《安全科学原理》新教材及其在线课程的建设经验
本文源于：吴超．《安全科学原理》新教材及其在线课程的建设经验［J］．安全，，41(7):25-31．
吴超1,2
（1中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙;2中南大学安全理论创新与促进研究中心，湖南长沙）
为了更好夯实和传播安全科学理论，文章以安全科学最核心的理论——安全科学原理为研讨对象，在分析过去已有《安全科学原理》教材内容及其课程的存在问题之后，采用叙事法陈述了作者及其团队近几年来如何开展安全科学原理基础研究和夯实《安全科学原理》教材的历程，在此基础上通过对安全科学原理内容的多视角分类分析，优化设计《安全科学原理》教材的框架体系，进而撰写出具有显著特色的《安全科学原理》新教材；最后分享了基于该《安全科学原理》新教材拍摄的在线课程及其配套资源的建设结果和经验。本文对安全科学与工程类及其相关专业的教材和课程建设都具有参考借鉴意义。
安全科学原理；教材写作；在线课程建设；经验分享
中图分类号：X文献标识码：A文章编号：－()07－－07
基金项目：湖南省研究生教学平台项目（湘教通〔〕号）
0引言
安全规律是描述安全现象背后的可重复联系，安全科学是关于安全现象与安全规律的知识体系[1]。安全科学原理是生产安全与生活安全必须遵循的基本规律和原则，是基于经验或理论归纳得出的安全事物发展变化的客观规律，是人类安全活动的基本法则或方法论。安全科学原理为安全工作实践提供理论支持和方向指导。安全科学原理使安全科学与工程类专业的学习者拥有系统的安全科学理论和方法，为未来安全工作奠定坚实的理论基础。由上可知，安全科学原理是安全科学最核心的理论，《安全科学原理》课程无疑是安全科学与工程类专业的最核心的课程。
然而，由于安全科学是新兴的交叉学科，其发展历史还比较短暂，有些理论还没有完全成为成熟的体系，因而安全科学原理也同样处于有待继续发展和成熟的领域，特别是随着安全的内涵和外延不断拓展和大安全体系的建立，多年来主要针对安全生产所建立的有关安全学原理，已经远远不能满足用于描述、演绎、归纳和解决当今诸多安全问题的需要，同时也出现了很多用原有安全科学原理难以解释的安全问题。同样，也导致原有的《安全科学原理》教材在内容、层次、逻辑、结构和体系等方面还存在很多不足，有关《安全科学原理》课程的教学研究也非常之少。
20世纪80年代初，国内一些安全学者开始翻译国外的有关事故致因理论的文献并在国内推广，当时许多安全科研院所、高校和学会不断开设一些安全科学原理方面的专题讲座和开办一些安全科学原理培训班，如当时隋鹏程、陈宝智等一批安全专家积极地投入到上述工作之中，并开展一些相关的理论研究[2]。年隋鹏程和陈宝智在就在冶金工业出版社出版了《安全原理与事故预测》一书，同时也构建可用于安全原理课程教学的初步体系[2]；年，陈宝智、韦冠俊等又编写出版了安全原理相关的教材[3-4]，进一步修改完善了安全原理的教学内容；年，罗云在发表的文章中提出安全科学原理包括：安全哲学原理、安全系统论原理、安全控制论原理、安全信息论原理、安全经济学原理、安全管理学原理、安全思维学原理[5]，这些建议为后来的安全原理类教材框架设计提供参考。年，刘潜先生在文章中介绍他在中国地质大学（武汉）工程学院于和年为两届研究生讲授《安全科学原理》课程的教学大纲，主要内容为：安全科学技术发展的历史、现状和趋势，安全工程专业技术人才的社会需求，与安全科学有关的基本概念和安全科学技术体系结构框架等[6]，这些内容更类似于安全科学导论。年，欧阳文昭提出安全科学原理包括：安全哲学原理、安全社会学原理（安全管理学原理、安全经济学原理、安全协调学原理）、安全人体学原理、安全设备学原理、安全系统学原理[7]，这些建议为当时安全工程专业教指委编写《安全原理》教材提供指导。-年，金龙哲、隋鹏程、陈宝智、李树刚、张景林等先后编写出版了多本有关安全科学原理方面的教材[8-11]，其教材的框架和内容也比原来的有所改善。年，吴超和杨冕从大安全视野，提出了安全科学原理应包括安全生命科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理和安全系统科学原理五大类一级原理，对这五类一级安全科学原理的下属部分二级安全原理和三级安全原理进行了深入的研究，提炼出可以运用于安全实践的数十条安全科学原理[1,12]，这些研究内容为后续开展安全科学原理创新研究及其新教材编写奠定了基础。年，辛嵩和宋璐璐介绍了安全原理的讲授经验，认为可以从课程需要出发，确定筛选安全原理的基本原则，筛选出对各种安全生产活动具有普遍指导意义的20条安全原理，构成安全原理的基本架构[13]。年，吴超及其研究生经过对安全科学原理的数年研究，在发表了上百篇相关论文的基础上，构建了一个全新通用层面的安全科学原理体系，并撰写出版了《安全科学原理》一新教材[14]，内容包括：绪论、安全哲学原理、事故预防原理、风险管理原理、安全模型原理、安全人因科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理、安全系统科学原理。在此基础上，将教材拍摄制作成《安全科学原理》在线课程，并拍摄制作了该在线课程的配套资源《安全科学微专业》系列视频讲座。
下面就吴超撰写的《安全科学原理》教材及其在线课程的建设过程中获得的一些经验与大家分享。
1通过扎实基础研究及其成果为新教材撰写提供支撑
如上述，由于客观原因，在原有的安全学原理或安全原理的著作中，它们所介绍的有关安全科学原理在内容的广度和深度以及层次、逻辑、结构和体系等方面存在很多不足。由于安全学科的许多基础理论分支仍缺乏具体的内容，如果没有开展深入系统的研究和经过较长时间的素材积累及系统梳理，是难以编写出比已有同类著作内容丰富且结构不同的新教材出来的。
自从年发表了《安全科学原理及其结构体系研究》[1]一文之后，作者及其研究生就坚持不懈地开展这一领域的研究，特别是在年申请获批《安全科学原理研究》国家自然科学基金重点项目之后，我们围绕安全科学方法论、安全生命科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理、安全系统科学原理、安全模型原理、安全信息学等开展原创性理论研究，先后在国内外发表相关论文多篇[15-17]，主要进展如下：
（1）安全科学方法论研究进展。通过知识溯源、系统分类、归纳凝炼，构建了安全科学方法论体系，创立了安全原理研究方法论、理论安全模型建模方法论、系统安全学研究方法论、循证安全管理方法论、安全教育学方法论、安全统计学方法论和安全文化学方法论。
（2）通用安全科学原理研究进展。在宏观层面，提出安全科学原理的结构体系，具体包括安全生命科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理和安全系统科学原理5类原理，并从相关学科提炼了多条安全科学核心原理。
（3）安全模型原理与事故致因理论研究进展。通过归纳理论安全模型的建模方法论，创建了系统安全新模型、安全信息认知与传播新模型、安全大数据新模型、事故致因新模型、行为安全管理新模型、城市群安全资源共享新模型、安全文化新模型等数十个新模型。
（4）相似安全系统学研究进展。建构了安全相似系统学学科理论体系，包括安全相似系统学框架、安全相似系统学基础模型、安全相似系统学基本原理和研究的方法论，并开展了安全相似系统分析、安全相似系统评价、安全相似系统管理、安全相似系统模拟等实践研究。
（5）安全信息学研究进展。围绕安全信息学学科架构、安全信息学基本概念、安全信息方法论、安全信息认知通用模型、安全信息行为以及安全信息视域下的事故致因模型与系统安全学理论开展了一系列创新研究。
（6）安全文化学研究进展。对安全文化学的形成与发展、安全文化的起源与演进、安全文化学的基础问题、安全文化学方法论、安全文化学原理、安全文化学的学科分支、安全文化学的外延、安全文化学的应用实践理论、安全文化学的应用实践开展研究。
（7）安全新理论与学科体系研究进展。根据变化对系统安全的影响机制，提出安全降变理论；针对安全的多维性特征，提出安全降维理论，对多维系统安全问题或复杂系统安全影响因素进行有效简化；通过构建安全学演绎逻辑体系，梳理安全学的核心概念、公理、定律及其推论；提出安全管理中的安全认同理论、安全观塑造理论和安全信息行为理论；针对大数据特征，归纳了大数据在安全科学领域的应用原理与方法。
（8）安全原理与模型应用研究进展。将已经取得的部分研究成果应用于航空、建筑、化工、冶金、矿山等行业。
在此基础上，作者认为已经具备条件可以撰写一部能够补充现有安全学原理之不足的新教材，以供高等院校安全科学与工程类专业的广大师生和安全科技工作者使用。
2通过多视角分类分析为教材框架设计提供优化方案
安全科学是一门大交叉综合学科，安全科学原理非常宽泛，如果不加以界定和分类，泛泛讲其原理，则内容非常之多，一本教材无法全部纳入，而且很难有层次性和系统性。不同的学者从安全学科的不同层面、不同视角和不同需求等看问题，其涉及的安全原理范畴是不一样的。在现有的《安全原理》或《安全学原理》或《安全科学原理》论著中，并没有对安全原理的分类做什么具体描述。因此，要撰写这类教材，需要先对安全原理的内涵和分类开展分析。
1.按字面理解安全原理的内涵
现有关于安全科学原理类方面的教材名称叫法不很一致，大致有这么些名称，如“安全原理”、“安全学原理”、“安全科学原理”、“安全技术原理”、“安全工程原理”等。从字面上顾名思义分析，它们的内涵还是有很大差别的。
（1）安全原理。简单可理解为：就是安全的原理，具体一点说就是为了安全的原理，这是很明确的。安全原理可以包括安全科学层面的原理、安全技术层面的原理、安全工程层面的原理，内容可以非常宽泛。
（2）安全学原理。从字面上有多种理解：1）可理解为安全学的原理，安全学领域的原理，做安全学问的原理；2）可理解为安全学科的原理，或是安全科学的原理；3）可理解为研究安全学科的原理，研究安全科学的原理。由上可知，安全学原理有多层次意义，需要分别解释，且“学”字不太容易解释。
（3）安全科学原理。从字面上也有多种理解：1）可理解为安全的科学原理和为了安全的科学层面的原理，或是研究安全科学层面的原理和非技术层面的安全原理；2）可以理解为做安全科学研究的原理，为了开展安全科学研究的原理等，这个层面的理解还高于安全科学，类似安全科学学的原理。由上可知，安全科学原理有多层次多方面的意义，也需要分别解释和界定。
（4）安全技术原理。安全技术原理通常指应用层面的安全原理，这个层面的原理非常丰富和具体，如通风原理、防火防爆原理、机械安全原理、电气安全原理、等等，这些原理其实就是安全技术本身。
（5）安全工程原理。对于具体的安全工程问题，也有相应的安全工程原理，如安全规划原理、安全仿真原理、安全设计原理、安全管理工程原理、等等，由于现在“工程”两字的内涵和外延越来越宽泛，其原理也赋予更多，甚至涵盖了软科学的一些思想和方法。
2.安全原理的分类
（1）按安全原理的源发领域分类。从已有的安全科学原理来源看，主要源于两个方面，一方面是在安全科学自身领域的研究中提炼获取的，另一方面是从交叉领域的知识中获取的。在研究安全原理过程中，对于安全学科自己创造出来的安全科学原理，这里称之为“自安全原理self-safetyprinciple”（或称为核心安全原理，或称为第一层次安全原理），如各种安全理念、理论安全模型、事故致因理论等，著名的海因里希“伤亡事故金字塔模型”就是基于大量事故数据的基础上提炼出的。同时，安全领域的更多安全原理是从别的相关学科中提炼和归纳出的安全原理，在已提出的安全原理中，大量原理都是以其他学科为背景，比如安全系统原理，是以安全为目的并基于系统学、系统工程、可靠性理论等学科构建的，安全经济学原理、安全行为科学原理等等，都是通过相关学科延伸出能够应用于安全的科学原理，这里称之为“它安全原理other-safetyprinciple”（或称为非核心安全原理，或称为第二层次安全原理）。自安全原理和它安全原理之间并没有决然不同的区别和明显的界限，另外，这里表述的“自”与“它”、“核心”与“非核心”和“第一层”与“第二层”，与安全科学原理在应用中的重要程度和实际价值没有直接关系。
（2）按安全原理的运用层次分类。安全原理可分为基础安全原理、应用基础安全原理和应用安全原理。基础安全原理具有普适性，内涵更具概括性和高度抽象性；应用基础安全原理没有像基础安全原理那么宽泛，但适用面也是比较宽的，适用于很多领域；应用安全原理非常具体和繁多，非常适宜解决具体的工程技术问题，但通用性比较差，而且更属于技术专业的范畴，也不是安全领域专有。
（3）按安全原理的学科层次分类。从学科层次分，安全科学原理可分为安全哲学原理、一般安全原理和具体安全原理三个层次，如果将哲学安全原理和一般安全原理统称为通用安全原理，通用安全原理相对是比较有限的，而具体安全原理是无限的，比如所有的安全技术及工程均包含大量的具体安全原理，而这些具体安全原理均赋存在大量的安全技术及工程之中。
（4）按安全原理的学科性质分类：可分为安全人因科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理、安全系统科学原理等。
（5）安全原理其它分类方法。安全原理还可以有更多的分类方式。例如：1）按普适性程度分类，可分为通用性安全原理和专门性安全原理；2）按解决问题的时间维度分类，如用于未来安全问题的安全原理和适用于当下的安全原理；3）按照安全原理存在形态，可分为已知安全原理和未知安全原理；4）以创建安全原理思路的不同，可将安全原理划分为三类：从安全现象中提炼和归纳的安全原理，由已有其它学科知识中提炼和归纳出的安全原理，通过科学实验等研究从未知世界中提炼和归纳的安全原理；5）按专业分类（主要指应用层面的安全原理），可分为各个专业的安全技术原理；6）按获取安全原理的研究方式分类：可分为正常状态获得的安全原理（从安全现象归纳得出的安全原理）和非安全状态获得的安全原理（从已有事故分析归纳获得的安全原理）；7）按系统尺度分类：可分为微尺度安全原理、中尺度安全原理、宏尺度安全原理等；8）按系统要素分类：可分为信息安全原理、行为安全原理、能量安全原理、物质安全原理、经济安全原理、文化安全原理等。
通过对安全科学原理的分类分析以后，才能比较有针对性地对所编撰教材进行定位。
3《安全科学原理》教材的框架内容
经过较长时间的反复思考，系统梳理了安全科学原理的各层次内容及其关系，构建出本教材《安全科学原理》的框架体系。本教材是通用层面的安全科学原理，也可以说是科学层面的安全科学原理或理论层面的安全科学原理。在编排安全科学原理各章的顺序时，先介绍核心安全科学原理（或称为第一层次安全科学原理），再介绍非核心安全科学原理（或称为第二层次安全科学原理）。核心安全科学原理包括：安全哲学原理、事故预防原理、风险管理原理、安全模型原理；非核心安全科学原理包括：安全人因科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理和安全系统科学原理。这里说的“核心”与“非核心”不是对重要性而言的，仅仅是一种分类而已。
上篇：第1章绪论，内容主要包括：安全与安全原理，安全原理研究的方法论，安全原理研究现状与展望，本教材介绍的安全原理界定及说明。第2章安全哲学原理，内容主要包括：安全的认识论，安全观的塑造论，安全的认同论，安全的思维论。第3章事故预防原理，内容主要包括：人因失误理论和模型，事故因果链致因模型，动态与变化的事故致因理论和模型，能量转移的事故致因理论，能量流系统致灾与防灾模型，信息流事故致因模型，重大事故的复杂链式演化模型。第4章风险管理原理，内容主要包括：风险概述，风险管理的基本原则，风险管理原理及其体系，风险管理原理的应用方法。第5章安全模型原理，内容主要包括：广义安全模型，行为安全管理元模型，安全信息认知通用模型，安全信息与行为的系统安全模型，安全教育信息传播模型。
下篇：第6章安全人因科学原理，内容主要包括：安全人性原理，安全人体学原理，安全生理学原理，安全心理学原理。第7章安全自然科学原理，内容主要包括：安全多样性原理，安全容量原理，灾害物理原理，灾害化学原理，安全*理学原理。第8章安全技术科学原理，内容主要包括：安全物质原理，本质安全原理，安全工程原理，安全环境控制原理，安全大数据原理。第9章安全社会科学原理，内容主要包括：安全文化原理，安全教育原理，安全经济学原理，安全法律法规原理，安全伦理道德原理。第10章安全系统科学原理，内容主要包括：安全人机系统原理，安全系统管理原理，系统信息安全原理，企业安全管理信息系统原理，安全系统和谐原理，安全运筹学原理，安全系统工程原理。
教材的总体框架如图1所示。
图1《安全科学原理》新教材的总体框架
Fig.FrameworkofthenewtextbookofSSSP
4《安全科学原理》教材的特色
本教材的特色如下：
（1）本教材从安全一体化（口语化表达即为安全界熟悉的“大安全”）的大视野和全新的视角来编写安全科学原理，故本教材的英文名称为PrinciplesofSafetySecurityScience。纳入的安全科学原理大都是通用的安全科学原理，即科学层面的安全科学原理。
（2）尽管本教材没有分篇，但其内容实际上可分为两篇，第1章是绪论是已有的安全学原理类著作所缺少的，第2到5章为核心安全科学原理，第1到5章可归为上篇，这一篇中的许多理论安全模型也是以往安全学原理类教材没有的；第6到10章为非核心安全科学原理，这一篇基本是全新的内容。
（3）在介绍安全科学原理时，本教材尽量考虑和按照安全原理的类型和层级关系编排，比如介绍安全人因科学原理、安全自然科学原理、安全技术科学原理、安全社会科学原理、安全系统科学原理这五类安全科学原理时，基本按照原理的层级来编排。
（4）本教材对每条安全原理的编写坚持按照定义、内涵、功能、应用价值和实例进行深入论述，内容清晰、层次分明、便于学习，克服了现有安全学原理著作中在层次、逻辑、结构和体系等方面存在的不足。
（5）本教材十分注重安全科学原理的基本概念、理论、方法，运用“三基”去分析、认识安全领域的各种科学问题和规律，进而有利于开展安全科学的研究和实践。
（6）本教材每章都精心提出了一些思考题，这些思考题源于书本，有些又高于书本，可以提升学习者对书本中的安全科学原理的分析鉴赏能力，并启发学习者开展安全科学原理的创新研究。
（7）本教材目录中用“*”号标注的章节，可作为安全科学与工程类专业的研究生的学习内容，对本科生可不作要求。
（8）为了使读者快速了解本教材的层次和结构，教材特意撰写了一页导读：内容包括阅读的顺序、学习每条安全科学原理时的注意事项、安全科学原理的优选、安全科学原理的创新以及安全科学原理学习的螺旋上升过程。
5《安全科学原理》在线课程及其配套资源建设
为了使新出版的《安全科学原理》得到更好的推广和利用，也使更多的学习者方便学习。在中南大学双一流学科建设经费的资助下，作者所在课题组申请立项获批开展《安全科学原理》在线课程及其配套资源的建设工作，这个项目也被认定为年湖南省研究生教学平台项目。
经过一年多的努力，《安全科学原理》在线课程建设完成和取得如下主要成果：
（1）基本工作。制作了78个课件；编写了78个课件讲稿；完成了分钟85段视频的拍摄、后期制作校对等工作；完成了道弹出题，道章测试题，40道章讨论题的设计和上传工作；完成了分钟4次见面课的预先录制和后期制作工作；完成了课程宣传片头的制作和课程推介工作；在上述基础上，完成了《安全科学原理》的配套资源——《安全科学微专业》多分钟的22节视频的录制和后期制作工作。《安全科学原理》已经上线试运行一个学期，运行情况很好；《安全科学微专业》作为视频公开课也已经上线运行，效果良好。具体参见课程网站：
安全科学原理—智慧树网