基于電氣消防控制系統的動態教學模式研究

【摘要】在電氣消防控制課程中，利用組態等相關軟件形象化的將各章節知識點中涉及到系統動作過程（比如報警聯動系列）形象逼真的演示出來，從而提高教學有效性。為培養創新應用型人才提供實踐經驗。

【關鍵詞】電氣消防 組態軟件 改進方法

在本科教學中，基于提高教學有效性想法提出，將電氣消防課程作為研究對象將動態制作效果應用于課堂理論教學當中。目前課堂教學模式的多媒體課件，不夠形象動態，僅僅停留在文字、圖片和表格上，而且枯燥的理論文字也很難懂，去現場直觀，但我們又缺少場所。于是我們借著這個想法將一系列動態效果呈現引入該課程。

首先，依托該門課程，初期課堂嘗試動態課件的教學，邊講邊修改，具有實際的說服力；其次，實驗室有部分電氣消防的演示模型，但為適應本課題的研究，已經局部更新；第三，作為電氣消防的主講教師，具備教學經驗，新的教學課件運行基本達到預想。

消防系統一般包含火源，觸發器件（報警信號），報警控制器，聯動控制器以及一些配套裝置。火災報警信號來源于各種探測器、手動報警按鈕、水流指示器、壓力繼電器和防火閥；報警控制器是接收、顯示和傳遞火災報警信號，并能發出控制信息和指示的裝置；聯動控制器在消防系統中接收到來自觸發器的報警信號，能自動或手動啟動一些設施和顯示狀態的裝置，包括非消防電源切斷控制器、防火卷簾裝置、防煙排煙系統、室內消火栓、自動滅火系統、電梯迫降控制裝置、火災應急廣播、火災警報裝置和噴淋設施等。在授課中，我們將探測信號，報警裝置和聯動裝置都以圖片的形式展示，讓學生們認識實物并掌握工作原理，再用電氣組態軟件和計算機語言設計出動態的效果。比如在一個建筑物內，火災信號按鈕接收到信號，報警控制器接收到信號使聯動裝置動作等一系列的動作過程一一展示出來。一并具備改變傳感器接收類型，溫度，煙霧，可燃氣體和光來模擬而驗證各個裝置的靈敏度，或者故障信息等。

組態軟件具備強大的界面顯示功能，工控組態軟件大都運行于Windows環境下，充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點，可視化的風格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進人開發狀態，節省時間；豐富的圖形控件和工況圖庫，既提供所需的組件，又是界面制作向導；提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各種工業界面，并可任意編輯，從而將開發人員從繁重的界面設計中解放出來，豐富的動畫連接方式，如隱含、閃爍、移動等等，使界面生動、直觀；豐富的功能模塊；提供豐富的控制功能庫，滿足用戶的測控要求和現場要求；利用各種功能模塊，完成實時監控， 產生功能報表， 顯示歷史曲線，實時曲線，提俠報警等功能，也可以是帶遠程遇信能力的遠程測控系統；周密的系統安全防范，對不同的操作者，賦予不同的操作權眼，保證整個系統的安全可靠運行；提供強大的仿真功能使系統并行設計，從而縮短開發周期。

在研究教學中，首先對電氣消防控制系統的教學大綱進行修訂，突出實踐教學環節，調整理論課時。其次就是專心學習組態軟件和一些計算機語言實現動畫效果。另外就是將理論知識和實際工程運行相結合，反復推敲，組合成課件，應用于教學。再次修改授課計劃，應用教學。最后增加實際電氣消防平面圖和系統圖的分析實例，在同學自學組態軟件的基礎上分組制作分析過程場景動畫，真正學以致用，最終實現檢驗成果的目的。如果最后根據課題研究進展和經費或者學校資助可以將整個消防的控制過程以實驗設備的形式建成小型的消防控制中心，所有的配套設備模擬動作，直觀。我們還有這樣大膽的設想：將各種控制器的設計電路由教師和學生一起研究，讀懂，可以在此基礎上改進設計思路，畫出電路圖，采購器件，焊接，連線，提高了學生的動手能力，而且解決了學生的實習場所，使一些同學有了自己的實驗基地，逐漸成規模之后，我們要建成實驗中心，再大膽的去想，以后我們可以有自己的生產線，自己的工廠，解決了實習基地的問題，而且還可以創收。

目前各大高校不斷地改革工程類課程的教學方案，已經取得了很好地效果，比如北京大學、南開大學紛紛將很多實踐性較強的課程從課堂移到了工廠工程一線，學生們受益匪淺，經過這樣的教學模式轉變使學生們就業直接可以上手，節省了時間，也減少了枯燥難懂的理論課堂學時，如何利用好有限的理論課堂學時，國內外高校都在探索嘗試，有采取實物演示的，有采用多媒體課件的，有互動教學的等等，效果都很好。總之我們都在互相借鑒取長補短，精益求精。研究關鍵也是核心所在就是在課堂上邊講解理論，邊通過課件演示理論應用的過程，系統化，過程化，簡單易懂。途徑就是通過電氣軟件比如組態軟件結合計算機的一些語言將抽象理論系統結合控制對象過程化，動態化，形象化。最終的目的和價值就是提高課堂有效性，將理論知識迅速傳播給學生們的同時，也實現教師的自身價值。

創新之處有三點。利用組態軟件和計算機語言來實現電氣消防控制系統教學課件知識點中涉及研究對象動作的實現過程化，形象化。第一點：可以在課件動畫制作過程中顯示狀態信息，綠燈代表系統工作正常，紅燈代表故障報警狀態。第二點：在設計過程中涉及切換聯動的點比較多，突出切換的過程化。第三點：最后以實際工程為例，讓學生們獨立制作報警聯動過程動畫，檢驗教改成果。

在研究方法上主要就是采用分析法和對比法相結合，通過與傳統的板書式理論教學相對比，有理有據，有的放矢，以最后的實際教改成果呈現本課題研究的意義和價值。

我們立足于實踐教學的基礎上，專心研究，開發出一套更適合本課程學習的動態教學模式，改變枯燥的理論給學生帶來的沒興趣的學習態度，少走彎路。在提高自身教學能力的同時，也可以培養出適應社會一線需求的應用型的工程專業人才，推動教育為社會做出更大貢獻。

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課題：吉林省高等教育學會高教科研課題，課題批準號： JGJX2015D289，作者齊海英，吉林省長春市人，碩士研究生，副教授，主演研究方向為電氣控制領域。