“建筑防排煙”課程教學(xué)與實踐改革研究

路長，郭洪江

（河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院 河南 焦作 454003）

在教育部1998年7月發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》中，將消防工程專業(yè)收入工學(xué)中的公安技術(shù)類專業(yè)，并準予地方高校開始設(shè)立消防工程專業(yè)[1]。自此，各大高校結(jié)合自身學(xué)校特色開辦該專業(yè)，培養(yǎng)消防工程專業(yè)人才，為保障國民經(jīng)濟和社會發(fā)展保駕護航。河南理工大學(xué)于2004年正式設(shè)立消防工程專業(yè)，開設(shè)有工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、安全系統(tǒng)工程、消防給排水、建筑防排煙、火災(zāi)探測與控制工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)必修課程。

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，建筑形式呈現(xiàn)多樣化，相關(guān)國家標準與行業(yè)標準也更新迅速。同時，科技水平的提高也導(dǎo)致科學(xué)技術(shù)手段愈發(fā)多元化，信息化、智能化的要求正快速滲透于消防領(lǐng)域。在這種情形下，對消防工程專業(yè)課程進行教學(xué)改革與相關(guān)實踐的研究是有必要的。因此，本文以“建筑防排煙”為例，對其教學(xué)方法與實踐方式進行探索研究并不斷完善，以期培養(yǎng)更多更加優(yōu)秀的消防工程專業(yè)人才。

“建筑防排煙”是以建筑防排煙工程技術(shù)為主線，依據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范和標準，在火災(zāi)科學(xué)技術(shù)的指導(dǎo)下，對火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生、流動、危害及控制，建筑內(nèi)防排煙系統(tǒng)的設(shè)計、管路計算，設(shè)備的選用與聯(lián)動控制以及系統(tǒng)的施工、調(diào)試、驗收、維護等內(nèi)容進行系統(tǒng)性介紹。它是消防工程專業(yè)必修課程，是工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、消防燃燒學(xué)和流體力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程的后續(xù)課程，兼具理論與實踐性，是消防工程的重要組成部分[2]。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

“建筑防排煙”是一門綜合性交叉的專業(yè)課程，其內(nèi)容涉及工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、消防燃燒學(xué)和流體力學(xué)、消防技術(shù)與裝備、火災(zāi)探測與控制工程等多個領(lǐng)域，具有很強的理論性與應(yīng)用性[3]。其教學(xué)內(nèi)容主要可概括為火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生及其危害、建筑內(nèi)火災(zāi)煙氣的流動與控制、防排煙系統(tǒng)的配套設(shè)施以及建筑防煙系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)的設(shè)計（包括系統(tǒng)布置、管道計算與校驗、配套設(shè)施選型等內(nèi)容），同時還結(jié)合了課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)。該課程作為消防工程的專業(yè)必修課程，對培養(yǎng)優(yōu)秀的消防專業(yè)人才具有重要意義。然而，通過探究發(fā)現(xiàn)，“建筑防排煙”課程教學(xué)中存在以下幾個問題：

1.1 教材內(nèi)容與教學(xué)需求不夠吻合

目前，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，在國家、社會以及各行業(yè)體系不斷完善的情況下，相關(guān)國家標準及行業(yè)標準更新迅速，但對于課程所需教材而言，其編寫過程極為煩瑣，需要眾多專家學(xué)者及專業(yè)人員共同完成，若因某一標準的細微改動而去重新編訂教材，這是很難做到的。另外，教材的重新編撰一定是在相關(guān)標準的修訂之后，故課程所需教材的更新速度定是不及國家以及行業(yè)標準的更新速度。久而久之，教材內(nèi)容就不能滿足于社會需求與教學(xué)需求。

1.2 教學(xué)與實踐方式過于單調(diào)

對于目前的“建筑防排煙”課程而言，重點在于掌握如何進行防排煙系統(tǒng)的設(shè)計，而這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程是依托于相關(guān)規(guī)范，如果只是采用PPT演示或口頭描述大篇幅規(guī)范的方法，卻不與工程實際案例結(jié)合，不與學(xué)生溝通交流，不能引發(fā)學(xué)生思考，那整個內(nèi)容學(xué)習(xí)過程將十分枯燥無味。另外，實踐環(huán)節(jié)不應(yīng)只限于課程設(shè)計，在有限的時間內(nèi)完成規(guī)定的任務(wù)導(dǎo)致部分學(xué)生僅僅生搬硬套規(guī)范，匆匆應(yīng)付了事，沒有設(shè)計思考的過程，達不到實踐能力與創(chuàng)新能力的提升。

1.3 考核形式與內(nèi)容不能反映學(xué)生的真實水平

“建筑防排煙”的學(xué)習(xí)具有很強的理論性與應(yīng)用性。例如，針對煙氣的流動與控制，有煙氣流動驅(qū)動力、中性層、煙囪效應(yīng)、煙羽流、頂棚射流、等效流通面積以及相關(guān)流量、壓力、流速的計算或公式推導(dǎo)，這部分內(nèi)容涉及大量流體力學(xué)以及工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的內(nèi)容，對于專業(yè)基礎(chǔ)課程掌握情況薄弱的學(xué)生，理解掌握并靈活應(yīng)用的難度較大，但這部分考核形式往往包含有計算題，計算步驟，基本千篇一律，學(xué)生僅熟記計算步驟，在考核時生搬硬套亦可取得不錯的成績。此外，“建筑防排煙”的大部分考核內(nèi)容都是依托于規(guī)范，僅需死記硬背即可通過考核，不能真實掌握學(xué)生對課程理論的理解程度以及應(yīng)用能力，更不能培養(yǎng)學(xué)生在應(yīng)用基礎(chǔ)上的創(chuàng)新與科研能力。

1.4 實驗設(shè)施難以滿足教學(xué)需求

“建筑防排煙”課程依托于工程實際，因此理論教學(xué)必須與實驗教學(xué)相結(jié)合，才能更全面地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合能力。課程教學(xué)中涉及的實驗應(yīng)有火災(zāi)煙氣特征參數(shù)的測定、煙囪效應(yīng)現(xiàn)象實驗、自然防煙與排煙的演示實驗、加壓送風(fēng)系統(tǒng)的性能實驗、機械排煙系統(tǒng)臨界煙氣層厚度測量、機械排煙系統(tǒng)的性能實驗、隧道臨界風(fēng)速計算與測量等。但鑒于課程所依托的實際工程背景較大，一般高校都難以具有完備的實驗設(shè)備與實驗條件，導(dǎo)致難以較為全面的培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

2 教學(xué)與實踐改革策略

2.1 完善并優(yōu)化課程體系

在經(jīng)濟快速發(fā)展的驅(qū)動下，科技水平不斷提升，行業(yè)新技術(shù)層出不窮，國家相關(guān)規(guī)范與行業(yè)標準皆不斷更新。因此，課堂內(nèi)容也應(yīng)與時俱進。首先，在教學(xué)時應(yīng)及時糾正教材中出現(xiàn)的已修訂的相關(guān)規(guī)范內(nèi)容。另外，課堂內(nèi)容應(yīng)與工程實際緊密結(jié)合，及時關(guān)注行業(yè)中的新技術(shù)并將其補充至課程體系當中，保證所培養(yǎng)的消防工程專業(yè)人才能緊跟時代前進與行業(yè)發(fā)展的步伐。課程教學(xué)內(nèi)容上也應(yīng)主次分明，抓好重點難點內(nèi)容并與工程實際相結(jié)合，例如，防排煙系統(tǒng)的設(shè)計是課程的重點之一，往往授課內(nèi)容僅限于系統(tǒng)組成、系統(tǒng)布置、管道計算與校驗、配套設(shè)施選型這幾部分，而與具體工程現(xiàn)場相關(guān)的施工安裝、系統(tǒng)調(diào)試與后期維護等內(nèi)容講解較少甚至沒有講解[4]。因此，應(yīng)將課程重點內(nèi)容與工程實際相結(jié)合，完善并優(yōu)化“建筑防排煙”課程體系。

2.2 豐富教學(xué)手段與實踐內(nèi)容

“建筑防排煙”課程內(nèi)容涉及工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、消防燃燒學(xué)和流體力學(xué)、消防技術(shù)與裝備、火災(zāi)探測與控制工程等多個領(lǐng)域，知識瑣碎繁多，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生難以實現(xiàn)融會貫通。同時，課程內(nèi)容涉及大篇幅的規(guī)范，學(xué)生易覺枯燥無味。因此，應(yīng)豐富教學(xué)手段與實踐內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性。

第一，借助多媒體工具。盡可能更多地利用動畫與視頻的形式來講解課堂內(nèi)容，甚至可以在其中加入一些幽默的片段，讓抽象的知識生動形象化，讓枯燥無味的課堂教學(xué)充滿生氣與活力，進而吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[5]。

第二，結(jié)合工程實際案例，以敘事或情景劇形式吸引學(xué)生的注意力。“建筑防排煙”課程的教學(xué)背景就是建筑工程，因此實際的課堂教學(xué)內(nèi)容必須緊密結(jié)合各類工程實際。而工程實際狀況對現(xiàn)場經(jīng)歷較少的學(xué)生們來說往往是只能憑空想象，難以深入理解，導(dǎo)致課堂授課變得乏味。對工程案例采用敘事或情景劇的形式，可以變得更加直觀，同時也提高了課堂的活躍度以及學(xué)生的參與度。例如，可以通過火災(zāi)中防排煙系統(tǒng)的實效案例來具體講解系統(tǒng)設(shè)計與后期維護過程中需要注意的種種問題；也可以通過情景劇來展示煙氣的危害、防排煙系統(tǒng)工作時該如何選擇正確的逃生路線等。

第三，加入相關(guān)模擬軟件的教學(xué)。使用仿真模擬軟件，讓學(xué)生自己動手操作構(gòu)建模型，可以激發(fā)學(xué)生對數(shù)值模擬理論的興趣，進而提升其思考能力與科研能力?？梢圆捎胮yrosim作為“建筑防排煙”課程的配套學(xué)習(xí)軟件，通過模擬結(jié)果，可以幫助學(xué)生更好地理解課程學(xué)習(xí)內(nèi)容[6]。

第四，豐富實踐環(huán)節(jié)。針對“建筑防排煙”課程設(shè)計，一方面應(yīng)豐富課程設(shè)計的案例題庫，應(yīng)結(jié)合工程設(shè)計，廣泛涉及社會層面上的各類場所；另一方面應(yīng)豐富課程設(shè)計的形式，著重培養(yǎng)學(xué)生能結(jié)合課程所學(xué)內(nèi)容開發(fā)自身的創(chuàng)新思維與科研能力。此外，在真實的工程現(xiàn)場進行教學(xué)指導(dǎo)也是必要的實踐環(huán)節(jié)。

2.3 革新考核形式

為了能真實掌握學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況，教師應(yīng)采用適當?shù)目己诵问?，合理調(diào)整平時考察成績與最終考試成績在綜合成績中所占的權(quán)重。適當提高課堂表現(xiàn)、任務(wù)完成情況以及實驗成績等所占的比重，避免學(xué)生考前突襲而不注重學(xué)習(xí)過程的行為。通過學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)以及與授課老師的溝通交流更能反映學(xué)生的真實掌握情況。另外，最終考試的內(nèi)容設(shè)定也應(yīng)更多地偏向可以引發(fā)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識進而獨立思考并制訂解決方案的能力，不應(yīng)僅限于學(xué)生通過考前突襲或死記硬背就能勉強通過的內(nèi)容。

2.4 與企事業(yè)單位共建高質(zhì)量教學(xué)平臺

為使課程教學(xué)更貼合工程實際，國家應(yīng)鼓勵并促進企事業(yè)單位與高校合作，加強工程現(xiàn)場與高校教學(xué)之間的交流，定期開展企業(yè)與高校間的交流研討會。企事業(yè)單位可與高校合作共建項目實驗基地、專業(yè)人才培訓(xùn)基地等，為專業(yè)學(xué)生提供實習(xí)的場所與機會，為專業(yè)人才培養(yǎng)搭建一個高質(zhì)量的教學(xué)平臺，讓工程問題實時走進課堂，讓消防學(xué)子親臨工程現(xiàn)場。此外，企事業(yè)單位可與高校利用現(xiàn)代科技共同開發(fā)線上教學(xué)平臺。例如，開發(fā)更符合工程現(xiàn)場實際的模擬軟件或軟件功能、采用VR技術(shù)搭建大型實驗平臺或危險度較高的實驗平臺、開發(fā)企業(yè)高校教學(xué)專屬APP等。

2.5 增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力

興趣是最好的老師，為了激發(fā)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的意識，充分調(diào)動學(xué)習(xí)動力，應(yīng)采取學(xué)生最感興趣的方法，并應(yīng)用獎勵與競爭的機制。例如，國家級、省級相關(guān)部門以及高校應(yīng)定期舉行課程或?qū)I(yè)相關(guān)的知識競賽，給予參與者榮譽證書以及實質(zhì)性獎勵。賽事通知宣傳與參與的方式也不應(yīng)僅限于官網(wǎng)或文件通知，應(yīng)廣泛應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)平臺，如微信公眾號、抖音等短視頻平臺、微博等。此外，抖音、快手等短視頻平臺以及各類互聯(lián)網(wǎng)平臺也應(yīng)做到正向引導(dǎo)，定期推出有關(guān)專業(yè)知識普及、專業(yè)知識競答類的任務(wù)與活動，通過獎勵與競爭機制增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。3結(jié)語

“建筑防排煙”作為消防工程專業(yè)必修課程，對培養(yǎng)優(yōu)秀的消防專業(yè)人才起著至關(guān)重要的作用，但在目前的教學(xué)中，存在教材內(nèi)容與教學(xué)需求不夠吻合、教學(xué)方式與實踐方式過于單調(diào)、考核形式與內(nèi)容不能反映學(xué)生真實水平及實驗設(shè)施難以滿足教學(xué)需求等諸多問題。因此，本文提出了完善并優(yōu)化課程體系、豐富教學(xué)手段與實踐內(nèi)容、革新考核形式、與企事業(yè)單位共建高質(zhì)量教學(xué)平臺以及通過獎勵與競爭機制增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力的教學(xué)與實踐改革策略，來提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的消防專業(yè)人才。

基金項目：河南省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目（2019SJGLX055）；河南省高等教育教學(xué)改革研究與實踐新工科項目（2020JGLX031）。