同、教师与教师协同、学生与学生协同、课程与课程协同、课程与实践协同、校内资源与校外资源协同”的安全工程专业课程建设的协同创新机制。安全工程专业课程建设的协同创新机制的实施,对提高安全工程专业学生的实践能力和创新能力产生了积极作用。
参考文献:
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[2]苗莉.系统动力学方法在协同创新中的作用[J].高教发展与评估,2013,29(1):18-22.
[3]汤其成,周继良.大学协同创新:制约因素与改进思路[J].煤炭高等教育,2012,30(3):1-6.
[4]周继良.大学协同创新的内部现实困境与制度改进[J].四川师范大学学报(社会科学版),2012,39(6):15-22.
[5]胡高,胡弼成.大学教学协同创新论[J].现代教育科学,2004,(4):109-110.
[6]周玲.行业特色型大学在协同创新中的优势、困难与对策[J].化工高等教育,2012,(4):1-6,100.
[7]李素矿.高校协同创新要把握好四个维度[N].光明时报,2012-08-30.
篇12
1.研究背景
在如今,企业的生存环境越来越艰难,市场竞争也日趋激烈。企业经营重点从扩大销售、提高各自的市场份额逐渐转变向加强企业的内部管理方面。存货是企业流动资产的重要组成部分,占用资金比重大、品种繁多,是企业生产过程中最重要的一环。而存货的损耗是零售行业里增长得最快的开支之一,任何一个零售商都要承受它带来的负面影响。损耗管理作为公司存货管理中的重要一环对减本增效起着至关重要的作用,对企业的盈利能力和长期发展具有不可忽视的意义。
2.研究内容
存货损耗问题已经由来已久,本文对成品油在各流转环节发生损耗的原因进行了全面具体分析,并以内部控制管理思想为指导,从成品油零售业务的各个环节着手研究如何控制和降低加油站成品油损耗的问题。
3.研究意义
从理论意义上来讲,本课题的研究对存货损耗问题的研究进行了补充。目前,关于存货的损耗问题研究主要针对的是生鲜制品和超市这类整包装商品或易变质但数量可明确计数的一般商品,而成品油,特别是汽柴油属于特殊商品,它们易变质、易挥发,数量难以精确计量。对该类商品损耗的研究不同于其它一般商品,它必须要做好以下三件事:(1)明确出损耗发生的原因;(2)知道如何计算这些损耗的数量;(3)制定并实施行之有效的存货损耗控制程序。因此,对成品油损耗问题的研究是对目前一般存货损耗研究的一项补充,具有重要的理论意义。
二、文献综述
1.基本概念
存货是指企业在日常经营活动中持有的、以备出售的产成品或商品、处在生产过程中的在产品、在生产过程或提供劳务过程中耗用的材料、物料等。存货区别于固定资产等非流动资产的最基本的特征是,企业持有存货的最终的目的是为了出售,不论是可供直接销售,如企业的产成品、商品等;还是需经过进一步加工后才能出售,如原材料等。
简单的来说,损耗就是指账面结存数大于实际结存数的情况。用公式表示就是存货损耗=期初库存+本期进货-本期付出-期末实际库存。目前,国内零售企业对损耗还没有明确和统一的定义,美国零售业对损耗(Shrinkage)的定义是:不明原因的库存短缺金额,而把已知原因的库存减少,如报损的商品称之为损失而不是损耗,报损商品相当于商品毛利的损失,是降价金额的一部分。这种定义方法让管理者把精力更多地放在控制不明原因的损耗上,突出了例外管理,是比较科学的;国内大部分零售企业则把不明原因的库存短缺和报损商品金额合在一起作为损耗,这种方法的观点是,损耗是未对销售产生贡献的商品金额,强调了损耗对利润的影响。
存货内部控制是企业为管理好存货,针对存货收、发、存与供、产、销各环节的特点,事先制定的一套相互牵制、相互验证的内部监控制度。存货内部控制是企业整个内部控制中的重点内容和中心环节。
2.一般存货管理的相关理论和研究成果
(1)存货ABC分类管理
ABC库存分类管理法是依据库存物资的重要程度,分别进行不同管理,又称为重点管理法。其基本方法是:将企业的存货分为A、B、C三类,属于A类的是少数价值高的、最重要的项目,这些存货品种少,而单价却较高,实务中,这类存货的品种数大约只占全部存货总品种数的10%左右,而从出库的金额看,这类存货出库的金额大约要占到全部存货出库总金额的70%左右。属于C类的是为数众多的低值项目。属于B类的介于A和C类之间。
(2)存货经济批量模型
所谓存货经济进货批量是指能使一定时期的存货管理的总成本达到最低的每批进货数量。经济批量模型除了被应用于采购批量管理外,还被推而广之地运用于企业存量资产管理的其他方面,如:经济生产批量的确定、最佳现金持有量的确定等等。
假设前提:
1)企业能够及时补充存货,即需要订货时便可立即取得存货;
2)能集中到货不是陆续到货;
3)不允许出现缺货,即TCs为零;
4)需求量稳定且能预测,即D为已知常量;
5)存货单位价值不变,即U为已知常量;
6)企业现金充裕,不会因现金的短缺而影响进货;
7)所需存货市场供应充足,不会因为买不到所需存货而影响其他。
(3)零库存管理
零库存管理是指通过实施特定的库存控制策略,实现库存量的最小化的存货管理方法。在采购、生产、销售、配送等一个或几个经营环节中处于周转的状态,不以仓库存储的形式存在,即理论上讲存货的库存量等于每天生产市场所需的量,在每天生产经营结束后,存货的库存量是零。实施零库存管理的目的是为了节约社会劳动成本和提高物流的经济效益。
(4)存货的内部控制理论
内部控制是指企业为了保证业务活动的有效进行,保护资产的安全和完整,防止、发现、纠正错误与舞弊,保证会计资料的真实、合法、完整而制定和实施的政策与程序。存货内部控制是企业整个内部控制中的重点内容和中心环节,是企业为管理好存货,针对存货收、发、存与供、产、销等各业务环节的特点,预先制定的一套相互牵制、相互验证的内部监控机制。企业制订存货内部控制的目标在于保障存货资产的安全完整,加速存货资金周转,提高存货资金使用效率。
三、损耗管理存在的问题及原因分析
1.蒸发损耗
蒸发损耗是成品油损耗的主要原因之一,引起油气蒸发损耗的原因主要有:
(1)温度变化。油气储存过程中,当温度升高时,罐内油气体积膨胀,部分油气蒸发出罐外,当温度降低时,罐内油气减少,罐外部分空气进入罐内。另外,储存温度越高,油气蒸发的速度就越快。
(2)油罐上方空间的影响。油罐中装油量越少,则相应蒸发损失也就越大。
(3)油罐严密程度。如果,罐顶不严密,有孔眼,且孔眼不在同一高度,则罐内外气体因比重不同将发生对流,形成自然通风,引起自然的蒸发损耗。造成油罐自然通风损耗的原因有:油罐破损;液压阀未装油封或油封被吹掉;冬天因防冻结取下呼吸阀阀盘;采光孔或量油孔被打开而未及时关上等造成的蒸发损耗严重,不仅使油蒸气大量逸出罐外,而且会加速液面蒸发。
(4)油罐大呼吸损耗。大呼吸是指油罐进油和发油时的呼吸。油罐进油时,由于油面逐渐升高,气体空间逐渐减小,罐内压力增大,当压力超过呼吸阀控制压力时,一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出,直到油罐停止收油,所呼出的油蒸气就造成了油品蒸发的损失。
(5)小呼吸损失。油罐在没有收发油作业的情况下,随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化,罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出油蒸气而吸入空气的过程造成的油气损失,叫小呼吸损失。
2.进货损耗
(1)油库发货短少。在加油站进货的流程中有两个很重要的概念,就是原发升数和实发升数,所谓原发升数就是加油站入账的进货数量,在损耗计算中的进货数量也是以原发升数为准,而实发升数就是油库实际发货的数量,这两个数据应该是一致的,但在实际统计中我们发现这两个数量经常存在差异,往往原发升数要大于实发升数,这就造成了加油站的损耗,这部分损耗虽然不多,但也占到了总损耗的5%以上。
(2)接卸损耗。由于成品油是液体商品,一方面油品接卸导致油罐内油品液面发生变化,引起大呼吸损耗;另一方面每次进货加油站都不可能做到完完全全接卸干净,即使严格按照接卸流程操作也必然存在一定损耗,所以一个加油站接卸的次数越多这部分损耗就越大。
3.发货损耗
加油站发货都是通过加油机,加油机实际上就是一个计量工具,允许存在千分之三之内的误差。
4.设备老化造成跑冒滴漏
加油站的设备长年累月在频繁使用,目前多比较陈旧,经常出现渗漏现象。
5.管理不善形成人为损耗
(1)违规操作。
(2)做假账。
四、石油公司成品油损耗管理体系的完善
1.优化二次物流系统
(1)合理安排加油站库存量降低损耗
加油站油品的库存量对加油站的损耗有着直接的影响,合理的库存水平不但能有效降低损耗,同时也能节约资金的占用,是降低营运成本,提高经济效益的重要手段之一。目前,加油站的进货都是采用省一级公司二次物流根据每日早上盘点时上报的库存量和前一日销售来决定当日进货的数量和进货时间。扣除运送途中所耗费的时间,周转较快加油站基本都是处在一个低库存的状态下在运转,部分周转较慢的加油站一般进货也不会一次性将油罐装满,库存一般维持中等水平,随着销量库存不断降低到低液位时再进行补货。前文提到低库存状态下会增加油品的蒸发损耗,而如果一直在高库存的模式下运转又会增加进货和仓储的成本,因为油罐车运送的时间是具有不确定性的,容易受到天气、道路状况等因素的影响,如果过早到达油站则有可能遇到油罐装不下需要等待等问题,增加了运油的成本,因此如果采用满库存的模式经营已经不现实,应该将加油站的警戒库存量提高,确定每个加油站的警戒库存量和最优库存量制定进货的数量和次数,通过优化二次物流系统实现合理安排加油站的库存量。
(2)优化二次物流系统
系统主要功能是实现成品油从油库到终端用户的整个物流配送过程信息化管理,其中包括配送、仓储、油品接卸等业务管理流程;最终要完成对自营加油站、机构用户的需求预测,对相对稳定终端用户的配送优化,二次配送业务管理以及与其他规划实施系统的接口集成。
目前的二次物流系统应该在以下几个方面进行改进:
1)提高进货的警戒库存。既要考虑低库存低带来损耗增加的问题,也要考虑高库存所带来的存货占用资金的问题。由于加油站储油罐存货的多少基本不增加额外的保管成本,因此可以适当的提高最低限量库存,将系统中设置的最低库存提高到油罐安全容积的20%,当库存接近或低于20%时应立即进货,考虑到进货需要一定的时间,根据油品在途的大致时间和销售量提前安排进货。
2)减少进货次数。根据加油站销售量确定加油站进油数量和进油次数,尽量减少加油站的卸油次数,从而减少地下油罐由于卸油引发的损耗。
2.实行分类别的库存管理
在一般存货的管理中,可以采取ABC库存管理法,同样的道理,在加油站的存货管理中同样适用。每个加油站几乎都经营的相同的品种,成品油的种类也不过区区5种,价值也大致相当,因此如果把成品油的几个品种分类进行管理肯定达不到损耗管理的目的。所以与ABC库存管理不同的是,我们将一座座加油站当成我们需要管理的库存,把公司管辖范围内的加油站按照一定的规则分成3类进行管理,达到降低损耗以及节省人力物力的目的,即识别最大的改善机会。对于库存损耗全面而彻底的评估,应该用降低损耗所带来的经济效益作为衡量单位。
损耗的指标都是用损耗率表示,损耗率=损耗量/销售量*1000,因此销售量越大的加油站损耗占全公司的损耗的比例越大,同样降低一个千分点的损耗率,销售量越大的加油站损耗对降低全公司损耗率的贡献度越大。
因此,可以把加油站按照销量分成A、B、C三类。将所有加油站按照销量排序,A类站的损耗量占公司总损耗的70%,B类占20%,C类10%。
在保证所有加油站都按照公司制定的库存内部控制制度的基础上,对以上三类加油站在人力、物力和财力等方面还是应该区别对待。
在管理上,A类加油站是损耗管理的重点,对这类加油站应该加大管理的力度,将主要精力放在对A类加油站的库存管理上,增加对A类加油站存货的盘点次数,不但月末和年末进行常规性的盘点,在平时也应时刻关注其库存的情况,并经常不定期的进行抽查盘点。
在人力上,对A类加油站应该增加管理人员的配备,保证一个站除了站长之外还配有两个管理员。
在财力上也应该对A类加油站进行倾斜,由于公司的资金有限,不能保证每个加油站安装液位仪、摄像监控等电子设备,在有限的资源下,应该有限A类加油站,B类次之。
在损耗考核上,要对三类加油站实行相同的考核制度,不同的考核指标,实行超额损耗赔偿制度,目前国家规定的汽柴油定额损耗分别是3‰和1‰,A类加油站凡是汽油损耗率超过3‰,柴油超过1‰,超出部分按零售挂牌价全额赔偿;B类加油站凡是汽油损耗率超过4‰,柴油超过1.5‰,超出部分零售挂牌价全额赔偿;C类加油站凡是汽油损耗率超过5‰,柴油超过2‰,超出部分零售挂牌价全额赔偿。
3.通过扩大销售降低损耗率
(1)通过营销手段扩大销量
销售量越大的加油站损耗率往往越小,实践工作中我们得到的也是这样一个规律。因此,提高销售量是降低公司损耗率的有效途径之一。降价促销确实是一种有效的竞争方式,但是为了降低千分之一的损耗而降低百分之一的价格,这显然不是我们要的结果。因此本文讨论的通过扩大销售来降低损耗率是建立在销售价格不下降、网点不增加的基础上的。在整个前提下,公司可以从以下三个方面来提高油站的零售量。
1)顾客满意的营销策略
对成品油零售企业来说,销售业务的发展,核心在于市场的拓展。分析市场,抓住用户,占领市场,做大销售则是关键。在以市场为中心、客户为导向的企业中,所有的资源都应该指向客户的需求,服务于企业最终价值的实现。菲利普・克特勒认为:保持顾客的关键是顾客满意;市场营销是指在可盈利的情况下提供给顾客满意;企业的整个经营活动都要以顾客满意度为指针,要从顾客的角度,用顾客的观点而非企业自身利益的观点来分析考虑消费者的需求。这就要求我们的加油站的经营重点必须是注重顾客满意。
2)与目标客户建立合作伙伴关系
客户关系营销认为,公司的盈利能力是建立在积累客户价值的基础上的。盈利的公司通常更善于获取、保留和发展新客户。根据国外的市场营销资料,一般来讲,20%的客户为公司提供80%的盈利,虽然成品油市场并不一定适合这种比例划分,但是其原理是一样的。与目标客户建立合作伙伴管理就是与其建立、维系和发展一种互相依赖、长期稳定、利益共享、风险共担的战略联盟关系,目的是延长客户关系的寿命,并通过分享利益、交叉销售等方式开拓每个客户的增长潜能。
3)开展非油品业务
企业通过各种途径扩大单站的销售量虽然可能造成总体损耗量的增加,但相对数据损耗率必然会有所下降,这也就达到了通过控制损耗增加公司盈利的目的。
(2)通过优化网点结构提高单站销量
1)通过关闭、出售或置换布点重叠的低效网点,将优良资产与优秀经营管理人才向具有区位优势的网点进行集中,按照非油品业务的整体经营战略,有计划、有针对性地加大对优势网点的改造与科技升级,逐步改善硬件设施,完善服务功能,实现油品与非油品业务经营场所的一体化经营,进行统一管理、统一配送、统一形象标识、统一规划设计,稳步提高单网点总体销售量,从而实现油品与非油品业务的规模化经营,进而达到市场占有率和市场有效度的最佳结合。
2)强调“成品油零售网络的建设应与区域经济发展水平保持协调、同步”,并综合分析区域内机动车辆增长、道路往来车流量、车辆加油需求、网点加油量需求与网点规模需求之间的关系,认真研究各地基础设施建设规划、行业发展布局和发展方向,以网点的基本销量、位置销量、经营销量及预期收益等为主要参考因素。
3)注重站点商圈因素,科学制定相应的多元化经营策略,明确非油品业务的经营方向与重点,因地制宜地开展特色营销,充分挖掘商圈内部市场潜力,健全和完善非油品运营与管理体制,建立完善的物流配送体系,保持零售经营网点的可持续发展能力。
4.加强存货各个关节的内部控制
(1)进货环节
1)运输环节。运输过程中油品损耗是加强加油站损耗内部控制的第一个重要环节。如果到站验收超出规定损耗范围,超出部分由运输方承担(可以采取月末结算运费时扣除的办法弥补加油站损耗)。为避免运输过程中人为盗油,需加强对油罐车运输过程的抽查和监控。具备条件的单位可以采用GPRS定位跟踪油罐车运行线路、停留时间等,对油罐车进行全程监控。
2)把好加油站接受关。“收”――加油站接收油品的验收是核实运输过程中油品损耗的关键。加强这个环节的内部控制主要体现在以下三个方面:
①验收油品时首先要检查铅封是否封紧和完好无损,铅封号是否与“铅封传递单”上面的一致。
②认真计量空高体积等数据,防止出现卸不下而溢出油罐的数质量安全事故,接卸过程必须在驾驶员和1名加油站管理人员的共同监督下完成。
③务必将车内余油接卸干净,卸油完成后双方确认签字,由加油站人员将油罐车空车的铅封逐个打好后方可使罐车离站。
(2)保管和销售环节
1)建立业务、财会、零售网络系统,加油站主要账表电子表格化,及时上报主管部门填报人无权,也无法修改账表。
2)加强回罐油品管理。回罐油应包括加油机检定、校泵、维修、加油枪进气等回罐油。回罐油必须经上级零售主管部门派人监督,并且由站长、计量员、上级部门监督员签字后,监督回罐。
3)加强溢余油管理。加油站溢余油应每月如实上报,不得隐瞒,不得私用,溢余油经上级主管部门审批后,可进行调账处理,增加库存量。
4)定期或不定期校泵。如果发现储罐油品损耗无原因增大时,应进行校泵。
5)加强加油站账务管理。作到账实相符,账账相符,账表相符。推行加油站计量员、账务员集中管理模式。推行零售片区经理(制,建立区计量中心,将片区内的计量员、账务员集中由片区经理管理,并将加油站的库存及计量账务等_kS0管理。
(3)盘点
1)月末结账时,地市公司业务部门负责人或授权有关人员,会同加油站管理人员,对加油站账面商品数量、实物数量、购油结算协议款回收等情况,进行盘点。加油站记账人员根据《加油站油品分罐保管登记账》填制《加油站商品盘点月报表》,由加油站站长、计量人员签字确认库存数量及“损溢分析”,报数质量管理部门审核,经地市公司分管经理批准后,相关部门在零售电子帐表管理系统核销。定额损耗每月核销一次,超定额损耗部分按存货盘亏处置权限进行审批。
2)财务部、零售部根据实际情况,共同指派人员抽查资产结存状况,抽查日期及项目,以不预先通知加油站为原则,组织工作可适当简化。抽查可采取由账至物或由物至账的方式,抽查人员应将抽盘结果填写在《抽盘表》上,若由差异则须计算出差异数量,并要求资产保管人员在《抽盘表》上签字确认;抽查盘点后账目处理若发现重大问题,则应立即与当事人解除劳动合同,情节严重追究刑事责任。
(4)岗位设置
1)建立对人员的监管制度。由片区经理负责对加油站人员的监管和控制,实施对加油站基础岗位人员的指导、监督、检查和考核。
2)建立对商品实物的监管制度。严格将计量员和帐管员的岗位分开,凡是年销售量在5000吨以上的加油站均应配备帐管员和计量员各一名,年销量在5000吨以下的加油站配备帐管员一名,由站长兼任计量员,严禁站长兼任帐管员。市公司计量质量管理部在每个片区设一个计量质量监管员岗位,派出计量质量监管员对加油站油料进行监管,计量质量监管员每月多次定期不定期的对各加油站的进油、加油机校验检测、油料损溢、账实是否相符情况等进行监管和盘查核实,让加油站的商品实物情况掌握在计量质量监管员手中。
3)建立岗位轮换制度。岗位轮换既可以调动员工的工作积极性,培养优秀员工,又可以杜绝某些习惯势力的不良行为,以降低成品油的非正常人为损耗。
4)持证上岗。加油站站长和计量员要经过一定的岗位培训,考核通过后持证上岗,资格证由省(市)分公司颁发。杜绝无证上岗的现象,减少由于岗位技能不足导致工作失误造成油品的损耗现在发生。
五、结论
对于存货损耗管理问题的研究,专家学者们进行大量的研究工作,已经形成了较为完善的理论体系。本文研究的着眼点在于成品油零售行业损耗管理现状,结合近些年成品油损耗控制存在的经验和教训,在分析当前石油销售企业成品油流转流程和数质量管理体系的基础上,对成品油各流转环节发生损耗的原因进行了全面的分析,以内部控制和管理为指导思想,从二次物流、分类存货管理、提高周转速度、加强内部控制等方面探讨进一步控制成品油损耗的问题。
由于对存货管理理论方面的研究时间较短及学识水平有限,对存货管理理论与实践相结合的方案实施还有待进一步磨合与完善。
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