鄭艷敏，張金鋒，董文庚

(河北科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，石家莊 050018)

消防安全類課程是安全科學(xué)與工程領(lǐng)域內(nèi)重要的課程，是專門研究火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展和熄滅基本規(guī)律的科學(xué)，為防火和滅火工作提供理論指導(dǎo)。此類課程具有綜合性強(qiáng)、專業(yè)覆蓋面廣、實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)。不僅要求學(xué)生具有堅(jiān)實(shí)寬厚的理論基礎(chǔ)，而且要求具備解決復(fù)雜工程技術(shù)問題的實(shí)際能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為培養(yǎng)高層次工程專門人才的重要組成部分，正是完成上述基本訓(xùn)練和培養(yǎng)實(shí)際能力的重要途徑。伴隨著教育思想和人才培養(yǎng)目標(biāo)的改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的定位、目的、內(nèi)容和方法手段等也發(fā)生了重大變化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是理論教學(xué)的輔助和補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排不再從屬于理論教學(xué)，而是具有應(yīng)有的獨(dú)立性，并且形成了一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、整體性較強(qiáng)的、有機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。本文擬對河北科技大學(xué)安全工程系消防類課程實(shí)驗(yàn)相對較少的現(xiàn)狀，根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃以及教學(xué)大綱建立一套以消防工程學(xué)、火災(zāi)科學(xué)的基礎(chǔ)理論、消防工程應(yīng)用技術(shù)和工具解決實(shí)際問題和創(chuàng)新的能力的實(shí)驗(yàn)體系以加強(qiáng)消防工程基礎(chǔ)理論方法的訓(xùn)練、強(qiáng)化消防工程的工程背景、培養(yǎng)學(xué)生從事系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、控制、評價(jià)和創(chuàng)新能力。

1 消防安全類實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)存問題

結(jié)合本校消防安全類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體現(xiàn)狀是實(shí)驗(yàn)體系無系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為主，實(shí)驗(yàn)課缺少思考，大部分時(shí)候是走過場。這種方式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為對理論課的輔助和補(bǔ)充。用這種實(shí)驗(yàn)方式訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、技巧越來越顯示出弊端。在一定程度上阻礙了學(xué)員初步的科學(xué)研究能力和對知識的實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，具體主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 實(shí)驗(yàn)體系缺乏系統(tǒng)性

作為安全工程專業(yè)的專業(yè)課程，消防安全類課程對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力起著重要的作用，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是培養(yǎng)此能力的關(guān)鍵。結(jié)合學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱來看，本校此類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏系統(tǒng)性和連貫性。實(shí)驗(yàn)體系沒有系統(tǒng)性導(dǎo)致學(xué)生處于被動(dòng)接受狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)僅僅是驗(yàn)證課程所學(xué)理論，不能很好地把相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行連接。不利于培養(yǎng)學(xué)生舉一反三和進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的能力。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法缺乏靈活性

現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法多是老師安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，編制好詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，事先將實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)操作步驟和結(jié)果系統(tǒng)完整地講解一遍，然后做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候再預(yù)先做一次示范實(shí)驗(yàn)。這樣，學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)，學(xué)生片面追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性而不去思考實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題以及改善方法;由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相同，導(dǎo)致相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和千篇一律的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，出現(xiàn)互相抄襲的不好的學(xué)風(fēng);實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)造成了好多學(xué)生不動(dòng)手而僅看實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，這對于鍛煉學(xué)生的操作能力以及培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力百害而無一利。

1.3 實(shí)驗(yàn)手段缺乏多樣性

結(jié)合現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說:(1)實(shí)驗(yàn)手段比較少，好多實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置計(jì)劃課時(shí)較少，老師的實(shí)驗(yàn)授課常常只作簡要的解說，而且解說的過程也很少讓學(xué)生參與進(jìn)來，造成大部分學(xué)生常常是這個(gè)實(shí)驗(yàn)做完就忘了實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟，更不會(huì)將相關(guān)的知識進(jìn)行聯(lián)系了。(2)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)工作一般有專人負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)教員為了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成課時(shí)常需要在實(shí)驗(yàn)前把相關(guān)實(shí)驗(yàn)的東西準(zhǔn)備好，學(xué)生不思考實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備什么，如何準(zhǔn)備。例如，藥品的配備是項(xiàng)很重要的實(shí)驗(yàn)過程，但是為了在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)員常常預(yù)先做好這些工作，這樣機(jī)械式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得不到保證。(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核手段也比較單一，教師常把實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)成理論教學(xué)的附屬品，因此造成學(xué)生不重視，以至于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課不感興趣，這樣學(xué)生更難從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)分析思考以及創(chuàng)新的能力。

2 消防安全類實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，課程設(shè)置應(yīng)滿足培養(yǎng)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的要求。針對以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，結(jié)合本校的培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱，充分考慮學(xué)生在基礎(chǔ)、專業(yè)要求、興趣、特長和能力發(fā)揮等方面的差異，我們構(gòu)建了一套多層次、多模塊、開放性的有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。本文認(rèn)為消防安全類課程的實(shí)驗(yàn)課程可以分為三大方面進(jìn)行設(shè)置學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)層次實(shí)驗(yàn)、工程層次實(shí)驗(yàn);根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，分為必修實(shí)驗(yàn)、選修實(shí)驗(yàn)、校級實(shí)驗(yàn)開放項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)等模塊。其中，基本實(shí)驗(yàn)為必修實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中心常備的提高實(shí)驗(yàn)為選修實(shí)驗(yàn)，校級實(shí)驗(yàn)開放項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)是以導(dǎo)師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，具有探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.1 學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

我校安全工程專業(yè)的定位為化工安全。結(jié)合學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱的設(shè)置，安全檢測、消防燃燒學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生掌握化學(xué)品危險(xiǎn)特性參數(shù)、化工過程中熱危險(xiǎn)的篩選、鑒別與檢測方法;通過實(shí)驗(yàn)，能根據(jù)測試結(jié)果對其進(jìn)行安全性評價(jià)和分析，可以獲得所需要的熱危險(xiǎn)性參數(shù)，用于反應(yīng)過程的安全設(shè)計(jì)、操作與控制。

其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置考慮如下:(1)必修實(shí)驗(yàn)。聚合物及其分解、材料可燃特性、可燃液體閃點(diǎn)、燃點(diǎn)(自燃點(diǎn))的測定，固體材料的氧指數(shù)測定，火災(zāi)燃燒過程中的物理化學(xué)變化、熱流量測定;(2)選修實(shí)驗(yàn)。燃燒熱的測定，火焰和不完全燃燒過程(氣相燃燒、陰燃、自燃)。(3)開放實(shí)驗(yàn)。物質(zhì)熱穩(wěn)定性測試，采用差熱分析和差示掃描儀對物質(zhì)熱分解過程進(jìn)行測試;采用絕熱加速量熱儀進(jìn)行測定絕熱加速量熱。

安全檢測大類的實(shí)驗(yàn)主要是使學(xué)生掌握噪聲、振動(dòng)、粉塵及有毒有害物質(zhì)檢測儀器的使用方法及預(yù)防方法的基本原理。

必修實(shí)驗(yàn):粉塵測定(粉塵密度、分散度、管道內(nèi)含塵濃度和空氣中粉塵濃度的測定)，粉塵的最小發(fā)火能量以及最小點(diǎn)燃電流測定，粉塵爆炸特性的測定(自燃點(diǎn)、爆炸上下限、爆炸最大壓力)。

選修實(shí)驗(yàn):噪聲檢測，振動(dòng)檢測，空氣中甲醛、氨、TVOC、苯、一氧化碳、汞蒸氣等有害物質(zhì)的濃度測定。

開放實(shí)驗(yàn):測定易燃或有毒液體在不同環(huán)境條件下的蒸發(fā)速率。

2.2 技術(shù)層次實(shí)驗(yàn)

這一層次上的實(shí)驗(yàn)大的方面主要包括耐火、阻燃技術(shù)，防滅火技術(shù)，傳感器設(shè)計(jì)技術(shù)、防排煙設(shè)計(jì)，逃生救援技術(shù)以及報(bào)警技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置考慮如下:

必修實(shí)驗(yàn)。防火材料耐燃特性以及耐燃時(shí)間的測定，阻燃材料阻火特性(燃燒質(zhì)量損失、炭化體積)、防火涂料的火焰?zhèn)鞑ヌ匦?、感?感煙)探測器的傳感器設(shè)計(jì)、可燃?xì)怏w爆炸能量測定，消煙距離與最大安全縫隙測定，有毒氣體擴(kuò)散速率測定，可燃有毒氣體監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)(手動(dòng)編碼器以及編碼控制模塊進(jìn)行編碼檢測設(shè)計(jì))、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(消防控制系統(tǒng)布線及接線實(shí)驗(yàn)、消防報(bào)警單點(diǎn)處理實(shí)驗(yàn)、消防控制系統(tǒng)消防聯(lián)動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn))。

選修實(shí)驗(yàn)。防火涂料燃燒時(shí)靜態(tài)產(chǎn)煙量的測定，逃生時(shí)在正常以及緊急狀態(tài)下人的生理和心理變化、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(火災(zāi)事故廣播及火災(zāi)通信系統(tǒng)的使用)。

開放實(shí)驗(yàn)。不同區(qū)域模型設(shè)置以及防排煙量計(jì)算、逃生疏散模型建立。

2.3 工程層次實(shí)驗(yàn)

該類實(shí)驗(yàn)使學(xué)生通過計(jì)算機(jī)模擬掌握工業(yè)事故過程基本規(guī)律、各種影響因素，并對事故后果及其影響對工程進(jìn)行安全評價(jià)。

(1)必修實(shí)驗(yàn)。工業(yè)事故性泄漏擴(kuò)散過程的模擬仿真(模擬得出易燃易爆物質(zhì)泄漏后處于爆炸極限濃度范圍的區(qū)域和在空氣中的毒害區(qū)域)、火災(zāi)事故的模擬計(jì)算(計(jì)算典型工業(yè)火災(zāi)中熱輻射通量在空間的分布以及傷害影響范圍等)。

(2)選修實(shí)驗(yàn)。爆炸事故的模擬計(jì)算(典型工業(yè)爆炸過程中計(jì)算爆炸沖擊波在空間的分布以及傷害影響范圍等)。

(3)開放實(shí)驗(yàn)。模擬計(jì)算工業(yè)事故性泄漏擴(kuò)散過程各種工況下泄漏源的泄漏速率。

3 結(jié)束語

通過消防安全類實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)可以增強(qiáng)我校安全工程專業(yè)學(xué)生的消防工程背景，對提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力具有重要的意義。本文初步探討了此類實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置體系——從學(xué)科基礎(chǔ)到技術(shù)層次再到工程層次的實(shí)驗(yàn)體系以及不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這為培養(yǎng)具有高綜合素質(zhì)以及創(chuàng)新能力的消防安全科技人才奠定了基礎(chǔ)。

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