“建筑防排烟”课程教学与实践改革研究

路长，郭洪江

（河南理工大学安全科学与工程学院 河南 焦作 454003）

在教育部1998年7月发布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》中，将消防工程专业收入工学中的公安技术类专业，并准予地方高校开始设立消防工程专业[1]。自此，各大高校结合自身学校特色开办该专业，培养消防工程专业人才，为保障国民经济和社会发展保驾护航。河南理工大学于2004年正式设立消防工程专业，开设有工程热力学与传热学、安全系统工程、消防给排水、建筑防排烟、火灾探测与控制工程等专业基础课程与专业必修课程。

随着国家经济的发展，建筑形式呈现多样化，相关国家标准与行业标准也更新迅速。同时，科技水平的提高也导致科学技术手段愈发多元化，信息化、智能化的要求正快速渗透于消防领域。在这种情形下，对消防工程专业课程进行教学改革与相关实践的研究是有必要的。因此，本文以“建筑防排烟”为例，对其教学方法与实践方式进行探索研究并不断完善，以期培养更多更加优秀的消防工程专业人才。

“建筑防排烟”是以建筑防排烟工程技术为主线，依据现行的规范和标准，在火灾科学技术的指导下，对火灾烟气的产生、流动、危害及控制，建筑内防排烟系统的设计、管路计算，设备的选用与联动控制以及系统的施工、调试、验收、维护等内容进行系统性介绍。它是消防工程专业必修课程，是工程热力学与传热学、消防燃烧学和流体力学等专业基础课程的后续课程，兼具理论与实践性，是消防工程的重要组成部分[2]。

1 课程教学现状

“建筑防排烟”是一门综合性交叉的专业课程，其内容涉及工程热力学与传热学、消防燃烧学和流体力学、消防技术与装备、火灾探测与控制工程等多个领域，具有很强的理论性与应用性[3]。其教学内容主要可概括为火灾烟气的产生及其危害、建筑内火灾烟气的流动与控制、防排烟系统的配套设施以及建筑防烟系统与排烟系统的设计（包括系统布置、管道计算与校验、配套设施选型等内容），同时还结合了课程设计的实践环节。该课程作为消防工程的专业必修课程，对培养优秀的消防专业人才具有重要意义。然而，通过探究发现，“建筑防排烟”课程教学中存在以下几个问题：

1.1 教材内容与教学需求不够吻合

目前，我国经济高速发展，在国家、社会以及各行业体系不断完善的情况下，相关国家标准及行业标准更新迅速，但对于课程所需教材而言，其编写过程极为烦琐，需要众多专家学者及专业人员共同完成，若因某一标准的细微改动而去重新编订教材，这是很难做到的。另外，教材的重新编撰一定是在相关标准的修订之后，故课程所需教材的更新速度定是不及国家以及行业标准的更新速度。久而久之，教材内容就不能满足于社会需求与教学需求。

1.2 教学与实践方式过于单调

对于目前的“建筑防排烟”课程而言，重点在于掌握如何进行防排烟系统的设计，而这一内容的学习过程是依托于相关规范，如果只是采用PPT演示或口头描述大篇幅规范的方法，却不与工程实际案例结合，不与学生沟通交流，不能引发学生思考，那整个内容学习过程将十分枯燥无味。另外，实践环节不应只限于课程设计，在有限的时间内完成规定的任务导致部分学生仅仅生搬硬套规范，匆匆应付了事，没有设计思考的过程，达不到实践能力与创新能力的提升。

1.3 考核形式与内容不能反映学生的真实水平

“建筑防排烟”的学习具有很强的理论性与应用性。例如，针对烟气的流动与控制，有烟气流动驱动力、中性层、烟囱效应、烟羽流、顶棚射流、等效流通面积以及相关流量、压力、流速的计算或公式推导，这部分内容涉及大量流体力学以及工程热力学与传热学的内容，对于专业基础课程掌握情况薄弱的学生，理解掌握并灵活应用的难度较大，但这部分考核形式往往包含有计算题，计算步骤，基本千篇一律，学生仅熟记计算步骤，在考核时生搬硬套亦可取得不错的成绩。此外，“建筑防排烟”的大部分考核内容都是依托于规范，仅需死记硬背即可通过考核，不能真实掌握学生对课程理论的理解程度以及应用能力，更不能培养学生在应用基础上的创新与科研能力。

1.4 实验设施难以满足教学需求

“建筑防排烟”课程依托于工程实际，因此理论教学必须与实验教学相结合，才能更全面地培养学生的专业综合能力。课程教学中涉及的实验应有火灾烟气特征参数的测定、烟囱效应现象实验、自然防烟与排烟的演示实验、加压送风系统的性能实验、机械排烟系统临界烟气层厚度测量、机械排烟系统的性能实验、隧道临界风速计算与测量等。但鉴于课程所依托的实际工程背景较大，一般高校都难以具有完备的实验设备与实验条件，导致难以较为全面的培养学生的综合能力。

2 教学与实践改革策略

2.1 完善并优化课程体系

在经济快速发展的驱动下，科技水平不断提升，行业新技术层出不穷，国家相关规范与行业标准皆不断更新。因此，课堂内容也应与时俱进。首先，在教学时应及时纠正教材中出现的已修订的相关规范内容。另外，课堂内容应与工程实际紧密结合，及时关注行业中的新技术并将其补充至课程体系当中，保证所培养的消防工程专业人才能紧跟时代前进与行业发展的步伐。课程教学内容上也应主次分明，抓好重点难点内容并与工程实际相结合，例如，防排烟系统的设计是课程的重点之一，往往授课内容仅限于系统组成、系统布置、管道计算与校验、配套设施选型这几部分，而与具体工程现场相关的施工安装、系统调试与后期维护等内容讲解较少甚至没有讲解[4]。因此，应将课程重点内容与工程实际相结合，完善并优化“建筑防排烟”课程体系。

2.2 丰富教学手段与实践内容

“建筑防排烟”课程内容涉及工程热力学与传热学、消防燃烧学和流体力学、消防技术与装备、火灾探测与控制工程等多个领域，知识琐碎繁多，基础薄弱的学生难以实现融会贯通。同时，课程内容涉及大篇幅的规范，学生易觉枯燥无味。因此，应丰富教学手段与实践内容，引发学生的学习兴趣，调动其学习的积极性。

第一，借助多媒体工具。尽可能更多地利用动画与视频的形式来讲解课堂内容，甚至可以在其中加入一些幽默的片段，让抽象的知识生动形象化，让枯燥无味的课堂教学充满生气与活力，进而吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣[5]。

第二，结合工程实际案例，以叙事或情景剧形式吸引学生的注意力。“建筑防排烟”课程的教学背景就是建筑工程，因此实际的课堂教学内容必须紧密结合各类工程实际。而工程实际状况对现场经历较少的学生们来说往往是只能凭空想象，难以深入理解，导致课堂授课变得乏味。对工程案例采用叙事或情景剧的形式，可以变得更加直观，同时也提高了课堂的活跃度以及学生的参与度。例如，可以通过火灾中防排烟系统的实效案例来具体讲解系统设计与后期维护过程中需要注意的种种问题；也可以通过情景剧来展示烟气的危害、防排烟系统工作时该如何选择正确的逃生路线等。

第三，加入相关模拟软件的教学。使用仿真模拟软件，让学生自己动手操作构建模型，可以激发学生对数值模拟理论的兴趣，进而提升其思考能力与科研能力。可以采用pyrosim作为“建筑防排烟”课程的配套学习软件，通过模拟结果，可以帮助学生更好地理解课程学习内容[6]。

第四，丰富实践环节。针对“建筑防排烟”课程设计，一方面应丰富课程设计的案例题库，应结合工程设计，广泛涉及社会层面上的各类场所；另一方面应丰富课程设计的形式，着重培养学生能结合课程所学内容开发自身的创新思维与科研能力。此外，在真实的工程现场进行教学指导也是必要的实践环节。

2.3 革新考核形式

为了能真实掌握学生的课程学习情况，教师应采用适当的考核形式，合理调整平时考察成绩与最终考试成绩在综合成绩中所占的权重。适当提高课堂表现、任务完成情况以及实验成绩等所占的比重，避免学生考前突袭而不注重学习过程的行为。通过学习过程中的表现以及与授课老师的沟通交流更能反映学生的真实掌握情况。另外，最终考试的内容设定也应更多地偏向可以引发学生根据所学知识进而独立思考并制订解决方案的能力，不应仅限于学生通过考前突袭或死记硬背就能勉强通过的内容。

2.4 与企事业单位共建高质量教学平台

为使课程教学更贴合工程实际，国家应鼓励并促进企事业单位与高校合作，加强工程现场与高校教学之间的交流，定期开展企业与高校间的交流研讨会。企事业单位可与高校合作共建项目实验基地、专业人才培训基地等，为专业学生提供实习的场所与机会，为专业人才培养搭建一个高质量的教学平台，让工程问题实时走进课堂，让消防学子亲临工程现场。此外，企事业单位可与高校利用现代科技共同开发线上教学平台。例如，开发更符合工程现场实际的模拟软件或软件功能、采用VR技术搭建大型实验平台或危险度较高的实验平台、开发企业高校教学专属APP等。

2.5 增强学生的学习动力

兴趣是最好的老师，为了激发学生自觉学习的意识，充分调动学习动力，应采取学生最感兴趣的方法，并应用奖励与竞争的机制。例如，国家级、省级相关部门以及高校应定期举行课程或专业相关的知识竞赛，给予参与者荣誉证书以及实质性奖励。赛事通知宣传与参与的方式也不应仅限于官网或文件通知，应广泛应用互联网平台，如微信公众号、抖音等短视频平台、微博等。此外，抖音、快手等短视频平台以及各类互联网平台也应做到正向引导，定期推出有关专业知识普及、专业知识竞答类的任务与活动，通过奖励与竞争机制增强学生的学习动力。3结语

“建筑防排烟”作为消防工程专业必修课程，对培养优秀的消防专业人才起着至关重要的作用，但在目前的教学中，存在教材内容与教学需求不够吻合、教学方式与实践方式过于单调、考核形式与内容不能反映学生真实水平及实验设施难以满足教学需求等诸多问题。因此，本文提出了完善并优化课程体系、丰富教学手段与实践内容、革新考核形式、与企事业单位共建高质量教学平台以及通过奖励与竞争机制增强学生的学习动力的教学与实践改革策略，来提高教学质量，培养高素质的消防专业人才。

基金项目：河南省高等教育教学改革研究与实践项目（2019SJGLX055）；河南省高等教育教学改革研究与实践新工科项目（2020JGLX031）。