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本文作者:蔣慧靈 單位:武警學院消防工程系
電氣火災高發的嚴峻形勢,使得電氣防火的教學工作任重道遠隨著經濟的發展,生產和生活用電量大幅度增加。據《國際能源展望2006》判斷,“十一五”期間,中國用電量年均增長約8.0%。至2015年,將達到4.5萬億千瓦時。按此發展計算,至2020年,將達到5.6萬億千瓦時。在用電量快速增長的同時,電氣火災近年來也頻繁發生[1]。據消防部門統計,20世紀90年代以來,電氣火災在全國總火災數中所占的比例一直居高不下。1997年~2007年的十年間,我國共發生重特大電氣火災1324起,直接經濟損失156526.2萬元,造成1936人死亡、1116人受傷,年均占有比例為31.56%、44.3%、28.3%、28.6%,表明重特大惡性火災多數為電氣火災[2,3]。由于電氣火災的形勢嚴峻,為了預防電氣火災頻發,有必要在消防工程專業開設電氣防火類課程,在該類課程中,講授電氣火災形成機理、從電源供配電、電氣設備與線路選擇、應急照明與疏散、防爆電氣以及防雷防靜電等設計源頭加強電氣防火措施。
火災監控技術是火災處置的最佳手段之一,其核心內容必然納入消防工程專業教學范圍火災監控實際上是火災探測報警和消防設備聯動控制的總稱,它是依據主動防火對策,以被監測的各類建筑物、油庫等為警戒對象,通過自動化手段實現早期火災探測、火災報警和消防設備聯動控制。所以,火災監控主要包括了火災探測、火災自動報警系統、自動滅火控制系統等。火災監控技術的先進性和可靠性一直是消防行業探討的熱門課題。作為火災處置的最佳手段之一,有關火災監控技術的核心內容必然納入消防工程專業教學范圍。而火災監控技術是基于弱電技術,在建筑設計中,歸屬于電氣設置范圍,因此,火災監控技術的內容被納入電氣防火課程群。
開設電氣防火類課程已成為全國消防工程專業的共識由于電氣火災高發的形勢及火災監控技術的重要性,大部分地方高校消防工程專業均開設了電氣防火類課程[4]-[6]。7所地方高校均開設了電氣防火類課程。只是不同學校有不同側重,如中南大學和中國礦業大學側重于火災監控技術,西南林學院注重電氣防火技術,而沈陽航空工業學院、華北水利水電學院、南京工業大學對電氣防火和火災監控均開設了相關課程。這從一定程度上反映了電氣防火類課程的重要性。
消防工程專業電氣防火課程群體系設置及相互關系
與地方大學人才培養目標有所不同,武警學院消防工程專業畢業學員從事的是消防監督管理業務。電氣消防審核和電氣防火監督檢查是消防監督業務的重點和難點。因此,構建以《電氣防火及火災監控》課程為核心的電氣防火課程群體系在2010版人才培養方案中得到了充分的重視。電氣防火課程群體系如圖1所示。在圖1所列的課程中,《電氣防火及火災監控》、《消防電氣控制技術》為必修課程,其他課程為選修課程。從圖1可以看出《電氣防火及火災監控》課程的核心地位,并且該門課程由多門課程支撐,保證了課程間的相互聯系和融合,緊密銜接和漸次深化。《電氣防火及火災監控》作為河北省精品課程,其課程體系相對成熟,課程內容完整,課程實踐豐富。各門課程圍繞該門課程來建設這是由它的主要內容決定的。該門課程的主要內容包括兩部分,一部分是電氣防火部分,在這部分內容中包括電氣火災原因分析、消防供配電系統、變配電所防火、電氣設備及線路防火、防爆電氣、防雷及防靜電等。圍繞其核心內容,必然需要《建筑供配電技術基礎》作為第一部分的知識補充。同時,對于電氣火災高發的現狀,可以運用先進的電氣防火檢測技術加以預防,因此,及時補充《建筑電氣防火檢測技術》選修課作為新技術的介紹。第二部分是火災監控部分,在部分內容中包括火災探測與信息處理概述、火災監控系統組成、火災監控系統的工程設計等。這部分火災監控技術知識相對完整,但是,對于不斷發展的、新的火災探測與信息處理技術可以由選修課《火災探測與信息處理》來完成補充。而對于消防設施的聯動控制需要加強專業基礎的學習,因此,開設了《消防電氣控制技術》必修課程講授技術的實現,而在《電氣防火及火災監控》課程中的聯動控制部分只講授聯動控制要求。同時,作為消防工程專業的學員,有必要加強對建筑消防設施的監管,因此,開設了《建筑消防設施維護與管理》選修課作為有益的必要補充。
電氣防火課程群改革的具體內容
近年來,電氣防火課程群一直在不斷改革。從課程內容、實踐環節、教學方式及手段、考核改革等方面作了大量工作。改革始終圍繞武警學院人才培養方案進行,按照公安部黨委構建“大教育”、“大培訓”格局的總要求,遵循高等教育基本規律,突出公安現役教育特色,以改革人才模式為切入點,以優化課程體系、深化教學內容改革為重點,著力培養學員的實踐能力和創新精神,積極構建課程教學、實驗教學、實戰訓練、日常練兵有機結合的教、學、練、戰一體化教學訓練體系,更好地滿足公安消防部隊對人才培養的新要求、新期待。因此,電氣防火課程群的改革目標是培養基礎理論扎實,專業知識深厚,實踐能力強,富有創新精神,能在公安消防部隊從事消防監督檢查、建設工程消防設計審核和竣工驗收等方面工作的應用型高級專門人才。圍繞這一改革目標,電氣防火課程群的改革核心是改革教學內容、完善實踐教學體系、更新教學方式及手段、改革考核方式等。
貼近消防實際,追蹤消防科技前沿,改革教學內容隨著經濟和科技的發展,新材料、新工藝不斷出現,不斷有新的標準和規范出臺或更新。教學內容必須要緊跟消防形勢加以調整。因此,在核心課程《電氣防火及火災監控》課程中,對電氣絕緣材料等級,依據最新的規范《電氣絕緣耐熱等級》進行了重新劃分;按2008版《民用建筑電氣設計規范》,對消防設備供配電、供配電系統防火等進行了教學內容更新;按防爆電氣設備的系列標準GB3836-2010,及時更新了防爆電氣設備的選擇;依據《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》,及時增加了電氣火災監控技術的相關內容,并且結合工程實例講解火災監控系統的工程應用。在選修課程《建筑消防設施維護與管理》、《建筑電氣防火檢測技術》和《火災探測與信息處理》課程中,更是強調了與消防科技前沿的結合,根據最新發展科技及時更新講義,始終帶給學員最新的消防前沿知識。課程建設小組2009年完成的學院教學改革項目“《電氣防火及火災監控》課程教學內容改革與實踐”獲得了專家組的好評。#p#分頁標題#e#
突出能力,強化實踐,完善實踐教學體系在保證學員專業素質的同時,更加突出能力培養,強化實踐教學,按照武警學院教、學、練、戰一體化思想,將實驗、實訓、實習、模擬演練和綜合演練貫穿于教學活動的全過程。因此,核心課程《電氣防火及火災監控》課程中,開設了電氣火災模擬實驗,電氣火災隱患檢測實驗、火災監控實訓等模塊,突出考核學員的動手能力和創新能力,由課程組設計完成的“電氣火災隱患模擬實驗臺開發與應用研究”獲學院教學成果三等獎。在《消防電氣防控制技術》課程中,提出了理論與實踐一體化的教學模式,搭建了實訓平臺,強調了學員動手實踐能力和解決實際問題的能力。因此,電氣防火課程群從基礎到專業,均有相關的實驗和實訓平臺,強化學員理論與實踐的結合。此外,在畢業前的綜合演練中,電氣防火消防監督檢查和電氣防火審核貫穿于整個專業綜合演練的全過程,將所學的理論知識運用于消防實踐環節,實現了教、練、用的完美統一。
側重創新,“教”“導”結合,促進能力提高課堂教學應以培養學生創造性思維能力、動手能力等綜合能力為出發點。開展教學方法改革,實現教學方法的“四個轉變”[7]。即課堂教學從傳統灌輸向探索性教學轉變,實驗教學從驗證性實驗向綜合性、設計性實驗轉變,考試從知識考核向能力考核轉變,畢業設計從模擬訓練向工程實踐轉變。
探索性教學的實現。教學方法的改革方向應把傳統的重演繹按部就班的教學方法與側重歸納、分析、滲透、綜合有機結合。如在《電氣防火及火災監控》專業課程中的應用“研討型”教學。講課重心從“授”轉變為“導”,包括引導、指導、誘導、教導等,使學生由傳統教學所形成的被動的思維方式向積極主動的思維方式轉變。首先緊扣課程重點內容,精心設計每一個教學單元的研討主題。主題的設計還要能夠充分調動學生的能動性,培養其知識的應用能力。提前布置研討主題,給學生留出查找資料的時間。在課堂上對學生進行分組,設計問題引導學生進行分析和討論,教師只提供分析的思路,學生自主完成對問題的分析和解答。最后,教師對于整個過程進行講評和總結,糾正研討過程中的問題。因此,在消防供配電系統設計、火災探測器設計和火災自動報警系統聯動設計這幾個研討式教學環節中,針對教學內容所對應的消防部隊業務,設置教案和教學方法,增加互動式教學,利用開發的輔助教學軟件,調用相關CAD圖紙,模擬場景,讓學員參與審核。此外,在變配電所防火和爆炸危險環境電氣設備選擇這兩個研討式教學環節中,將研討式教學與教學參觀相結合,選擇變配電所、加油加氣站等場所作為實踐教學地點,讓學生結合實際單位做設計、做審核、做檢查。
綜合性、設計性實驗的實現。在《電氣防火及火災監控》實驗與實訓環節,設置了電氣火災模擬、電氣火災隱患檢測和火災監控實訓。學員不僅能進行驗證性實驗,更能設計綜合性、設計性實驗。如有的同學對不同型號的插座進行過載實驗,得出與電氣線路過載實驗不一樣的結論;有的同學在對電氣線路過載進行測溫實驗的基礎上,對發煙量進行了測定,得出不同過載倍數的電流發煙量不同規律;還有的同學對人體靜電在不同情況下的帶電量進行測量,得出相應的規律;特別是有同學利用紅外成像儀對電氣線路進行實地火災隱患檢測,發表了學術論文。在《消防電氣控制技術》課程,設置了綜合實訓平臺,教師只講授基礎理論部分,在“教”的同時,更加注重“導”,引導學員在實驗室完成對于消防設施的聯動控制,這樣既加深了學員對專業理論知識的理解,又強化了實踐能力的培養。并且,通過實訓,變換不同的接線方式,得出不同的控制關系。
能力考核的實現。高等教學要按照知識、能力、素質全面發展的人才培養總體要求,更新課程考核理念,改革課程考核方式。因此,《電氣防火及火災監控》課程考核改革作為專門的教學改革項目進行了立項研究,在全院作為首批示范考核改革課程。在該門課程的考核環節設置了實驗實訓考核、研討式教學環節考核、課程設計考核、平時表現考核及課終考核。在《消防電氣控制技術》課程考核中,設置了實訓考核,強調創新性實驗和綜合性實驗環節。通過過程考核與課終考核、理論考核與實踐實訓考核的有機結合,促進知識考核向能力考核的轉變。
工程實踐的畢業設計。近三年,消防工程專業的畢業論文和設計進行了大改革。強調學員的選題必須符合人才培養方案、符合消防部隊的需求,滿足第一任職需要。再加之電氣防火課程群的設置深化了課程內容,為學員進行工程實踐的畢業設計奠定了較好的理論基礎。學員的畢業設計緊密圍繞工程實踐這一主題進行畢業論文的撰寫,如撰寫建筑消防供配電系統設計、電氣火災監控系統設計、火災自動報警系統設計等論文,本科畢業論文的水平均有所提高。
“教”“學”相長,建立豐富的教學資源平臺教師的“教”和“學”都離不開豐富的信息量。豐富的教學資源能促進教師的視野開闊,同時又能引導學員進行自主學習。為了提升教學質量,進一步深化教學改革成果。課程組建立了“《電氣防火及火災監控》輔助教學系統”、搭建了網絡課程教學平臺,在這些網絡資源中,建立了基本資料庫(包括法律、法規、標準等)、案例庫、論文資源庫、練習題庫、課件、網上作業及答疑等。學員通過網絡資源實現自主學習,并且能建立與教師溝通的渠道。教師不斷更新教學平臺,在豐富自己知識的同時,更豐富了學員,實現了“教”“學”相長,相得益彰。由于教學效果突出,2008年,“《電氣防火及火災監控》輔助教學系統開發”獲公安部教學成果三等獎。
結語
隨著經濟的發展和人類科技的進步,火災形勢將更為復雜嚴峻,相應的防火和控火技術必然隨之提高。以防火為目的培養創新性應用型人才為目的消防工程專業教學工作任重道遠。作為消防工程專業教學中的一部分,電氣防火課程群的建設應緊貼消防部隊的實際,同時要兼顧技術的更新,追蹤前沿科技,不斷更新教學內容,完善實踐體系,改革教學方法和手段,豐富教學資源,真正實現“教”和“學”的完美統一。