高职燃气工程技术专业二年级《城镇燃气输配系统安全运行与应急管理》教案

高职燃气工程技术专业二年级《城镇燃气输配系统安全运行与应急管理》教案

  一、课程概述与定位

  本课程是高职院校燃气工程技术专业二年级的核心专业课程，属于专业能力模块中的“安全与运维”方向。课程在专业人才培养方案中占据承上启下的关键位置，学生在修完《燃气工程基础》、《燃气设备与仪表》、《流体力学与热工学》等前置课程后，具备进入综合性、高阶性安全规范学习阶段的知识与能力基础。本课程旨在深度融合工程实际与国家最新法规标准，超越对规范条文的简单识记，引导学生建立系统性的燃气输配安全风险辨识、评估、控制及应急处置的工程思维与实践能力。课程对标行业企业安全生产标准化一级指标要求，以及注册公用设备工程师（动力）执业资格考试的相关考点，着力培养学生具备未来作为现场技术员、安全员或运行班长所必需的“红线意识”、“底线思维”和综合职业素养。

  二、学情分析

  授课对象为高职燃气工程技术专业二年级学生，其认知与能力特点如下：在知识基础上，学生已掌握燃气性质、管道水力计算、常用设备工作原理等基本概念，但对知识的综合应用和工程场景的迁移能力较弱；在技能层面，通过前期实训，具备基本的工具使用和设备识别能力，但缺乏在复杂、动态的真实工作情境中进行风险判断和决策的经验；在学习心理上，学生对涉及安全事故的案例有较强的好奇心和直观感受，但容易停留在感性认知，对规范背后的工程原理、伦理考量及经济与社会效益综合权衡理解不深；在学习方法上，习惯于被动接受和碎片化记忆，亟待通过项目式、探究式学习训练其系统思维和主动构建知识体系的能力。此外，部分学生已考取“燃气具安装维修工”等初级证书，对安全操作有初步认识，为本课程的高阶学习提供了有利切入点。

  三、教学目标

  依据布鲁姆教育目标分类学，结合本专业毕业要求指标点，设定以下三维教学目标：

  （一）知识与技能目标

  1.能准确陈述国家《城镇燃气管理条例》、《燃气工程项目规范》（GB55009）、《城镇燃气设计规范》（GB50028）等核心法规标准中关于输配系统安全运行的关键条款。

  2.能系统识别城镇燃气门站、储配站、调压站（箱）、高中低压输配管网及用户设施等全链条中各环节的主要危险源（如：泄漏、火灾、爆炸、窒息、第三方破坏、设备失效等），并阐述其成因与演变机理。

  3.能运用HAZOP（危险与可操作性分析）或JSA（工作安全分析）等方法，对给定的小型燃气工程场景（如调压柜改造、管线穿越）进行初步的风险辨识与评估。

  4.能规范设计并口述或模拟演示燃气管道置换、动火作业、有限空间作业、泄漏应急处置等关键作业的安全操作流程与防护要求。

  5.能编制简单的现场应急处置方案（如户内燃气泄漏初期处置方案），并能正确选用和使用常见应急器材（如便携式检漏仪、呼吸器、灭火器、堵漏工具）。

  （二）过程与方法目标

  1.通过“案例回溯-原理探究-规范对照”的迭代学习过程，掌握从事故教训中提炼安全要求、理解规范条文背后科学依据的学习方法。

  2.在小组项目合作中，体验“信息收集-风险分析-方案制定-模拟演练-评估优化”的完整安全管理工作流程，培养系统性解决问题和团队协作的能力。

  3.学会利用数字化资源（如国家法规标准数据库、燃气事故案例库、SCADA系统模拟软件）进行自主学习和情境模拟，提升信息素养和仿真实践能力。

  （三）情感、态度与价值观目标

  1.牢固树立“安全第一、生命至上”的工程伦理观和职业责任感，深刻理解燃气安全对公共安全和社会稳定的极端重要性。

  2.养成严谨细致、遵章守纪的工作作风，形成对技术标准、操作规程的敬畏之心。

  3.培养在紧急情况下沉着冷静、科学应对的心理素质，以及主动排查隐患、报告险情的职业习惯。

  4.激发对燃气安全技术持续学习和创新的兴趣，关注行业新技术、新标准的发展动态。

  四、教学内容与重难点

  （一）核心教学内容模块

  模块一：燃气安全法规标准体系与工程伦理基础（4学时）。内容：我国燃气安全法律法规层级（法律、行政法规、部门规章、技术标准）；核心强制性规范条文解读；工程伦理中的安全责任与职业操守。重点：构建法规标准知识框架，理解规范的强制性与指导性。难点：不同规范间的衔接与适用条件判断。

  模块二：燃气输配系统静态风险源辨识与防控（12学时）。内容：场站工艺区（接收、净化、储存、调压、加臭）设备与管道风险；地下管网（材质、防腐、敷设环境、附属设施）风险；用户端（引入管、计量、燃具、连接软管）风险。重点：基于设备原理和介质特性进行风险溯源。难点：多重风险耦合作用机理分析。

  模块三：关键作业活动动态风险控制（10学时）。内容：管线安装与验收；通气置换；设备检修与维护；动火作业；有限空间作业；带压开孔与封堵。重点：作业许可制度（JSA）的执行与现场安全措施落实。难点：非标准作业条件下风险防控方案的定制化设计。

  模块四：燃气泄漏监测、预警与应急处置（10学时）。内容：泄漏检测技术与仪器应用；SCADA系统在安全监控中的作用；应急预案分级与编制；初期泄漏控制、人员疏散、消防协调、信息发布等应急响应流程；典型事故案例深度剖析。重点：泄漏应急处置的原则与程序。难点：多部门协同应急指挥的模拟与决策。

  模块五：现代安全管理体系与安全文化建设（4学时）。内容：安全生产标准化体系；双重预防机制（风险分级管控与隐患排查治理）；安全文化建设路径；新技术（如物联网、大数据、无人机巡检）在安全管理中的应用展望。重点：双重预防机制的构建与运行。难点：将体系要求转化为日常可执行、可检查的具体行为。

  （二）教学重点与难点

  教学重点：燃气输配系统全生命周期中静态与动态风险的综合辨识方法；关键作业安全规程的规范性执行与适应性调整；燃气泄漏的早期发现与科学应急处置流程。

  教学难点：学生将离散的安全知识点整合为系统性、情景化的风险防控思维；在模拟或真实复杂情境中，基于不完整信息进行安全决策与应急指挥的能力培养。

  五、教学策略与方法

  秉持“学生中心、成果导向、持续改进”的OBE理念，综合运用以下教学策略与方法：

  1.基于真实工作过程的项目式教学（PBL）：以“为某新建小区燃气配套工程制定安全运行与应急预案”或“对某老旧小区燃气系统进行安全评估与改造设计”为核心总项目，贯穿课程始终。各教学模块的知识与技能学习服务于完成总项目的子任务。

  2.案例教学法：精选国内外典型燃气事故案例（如青岛“11·22”输油管道泄漏爆炸特别重大事故、十堰“6·13”重大燃气爆炸事故等），进行“一案多析”。引导学生从技术失效、管理漏洞、人为因素、应急缺陷等多维度进行深度剖析，链接至相关规范条款。

  3.情境模拟与角色扮演法：利用校内燃气仿真实训基地，高度还原场站、管网、用户场景。设计“巡检发现泄漏”、“调压器故障应急维修”、“第三方施工破坏管线”等突发情境，学生分组扮演运行员、调度员、抢修队长、安全员、媒体发言人等角色，进行沉浸式演练。

  4.线上线下混合式教学：利用智慧职教、超星等平台建设SPOC课程。线上提供法规标准原文、事故案例视频、三维虚拟仿真资源、微课用于预习和知识扩展；线下课堂聚焦难点解析、讨论辩论、技能训练和高阶思维培养。

  5.专家工作坊：邀请燃气企业安全总监、应急管理局专家、一线抢修劳模进课堂，分享真实经验、解读最新政策、演示尖端设备，实现课堂与岗位的无缝对接。

  六、教学资源与环境

  1.数字化资源：国家工程建设标准化信息网、应急管理部官网等权威信息源；燃气安全三维虚拟仿真教学软件（包含设备拆装、风险点识别、应急处置交互模块）；历年燃气事故调查报告汇编（脱密版）；SCADA系统教学演示平台。

  2.实训环境：具备工业级燃气设备（如真实调压器、阀门、过滤器、加臭装置）的工艺实训区；敷设有不同材质、不同缺陷管段的埋地管网实训场；配备多种检漏仪、PE管焊机、堵漏工具、呼吸防护设备的应急抢修实训室；可进行多人协同演练的应急指挥模拟中心。

  3.文本资源：主教材选用《城镇燃气安全技术与管理》（最新版），辅以《燃气工程施工与风险防控》、《应急预案编制与演练实务》等行业专著，以及最新的国家标准单行本。

  七、教学过程实施（以“模块四：户内燃气泄漏应急处置”为例，共4学时）

  （一）课前准备阶段（线上，1学时）

  教师活动：在课程平台发布预习任务包。包含：（1）一段模拟户内燃气轻微泄漏引发闪爆的3D动画短片；（2）《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》（CJJ94）中关于户内管道安装、气密性试验的条款节选；（3）一份简化版的居民用户安全用气手册；（4）引导性问题：动画中的事故是如何一步步发生的？哪些环节违反了规范？如果你在现场，发现泄漏的第一时间应该做什么，不能做什么？

  学生活动：观看资源，自主阅读规范条文，在平台讨论区以小组为单位提交初步分析报告，并列出预习中的疑惑点。

  设计意图：利用视觉化资源激发学习动机，前置关键知识，引导学生带着问题和初步思考进入课堂，实现翻转课堂。

  （二）课中实施阶段（线下，2.5学时）

  第一阶段：情境导入与案例深探（0.5学时）

  教师活动：不直接讲解，而是展示一组真实的户内燃气事故现场图片（已做脱敏处理），并朗读一段事故亲历者或家属的陈述。随后，播放一段新闻媒体对事故原因的初步调查报道。提问：“技术鉴定、管理调查、人为因素分析，哪一个更能接近事故真相？我们作为专业人士，应如何超越媒体报道进行‘工程溯源’？”

  学生活动：受视觉和情感冲击，进入严肃的学习情境。回顾预习案例，在教师引导下，尝试从供气系统完整性、设备质量、安装工艺、用户使用行为、报警器有效性等多角度讨论事故链。

  设计意图：通过真实案例的情感冲击和问题驱动，瞬间聚焦学生注意力，明确本课核心目标——学会系统性分析并阻止事故链。

  第二阶段：风险机理与规范对标（0.75学时）

  教师活动：引导学生将讨论聚焦到“泄漏”这一初始事件。利用三维动画，动态演示户内燃气从管道微裂纹、阀门垫片老化、连接软管脱落等不同点泄漏后的扩散路径、积聚条件（厨房通风不良）、达到爆炸极限范围的过程。同步对照《GB50028》中关于厨房通风要求、燃气管道材质与连接方式、燃气自闭阀和报警器强制安装（依据最新规范）的条款进行讲解。重点阐明“规范每一条款都是对已知风险的控制措施”。

  学生活动：跟随动画理解泄漏、扩散、积聚、引爆的物理化学过程。将抽象的规范条文与具体的风险场景一一对应，在学案上完成“风险点-可能后果-规范要求-控制措施”的关联图表。

  设计意图：将感性认知上升为理性分析，揭示事故背后的科学原理和规范制定的逻辑，使学生“知其然更知其所以然”。

  第三阶段：应急处置流程建构与辨析（0.75学时）

  教师活动：提出核心任务：“制定一份面向小区物业保安和普通居民的‘户内燃气泄漏初期处置流程卡’”。首先，播放两个对比视频：A视频展示错误处置（开灯、打手机、现场点火查验）；B视频展示相对规范的处置。组织小组辩论：B视频中的操作是否完美？有无可优化之处？关键步骤的先后顺序理由是什么？（如：为何要先关闭阀门再开窗？为何要室外报警？）。

  学生活动：小组激烈辩论，基于风险机理分析，论证“消除点火源优先于通风稀释”、“个人安全优先于财产保护”等原则。在教师引导下，共同提炼出“勿动电器、关闭阀门、打开门窗、疏散人员、室外报警”的核心流程，并理解每一步的深层原因。

  设计意图：通过对比和辩论，突破“流程记忆”的浅层学习，达成对应急处置原则的深度理解和内化，培养批判性思维。

  第四阶段：虚拟仿真与技能实做（0.5学时）

  教师活动：将学生带至虚拟仿真实训室。在VR系统中，每个学生进入一个高度拟真的虚拟家庭厨房环境，需在规定时间内完成“发现泄漏（听、闻、看或仪器报警）-风险判断-执行处置流程-使用虚拟灭火器扑灭初期小火”的全过程。系统自动记录操作顺序、用时和错误点。

  学生活动：沉浸式进行VR演练，将刚刚建构的知识流程转化为虚拟环境中的动作。演练后可即时查看个人评估报告。

  设计意图：在零风险的虚拟环境中提供高沉浸感的重复训练机会，固化正确操作流程，锻炼心理素质，为实体操作做准备。

  （三）课后拓展与迁移阶段（线下+线上，0.5学时）

  教师活动：布置分层实践任务。基础任务：修改完善课堂共同编制的“处置流程卡”，并为其设计一幅简洁明了的宣传海报。进阶任务：以小组为单位，调研本地一个老旧小区，评估其公共燃气立管和户内燃气设施的普遍安全隐患，并撰写一份给社区街道的《安全风险提示与简易整改建议》。将VR演练成绩和任务成果上传至平台。

  学生活动：根据自身能力选择任务完成，将所学知识应用于解决实际问题或进行社会服务。在平台互评其他小组的海报或报告。

  设计意图：实现知识从课堂到生活、从学校到社区的迁移，强化社会责任感。差异化任务满足不同层次学生发展需求。

  八、教学评价与反馈

  建立“过程性评价与终结性评价相结合、多元主体参与、聚焦能力增长”的评价体系。

  1.过程性评价（占总评60%）：

   （1）课堂表现（20%）：包括提问应答质量、小组讨论贡献度、辩论逻辑性、角色扮演投入度等，由教师和小组互评共同评定。

   （2）项目作业（25%）：对贯穿课程的总项目及各个子任务的完成情况进行评价，重点关注方案的系统性、规范性、创新性和团队协作记录。

   （3）实操/仿真考核（15%）：在关键技能点（如检漏仪使用、PE管热熔焊、应急处置VR演练）上进行形成性考核，记录技能掌握进度。

  2.终结性评价（占总评40%）：

   采用“综合笔试+实操情景考核”形式。笔试减少死记硬背题目，增加案例