消防工程專業創新實驗教學模式探討與實踐

王偉峰 鄧軍 馬礪 王劉兵 肖旸

摘 要：針對消防工程專業培養應用型創新人才的需求，介紹了我校消防工程專業現狀，分析了目前消防工程專業學生創新能力存在的問題，提出了構建消防工程專業創新實驗教學模式的思路，通過優化創新實驗教學體系、開放實驗室、開發創新性實驗教學內容、建立創新實驗教學考核體系、加強實驗教學師資隊伍的建設、積極組織課外科技活動等方面的探索與實踐，形成了專業特色突出、體系獨立完整、管理科學和學生主體地位凸顯的消防工程專業創新實驗教學模式。實踐證明：創新實驗教學模式明顯提高了消防工程專業學生的積極性、主動性、創新思維、科研能力與綜合素質，學生考研升學率和就業質量的顯著提升。

關鍵詞：消防工程；創新實驗；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）07-0070-03

Abstract： According to the demand of fire engineering training applied innovative talents，the current situation of our school fire engineering was introduced， and the existing problems of fire engineering students' innovative ability were analyzed. The thought of constructing innovative experiment teaching mode of fire engineering project is put forward. Through the exploration and practice on the optimization and innovation of experimental teaching system， opening laboratory， developing innovative experiment teaching content， establishing teaching evaluation system， strengthening the construction of the teaching staff of experimental teaching， actively organizing extracurricular activities， etc.， the innovative experimental teaching mode has been formed in the fire fighting engineering specialty， which is outstanding in the specialty， the system is complete， highlighting the management science and the student's main body status. Practice shows that the innovation of experimental teaching model improves the students' enthusiasm， innovative thinking， scientific research ability and comprehensive quality， and the enrollment rate in postgraduate and the employment quality are also improved.

Keywords： fire engineering； innovative experiment； teaching mode

一、概述

伴隨高等教育學科交叉融合與知識生產速度的加快，傳統的實驗教學模式不能適應高校學科發展的需求。科技知識社會的來臨，科技創新與人才培養基地的高等院校遇到更多的挑戰與機遇[1，2]：學科的發展由“高度分化”轉變為“交叉融合”；科技創新由“學科中心”轉到“問題導向”；人才的培養由“專業教育”跨向“跨學科教育”。實驗教學模式的改革必須以創新人才培養為目標，突破時空的限制，促進學生的知識、技能、創新思維、綜合素質等全面協調發展，側重學生創新思維與實踐能力的培養[3，4]。科技知識時代，消防工程作為社會經濟建設的安全保障專業，從業機構要履行好專業職能，必須一支專門從事消防工程領域科技創新的高素質專業人才隊伍。近幾年消防工程專業的實驗教學成果取得了顯著的成績，硬件設施基本完善，但與經濟發展對消防工程專業人才的需求差距仍較大，目前全國還沒有統一的消防工程專業課程體系和教學大綱，也沒有統一的消防工程專業實驗指導書。實驗儀器是實驗教師事先準備好的；實驗方法是按教師的示范操作或實驗指導書規定的步驟，獨立思考較少，對學生創新實踐能力培養的效果不明顯[5-7]。

二、我校消防工程專業現狀

我校消防工程專業2009年依靠安全科學與工程國家重點學科成立，是西北高校唯一的消防工程專業，現有教師25名，其中教授6名（其中全國消防工程專業教學指導委員會委員2名），副教授6名，講師9名，高工1名，工程師2名，目前消防工程專業實驗室有：火災報警與聯動控制實驗室、建筑防火實驗室、火災煙氣流動模擬實驗室、建筑材料性能測試實驗室、安全救護裝備實驗室、氣體與粉塵爆炸實驗室、火災物證鑒定實驗室、消防維護與保養實驗室，旨在培養基礎寬、素質高、技能強、創新思維強的應用型技術人才，立足西部、面向全國，服務消防安全行業，培養掌握消防科學基礎知識與工程技術，熟悉國家的消防安全法律法規、設計規范及標準，能夠在消防工程領域從事設計與施工、研究與管理、教學與科研的高級專門人才。

三、消防工程專業學生創新能力存在的問題

（一）創新意識淡薄

由于傳統培養模式在創新啟蒙教育方面缺乏，受傳統思維的制約，一直從事應試教育的老師側重專業技術知識的講解，忽視了創新思維與實踐能力的啟發和引導，導致消防工程專業學生的個性、自信及創新思維缺乏，積極主動性不強，創新意識淡薄。

（二）創新基礎薄弱

課程設置缺乏有機統一的聯系，相鄰學科與交叉學科的設置較少，知識經驗豐富的教師忙于科研無暇關注學生，學生接觸相關學科發展前沿的機會較少，學科知識的遷移緩慢。死知識中浸泡的學生看不到知識和創新的價值，不主動探索未知世界，導致創新基礎薄弱。

（三）實驗教學觀念落后

受傳統教育觀念的影響，對實驗教學普遍產生錯誤的認識，認為實驗知識是理論知識的輔助手段，不重視學生的實驗技能培養，實驗教學內容慢慢成為理論教學課程的附庸。

（四）實驗教學體系不完善

實驗教學教材缺乏，實驗教學體系缺乏素質化、創新化，實驗課程的教學體系一般按照“驗證傳統理論或新理論”而設置，常常參照理論教學的課體系，實驗教學體系創新性和探索性缺乏，不利于激發學生對實驗以及今后科研的主觀能動性。

（五）實驗教學內容與方法滯后

傳統的實驗教學內容分散、重復且單一，綜合性、創新性、設計性實驗較少。實驗教學的考核主要是看實驗測試的數據是否準確、結果是否正確，導致只重視實驗數據不重視實驗過程，與實驗教學培養創新人才的初衷相悖。

四、消防工程專業創新實驗教學模式改革探索

（一）優化創新實驗教學體系

1. 增加綜合性、設計性、創新性實驗比例作為獨立設課的核心指標，獨立開設創新實驗課，形成基礎實驗-提高實驗-創新實驗三個層次，占到20%以上的學時。

2. 將設計性、創新性、綜合性的實驗內容達到85%作為消防工程專業實驗室建設的考核指標，將創新的實驗教學體系當作實驗室建設的根據，制定實驗室建設方案時要統籌兼顧，達到創新實驗教學模式軟硬件的需求。

3. 制定創新實驗教學體系的評定工作。組織消防工程專業的專家教授廣泛查閱文獻，認真總結，深入研討，形成一套完整的創新實驗教學體系評定程序。

4. 為學生參與創新實驗或實踐創造有利的環境條件[8，9]。將啟迪創新思維、鼓勵科技創新放首位，獨自查閱文獻、設計創新實驗方案；以科研立項的方法激勵學生參與創新實驗；以指導教師的科研項目作為畢業設計；將創新實驗作為學分；激勵學生參加全國大學生科技作品競賽、互聯網+創業大賽等課外科技活動；鼓勵學生到校企聯合教學實踐基地鍛煉。

（二）加強實驗室開放

目前很多學生除了按課程表去做實驗外，基本不去實驗室。學生只做課程教學大綱要求的實驗，抑制了主動性、積極性和探索精神。受課程計劃與實驗內容的制約，實驗儀器設備的使用常常時緊時松，導致實驗儀器設備不能有效利用[10]。所以加強實驗室的開放，探索多樣化、多層次的創新實驗教學模式，是提高學生創新思維和設備利用率的最佳途徑。

首先支持通用實驗室的開放，加強使學生受益面大的設計性、創新性、綜合性等專業實驗室的開放。針對大學生創新創業競賽類的實驗內容，必須重點支持。讓責任心強、管理能力高的學生參與實驗室開放管理，既解決了實驗室開放管理人員缺乏，又鍛煉了學生綜合能力。

（三）開發創新性實驗教學內容

實驗內容的設置緊密結合科研、工程、社會應用實踐，吸學科最前沿、最新的技術，融入實驗內容，多引入專業的科研項目，多到相關的科研院所、企業了解目前消防工程領域的實驗熱點與需求，有針對性地改進消防工程創新實驗內容；增加綜合設計、創新性實驗，編制以創新性實驗為主的實驗教材，如我校消防工程專業設置的絕緣導線在不同過負荷電流作用下的痕跡特征、電熔絲和電熔片在不同電流作用下的熔斷特征、電熱與火燒破壞電熨斗的內外特征、香煙對不同物質的點燃性能、木材炭化導電及炭化深度的測定、熱得快在不同情況下的破壞特征、消防設備維保檢測、地鐵消防安全檢測等創新實驗，充分發揮消防工程專業學生的主動性和積極性，引導學生多動手、多探索、多創新。

（四）建立創新實驗教學考核體系

長期以來的實驗教學考核以實驗報告為主，并結合操作評分，并且實驗成績只占總成績的百分之幾，導致學生的實驗報告基本相似，而老師又做不到每節課實際考核每位同學的操作，造成學生重理論輕實驗，對實驗課的積極性不高，上課不愿意動手，基本技能薄弱。改革后的實驗教學考核體系要讓創新實驗課成為一門單獨的課程，單獨記成績，并有單獨的學分。實驗課的成績由過程考核和期末考試組成，成績比值各占50%，過程考核包括實驗出勤（10%）、實驗態度（20%）、課堂提問（15%）、實驗操作（30%）、實驗結果及分析（15%）、實驗報告（10%）；期末考試包括實驗原理及意義（10%）、操作技術（20%）、實驗現象（10%）、結果及討論分析（20%）、實驗中易出現的問題（15%）、實驗設計（25%）。這樣讓學生從一開始就重視創新實驗課，并以這種綜合評價的方式調動學生的積極主動性，也提高了學生動手操作的能力。

（五）加強實驗教學師資隊伍的建設

實驗教學師資隊伍是創新人才培養的重要力量，也是創新實驗產生的源泉。鼓勵安全學科科研水平高的專家教授投身實驗教學，以知名教授作為實驗教學師資隊伍的帶頭人，以中青年教師為骨干。引進了中國科技大學、天津大學、中國人民武裝警察部隊學院、西安建筑科技大學、陜西省公安消防總隊等單位的消防專業高層次人才到我校消防工程專業，制定專任教師與實驗系列教師到消防安全領域掛職鍛煉、技術交流及兼崗的機制，加強實驗系列教師創新實踐能力的培養與訓練，加大“雙師型”教師在實驗教師隊伍中的比例。制定靈活用人的規章制度，聘任校外導師，增強實驗教師的責任心和自信心，引進熱衷實驗教學且實驗技能較強的高端人才，為實驗室注入新鮮血液，活躍實驗教學研究與技術創新氣氛，逐漸形成一支業務技能高、責任心強的實驗教學師資隊伍。

（六）積極組織課外科技活動

培養消防工程專業應用型創新人才，需一定的政策與資金支持及實驗室保障。針對這個問題，設立了大學生創新基金和科研專項基金，建立了實踐教學基地，積極鼓勵實驗教師參與大學生創新實驗及各類大學生課外科技活動的指導工作，并聘請西安博康電子有限公司、陜西堅瑞消防股份有限公司、陜西博安消防科技有限公司、陜西省公安消防總隊等單位的高端技術人才擔任校外導師，指導科技創新創業競賽，拓寬了大學生的科技創新與創業實踐平臺。實踐表明，科技創新創業競賽是激勵大學生積極參與創新實驗的最好載體和完成創新實驗的重點環節，提高了學生的實踐技能與創新能力。同時，制定科學合理的激勵獎勵機制，對積極參加課外科技活動的學生給予積極肯定，包括可給予創新學分、綜合測評加分、優先推薦免試研究生及專項獎學金，對優秀的指導教師也給予績效成績的肯定與晉升加分等。

五、體會與成效

1. 激發了學生的熱情，提高了學生的主動性。通過參與創新實驗，更好地理解與掌握所學知識，逐漸改變了被動學習的定勢思維，養成了獨立思考、積極探究的習慣，充實了消防工程專業知識，提升了實踐技能。

2. 提高了學生的創新意識與創新能力。在實驗教師指導下，增強了學生的科研能力、動手能力，為就業應聘、畢業論文設計、創新創業打下了良好的基礎。

3. 培養了學生的團體協作精神與個人綜合素質。通過參加創新實驗，增加了學生與教師及其他學生溝通交流與合作的機會，提高了溝通表達能力，培養了學生團結協作的精神及嚴謹的工作作風與邏輯思維能力。

4. 提高了實驗教學師資隊伍的科研水平。通過創新實驗教學模式的實踐，教師必須不斷加強自身的學習，提高專業技能和綜合能力，真正成為學習者、組織者、參與者、研究者和促進者。

5. 通過三年的創新實驗教學模式探討與實踐，消防工程專業學生科技競賽的數量與質量得到了很大提高，個人綜合素質明顯提升，2015年獲第十屆西安高新“挑戰杯”陜西省大學生課外學術科技作品競賽特等獎一項、二等獎二項，2016年獲西安高新“創青春”陜西省大學生創業大賽銀獎2項，第二屆中國“互聯網+”大學生創新創業大賽陜西賽區省級銀獎1項、銅獎2項。參與科技創新創業競賽活動的學生獲獎學金比例達95%，考研率達75%，畢業設計優秀率達75%。實習單位與工作單位反饋表明，參與科技創新創業競賽活動的學生在專業知識、實踐能力、組織溝通協調能力、應變能力等方面均優于未參加的學生。

綜上所述，建立和完善消防工程專業創新實驗教學體系，構建創新實驗教學考核體系、獎懲與激勵機制及創新能力評價體系。引導和啟迪學生積極參與創新實驗。圍繞安全科學與工程學科特色和優勢，大膽創新、勇于實踐，形成全方位創新能力培養體系。它能引導我們對創新實驗教學理念進行反思，對實驗教學目標導向進行重新定位，為開拓創新實驗教學模式提供了一種新的思路。

參考文獻

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