基于过程控制的消防燃烧学课程改革与实践

黄维 米红甫 秦毅 范小花 王文和

摘 要：针对重庆科技学院《消防燃烧学》课程教学中存在的问题及现状，以社会需求和注册消防工程师知识能力为导向，结合课程特点及教学实践，在教学模式、教学手段、教学内容、考核方式等方面进行探索，培养学生分析和应用知识的能力，向应用型复合人才转变，经过几轮教学改革实践，取得了一定的效果，符合我校应用型特色立校的初衷。

关键词：过程控制；消防燃烧学；教学方法改革；雨课堂

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）01-0122-03

Abstract： In view of the problems and present situation in the teaching of "Fire Combustion" in Chongqing Institute of Science and Technology， the teaching mode， teaching means， teaching content， and assessment mode are explored， based on the social demand and the knowledge ability of certified fire engineer as guidance， combining the characteristics of the curriculum and the teaching practice， so as to cultivate the students' ability of analysis and application to promote the training of applied versatile talents. After several rounds of teaching reform and practice， some results have been achieved， which conforms to the original intention of establishing our school with application-oriented characteristics.

Keywords： process control； fire combustion； teaching method reform； rain classroom

一、概述

近年來，随着注册消防工程师的推行，我国高等消防教育工作取得了长足的发展，消防工程专业也越来越被社会所认知，消防工程专业需要掌握基本的火灾科学理论，综合运用消防法律法规、防灭火技术、火灾调查和灭火救援等方面的知识，为消防教学、科研、设计、管理、调查及指挥等方面培养高级应用型人才。课程改革是高校教育工作的重要环节，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也明确指出“深化教学改革，严格教学管理。健全教学质量保障体系，充分调动学生学习积极性和主动性，激励学生刻苦学习，增强诚信意识，养成良好学风。”

《消防燃烧学》是消防工程主要核心专业基础课之一， 通过本课程的学习，使学生掌握着火与灭火的基本理论，理解可燃物质燃烧或爆炸的基本规律，为分析和解决实际火灾或爆炸事故及其预防和控制等方面提供理论支撑，它是后续课程《建筑防火设计》《防排烟工程》《火灾探测与监控》《火灾风险评估与保险》《阻燃材料与技术》等课程的先导课程，为后面课程的学习提供必要的理论基础，同时它也是门实践性很强的课程，是联系专业实践实验的纽带，《消防燃烧学实验》《消防工程综合实验》等课程的主要实验机理与实验来源基于此课程。

《消防燃烧学》是我校消防工程专业学生接触的第一门专业基础课，对专业的兴趣培养及引导有极为重要的作用，同时它也是重要的专业核心课程之一，对消防工程专业人才培养有着重要的作用。针对目前的教学现状及问题，如何进行课程改革及优化，发挥它应有的作用急需探索，笔者结合近几年的教学实践，以过程控制为重心，浅谈一些看法与做法。

二、教学现状及存在的问题

《消防燃烧学》是消防工程专业学生的专业基础理论必修课，同时也是注册消防工程师考试的重要内容。火灾现场的复杂条件、多学科交叉的理论融合、工程近似的思维方式、灵活多变的处理方法，使得学生觉得学习困难重重，造成学习效果差，学习兴趣下降，甚至放弃专业课学习等不良后果。造成这些问题的原因主要有以下几方面：

（一）授课方式较为单一，主要为灌输式教学

《消防燃烧学》部分内容理论性较强，涉及高数、传热传质、流体等多门学科的知识，如果学生被动吸收，长时间灌溉式授课容易让学生产生疲劳，特别是公式推导的时候，学生参与度较少，注意力分散，失去兴趣，就对此门课程容易产生畏难情绪，有可能老师讲的激情澎湃，底下学生一脸茫然，大大打击教师的上课热情。

传统的灌输式授课，容易造成上课节奏快，与学生互动较少，老师自己沉浸在自己的节奏中，容易与学生脱节，而《消防燃烧学》部分章节联系紧密，学生前面没有学好，直接影响后面课程内容学习的积极性，造成“教”“学”分离，老师上课很辛苦，学生听着很费劲，形成恶性循环。学生觉得知识理解不到位，只能靠死记硬背，造成学习缺乏主动性，为了考试及格而学习，被动的接收知识，并不明白这些知识在火灾防控中有什么具体的作用。

（二）考核方式简单，过分注重期末成绩，欠缺多样性，缺少过程控制

经调研，目前开设《消防燃烧学》的兄弟院校考核方式大多采用期末闭卷考试为主，使学生通过理论考试作为学习目的，过分依赖于期末考试成绩，比重较大，题型固化，以静态记忆为主的题目较多，平时过程控制不足，期末临时抱佛脚现象严重，忽视学习过程，学生新知识、新技术的运用能力，创新能力、交流沟通能力以及团队合作能力得不到有效发挥。

部分学校已认识到此现象，已尝试课程改革，但课前、课中、课后连通不足，点名次数增加，学生被动学习，积极性不高，为了缓解教学内容增多与学分课时减少的矛盾，课堂巩固练习基本没有，平时作业较少，抄袭现象时有发生，对平时作业评讲较少，有时学生都不知道自己做题正确与否，虽然课后留有答疑联系方式，但主动联系老师的学生仍属少数。

（三）与时事火灾案例、科技前沿结合较少，缺乏趣味性

《消防燃烧学》是一门理论联系实际较强的课程，很多燃烧现象与规律都是从实验及实践中总结的，目前上课所采用的教材，基本是采用外校的教材，很多沿用武警学院的教学内容，都偏重于理论知识的讲解，很少提到各类燃烧原理的真实工程实际应用，没有建立起理论与实际的纽带，面对众多的数学公式与数学简化模型，学生感觉很抽象，使学习缺乏成就感。如果根据课程内容有选择地结合时事火灾爆炸案例，加以引导，学生主动思考，让学生感受是在身边的学科，有助于激发学生的学习积极性。

当前，火灾科学与消防工程技术发展迅猛，各种阻燃材料不断涌现，如果将科技前沿与课程内容有机结合，让学生主动查阅文献，主动探索，将这部分内容纳入平时考核体系，既激励学生的学习热情，锻炼查阅文献归纳总结、团队协作表达的能力，又使较为枯燥单调的章节活起来。

（四）偏重理论讲解，缺少理論应用

本课程有较多的理论模型，经验公式、半经验公式繁多，许多老师为了让课堂信息量充实，用多媒体展示，节奏较快，容易让学生产生疲劳感，加之课堂巩固练习较少，学生只是当时似懂非懂，课后巩固学习的学生较少，下一节课的时候学生大多还原如初，面对练习题的时候，学生大多机械记忆公式，不理解各个字母的物理含义，记忆固定题型，机械套用公式，稍微变换说法，就不知何从下手，应用分析能力较差。思维方式变化，难于适应，在《消防燃烧学》课程中，大量的燃烧原理是基于实验数据与工程经验的假设前提下得出的，在以前的学习中，学生习惯于“精确”地推导，很难接受“近似”地推导，认为知识过于灵活多变。

三、教学改革措施及实践

针对《消防燃烧学》存在的教学问题，结合兄弟院校相关课程教师的讲授经验，从本校实际出发，加强有效知识的传递，重点突出，有的放矢，在以下方面开展教学改革及实践。

（一）改变以前的单一偏重课堂教学模式，形成课前、课中、课后的立体教学模式

课前，提前一周利用雨课堂等提前推送下周课的参考资料，有针对性的提一些思考题，并在后台参看学生阅读的情况，如果学生查看人数较少，提醒学生查看，并将资料查看情况作为平时成绩的一部分，提前两天推送预习课件，预习课件对重难点加以引导，并配有一定语音讲解，学生不懂的课件章节，可以在右下方点“不懂”，课中，先简要回顾上次课的重难点，根据后台的“不懂”数据统计，在课堂上有针对性的讲解，及时测试关键知识点，例如：在讲解莱夏特尔公式计算爆炸极限时，可引导学生说出爆炸极限的定义、爆炸极限的表示方法等等，增强互动，及时与学生交流，具体讲解过程中，可在黑板上演示其推导过程，让学生参与到推导过程中，训练他们分析问题解决问题的思维方法，结合课件的图表展示，在PPT上展示大致过程，加深学生的印象，要讲解清楚字母百分比的含义，讲完推导及公式后，在课堂上做一个简短的小练习，结合练习情况做一个简短的评讲，如果学生掌握比较好，可以适当扩充，让学生思考混合气体中如果有氧气，应该如何处理？课后，布置相关的习题，让学生判断其火灾爆炸危险性，或者让学生查阅资料确定学生宿舍热水器用天然气的组分比例，计算其爆炸极限，分析与实际测得值偏差的原因，为后续的《消防燃烧学综合实验》做一定的铺垫，如果泄漏，结合空间大小，定性分析泄漏量为多少的时候火灾危险性较大。最后，根据习题批改情况，有针对性地评讲有代表性的习题，巩固相关知识点。

（二）由单一的考核方式向多元的考核方式转变，强调综合能力考核，加强过程控制

在第一次课上告知同学们考核方式及注意事项，避免考前临时突击，注重学习过程及学习积累，加大平时考核的比重，由原来的20%提高到50%，实行双及格制，只有平时考核及格的学生才有资格参加期末考核，考勤及雨课堂资料查看情况和预习情况占10%，考勤依赖学校自己开发的考勤点名系统，课间休息时，运用手机扫码或者数字签名考勤，雨课堂根据后台数据的统计情况及与老师的互动交流情况给分。课堂练习占5%，依据及时性、正确情况给分，课堂讨论与回答问题情况占5%，在课堂上，鼓励学生多想多问，依据课堂互动与交流情况、回答问题的积极性、正确情况给分，由于积极活跃的课堂氛围对教师完成教学任务以及师生关系的融洽有着重要的作用，对于主动回答问题、活跃课堂气氛的同学予以适当加分，对于被动抽点到的同学，不回答或乱回答，给予一定的扣分。被动抽点到的同学，一般依据上课情况，如后排同学、迟到同学、上课注意力不集中的同学作为重点对象，在公式推导过程中、回顾课堂内容、重难点讲解时，为了调整节奏，增加学生参与度，随机提问。论文及主题汇报占10%，将学生分成若干小组，对于难点章节，为了让学生主动学习，提前了解相关内容，选择相关的科技主题，让各个小组搜集相关信息，撰写主题论文，每个小组选出一名代表，在接近相关章节讲解时，课堂留十分钟让小组成员代表汇报，下面其他同学可以根据汇报情况质疑提问，小组代表及小组其他成员相互补充回答，最后老师总结点评，依据提问情况、回答情况、逻辑表达、讨论情况给予评分，这种以学生为中心的课堂教学模式，经过两年实践，学生参与度极高，既锻炼了他们搜索资料归纳整理方面的能力、团队协作能力、表达能力，也对学生学习积极性有较大的提高，还为后面的学习提供一定的铺垫，同时这种教学方式也有助于教师提高自身的业务水平。平时作业占20%，平时作业主要采用在线作业与线下作业相结合的方式，在线作业以客观题为主，当场即可显示成绩，为了鼓励学生不断学习、反复练习，在线作业不限提交次数，每次题目随机分配，同学可以根据自己分数情况，不断刷分，直至截止时间为止，线下作业以简答题、计算分析题、推导题为主，考察学生对基本概念、基本原理、重要公式的理解与运用，并引入一部分非标准开放题，主要考察学生思考问题的思路及方法。

（三）改进授课方式，多种教学手段融合，激发学生的学习主动性

传统的授课方式较为单一，不能有效激发学生的学习能动性，应根据教学内容采用多种教学方式，比如，讲爆轰波的形成过程，可以让学生回顾波的有关知识，观看动画，便于理解其形成机理，讲公式推导的时候，虽然多媒体在图形、影像方面有较突出的优势，但信息量大，翻页较快，应结合板书推导，充分利用信息技术，开启移动课堂，改进教学方式方法，对于移动课堂上学生普遍反映比较难懂的章节，及时调整上课节奏。讲解灭火机理时，应采用类比教学，与着火理论相关知识点进行对比分析，由于部分理论公式繁杂，应讲清基本原理和物理过程，注重“教”、“学”、“练”、“用”相结合，特别是公式应用的时候，要讲练结合，增加学生的参与度，让学生动起来。引入时事火灾案例、科技前沿等内容，讲课重心从“授”转变为“导”，包括引导、指导、诱导，贴近生活实际，进行篇章典型提问，加强互动。讲解灭火机理应用时，可以采用研讨式教学，提出几个主题，如：地下建筑可以采用窒息灭火法吗？隧道建筑可以采用窒息灭火吗？地下建筑与隧道建筑可以从哪些方面灭火？灭火与防火侧重点有何异同等等，学生可以开放思维，主动提问，积极思考，查阅资料，激烈讨论，理解更深刻，并在平时考核中予以激励，多鼓励学生开口说话，敢于说出自己的想法或看法，注重引导与启发，对于回答错误的要及时予以纠正加以强调。在授课过程中，切忌老师一言堂，对基本概念与规律要求学生理解记忆，讲解要重难点突出，抓住主要矛盾，适当通过语音、语调、说话的快慢调整上课的节奏，详略得当，留出学生思考的时间，以学生为中心，张弛有度。

（四）线下与线上有效补充，增加学生的参与度

传统教学注重课堂内外衔接較少，而学生的大部分时间是在课堂外，每次课与教师的接触时间也就短短几十分钟，当今社会信息技术发展迅猛，很多诸如雨课堂等移动课堂已逐渐走入教室，如果能合理利用这些新兴技术，既能诱导学生少玩手机，又能有效衔接课堂内外，收到意想不到的效果。现在大部分学生都有看手机的习惯，如果课前将相关文献资料放在移动课堂中，定时提醒，学生利用琐碎的时间不受空间限制就能查看课程内容，以做任务的形式发布在线预习任务，学生可以针对某一问题匿名在线讨论，也可以针对某个问题在线提问，利用后台数据，教师在课堂讲授的时候可以有的放矢，针对性讲解。

平时作业是检验与巩固学生学习效果的重要渠道，传统作业基本以纸质为主，批改及个性化设置任务量较大，可采用纸质与电子在线作业相结合的方式进行，公式及绘图较多的题或不宜采用在线作业的题仍采用传统纸质作业，其他大部分可转化为电子在线作业，开启“禁止复制粘贴”按钮，及时显示提交学生分数，对于不及格的学生退回重做，每个学生实行随机选题，在截止日期前都可以提交作业，不限次数，提倡多做拿高分，激励学生全面学习、重点学习、不断学习、反复练习。在截止日期后，及时公布参考答案，利用后台数据，针对重做率高、错误率高、重难点题着重讲解，其余作业可让学生参看网上的解题过程。

四、结束语

消防燃烧学作为消防工程专业重要的专业基础课之一，本文通过过程控制在课程的整个生命周期内，进行课程教学改革研究与探索，在一定程度上能有效衔接课堂内外，体现以学生为中心，教师通过启发、提问，调动学生参与课堂，对知识进行重构与迁移，经过两年教学实践发现，学生学习积极性、出勤率、及格率大大提升，课堂氛围明显好转，学生的创造性思维和应用能力得到提升，加强过程控制对于改善学风、提高学生学习参与度与主动性效果较好。

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