“建筑防排煙”課程教學與實踐改革研究

路長，郭洪江

（河南理工大學安全科學與工程學院 河南 焦作 454003）

在教育部1998年7月發布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》中，將消防工程專業收入工學中的公安技術類專業，并準予地方高校開始設立消防工程專業[1]。自此，各大高校結合自身學校特色開辦該專業，培養消防工程專業人才，為保障國民經濟和社會發展保駕護航。河南理工大學于2004年正式設立消防工程專業，開設有工程熱力學與傳熱學、安全系統工程、消防給排水、建筑防排煙、火災探測與控制工程等專業基礎課程與專業必修課程。

隨著國家經濟的發展，建筑形式呈現多樣化，相關國家標準與行業標準也更新迅速。同時，科技水平的提高也導致科學技術手段愈發多元化，信息化、智能化的要求正快速滲透于消防領域。在這種情形下，對消防工程專業課程進行教學改革與相關實踐的研究是有必要的。因此，本文以“建筑防排煙”為例，對其教學方法與實踐方式進行探索研究并不斷完善，以期培養更多更加優秀的消防工程專業人才。

“建筑防排煙”是以建筑防排煙工程技術為主線，依據現行的規范和標準，在火災科學技術的指導下，對火災煙氣的產生、流動、危害及控制，建筑內防排煙系統的設計、管路計算，設備的選用與聯動控制以及系統的施工、調試、驗收、維護等內容進行系統性介紹。它是消防工程專業必修課程，是工程熱力學與傳熱學、消防燃燒學和流體力學等專業基礎課程的后續課程，兼具理論與實踐性，是消防工程的重要組成部分[2]。

1 課程教學現狀

“建筑防排煙”是一門綜合性交叉的專業課程，其內容涉及工程熱力學與傳熱學、消防燃燒學和流體力學、消防技術與裝備、火災探測與控制工程等多個領域，具有很強的理論性與應用性[3]。其教學內容主要可概括為火災煙氣的產生及其危害、建筑內火災煙氣的流動與控制、防排煙系統的配套設施以及建筑防煙系統與排煙系統的設計（包括系統布置、管道計算與校驗、配套設施選型等內容），同時還結合了課程設計的實踐環節。該課程作為消防工程的專業必修課程，對培養優秀的消防專業人才具有重要意義。然而，通過探究發現，“建筑防排煙”課程教學中存在以下幾個問題：

1.1 教材內容與教學需求不夠吻合

目前，我國經濟高速發展，在國家、社會以及各行業體系不斷完善的情況下，相關國家標準及行業標準更新迅速，但對于課程所需教材而言，其編寫過程極為煩瑣，需要眾多專家學者及專業人員共同完成，若因某一標準的細微改動而去重新編訂教材，這是很難做到的。另外，教材的重新編撰一定是在相關標準的修訂之后，故課程所需教材的更新速度定是不及國家以及行業標準的更新速度。久而久之，教材內容就不能滿足于社會需求與教學需求。

1.2 教學與實踐方式過于單調

對于目前的“建筑防排煙”課程而言，重點在于掌握如何進行防排煙系統的設計，而這一內容的學習過程是依托于相關規范，如果只是采用PPT演示或口頭描述大篇幅規范的方法，卻不與工程實際案例結合，不與學生溝通交流，不能引發學生思考，那整個內容學習過程將十分枯燥無味。另外，實踐環節不應只限于課程設計，在有限的時間內完成規定的任務導致部分學生僅僅生搬硬套規范，匆匆應付了事，沒有設計思考的過程，達不到實踐能力與創新能力的提升。

1.3 考核形式與內容不能反映學生的真實水平

“建筑防排煙”的學習具有很強的理論性與應用性。例如，針對煙氣的流動與控制，有煙氣流動驅動力、中性層、煙囪效應、煙羽流、頂棚射流、等效流通面積以及相關流量、壓力、流速的計算或公式推導，這部分內容涉及大量流體力學以及工程熱力學與傳熱學的內容，對于專業基礎課程掌握情況薄弱的學生，理解掌握并靈活應用的難度較大，但這部分考核形式往往包含有計算題，計算步驟，基本千篇一律，學生僅熟記計算步驟，在考核時生搬硬套亦可取得不錯的成績。此外，“建筑防排煙”的大部分考核內容都是依托于規范，僅需死記硬背即可通過考核，不能真實掌握學生對課程理論的理解程度以及應用能力，更不能培養學生在應用基礎上的創新與科研能力。

1.4 實驗設施難以滿足教學需求

“建筑防排煙”課程依托于工程實際，因此理論教學必須與實驗教學相結合，才能更全面地培養學生的專業綜合能力。課程教學中涉及的實驗應有火災煙氣特征參數的測定、煙囪效應現象實驗、自然防煙與排煙的演示實驗、加壓送風系統的性能實驗、機械排煙系統臨界煙氣層厚度測量、機械排煙系統的性能實驗、隧道臨界風速計算與測量等。但鑒于課程所依托的實際工程背景較大，一般高校都難以具有完備的實驗設備與實驗條件，導致難以較為全面的培養學生的綜合能力。

2 教學與實踐改革策略

2.1 完善并優化課程體系

在經濟快速發展的驅動下，科技水平不斷提升，行業新技術層出不窮，國家相關規范與行業標準皆不斷更新。因此，課堂內容也應與時俱進。首先，在教學時應及時糾正教材中出現的已修訂的相關規范內容。另外，課堂內容應與工程實際緊密結合，及時關注行業中的新技術并將其補充至課程體系當中，保證所培養的消防工程專業人才能緊跟時代前進與行業發展的步伐。課程教學內容上也應主次分明，抓好重點難點內容并與工程實際相結合，例如，防排煙系統的設計是課程的重點之一，往往授課內容僅限于系統組成、系統布置、管道計算與校驗、配套設施選型這幾部分，而與具體工程現場相關的施工安裝、系統調試與后期維護等內容講解較少甚至沒有講解[4]。因此，應將課程重點內容與工程實際相結合，完善并優化“建筑防排煙”課程體系。

2.2 豐富教學手段與實踐內容

“建筑防排煙”課程內容涉及工程熱力學與傳熱學、消防燃燒學和流體力學、消防技術與裝備、火災探測與控制工程等多個領域，知識瑣碎繁多，基礎薄弱的學生難以實現融會貫通。同時，課程內容涉及大篇幅的規范，學生易覺枯燥無味。因此，應豐富教學手段與實踐內容，引發學生的學習興趣，調動其學習的積極性。

第一，借助多媒體工具。盡可能更多地利用動畫與視頻的形式來講解課堂內容，甚至可以在其中加入一些幽默的片段，讓抽象的知識生動形象化，讓枯燥無味的課堂教學充滿生氣與活力，進而吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣[5]。

第二，結合工程實際案例，以敘事或情景劇形式吸引學生的注意力。“建筑防排煙”課程的教學背景就是建筑工程，因此實際的課堂教學內容必須緊密結合各類工程實際。而工程實際狀況對現場經歷較少的學生們來說往往是只能憑空想象，難以深入理解，導致課堂授課變得乏味。對工程案例采用敘事或情景劇的形式，可以變得更加直觀，同時也提高了課堂的活躍度以及學生的參與度。例如，可以通過火災中防排煙系統的實效案例來具體講解系統設計與后期維護過程中需要注意的種種問題；也可以通過情景劇來展示煙氣的危害、防排煙系統工作時該如何選擇正確的逃生路線等。

第三，加入相關模擬軟件的教學。使用仿真模擬軟件，讓學生自己動手操作構建模型，可以激發學生對數值模擬理論的興趣，進而提升其思考能力與科研能力。可以采用pyrosim作為“建筑防排煙”課程的配套學習軟件，通過模擬結果，可以幫助學生更好地理解課程學習內容[6]。

第四，豐富實踐環節。針對“建筑防排煙”課程設計，一方面應豐富課程設計的案例題庫，應結合工程設計，廣泛涉及社會層面上的各類場所；另一方面應豐富課程設計的形式，著重培養學生能結合課程所學內容開發自身的創新思維與科研能力。此外，在真實的工程現場進行教學指導也是必要的實踐環節。

2.3 革新考核形式

為了能真實掌握學生的課程學習情況，教師應采用適當的考核形式，合理調整平時考察成績與最終考試成績在綜合成績中所占的權重。適當提高課堂表現、任務完成情況以及實驗成績等所占的比重，避免學生考前突襲而不注重學習過程的行為。通過學習過程中的表現以及與授課老師的溝通交流更能反映學生的真實掌握情況。另外，最終考試的內容設定也應更多地偏向可以引發學生根據所學知識進而獨立思考并制訂解決方案的能力，不應僅限于學生通過考前突襲或死記硬背就能勉強通過的內容。

2.4 與企事業單位共建高質量教學平臺

為使課程教學更貼合工程實際，國家應鼓勵并促進企事業單位與高校合作，加強工程現場與高校教學之間的交流，定期開展企業與高校間的交流研討會。企事業單位可與高校合作共建項目實驗基地、專業人才培訓基地等，為專業學生提供實習的場所與機會，為專業人才培養搭建一個高質量的教學平臺，讓工程問題實時走進課堂，讓消防學子親臨工程現場。此外，企事業單位可與高校利用現代科技共同開發線上教學平臺。例如，開發更符合工程現場實際的模擬軟件或軟件功能、采用VR技術搭建大型實驗平臺或危險度較高的實驗平臺、開發企業高校教學專屬APP等。

2.5 增強學生的學習動力

興趣是最好的老師，為了激發學生自覺學習的意識，充分調動學習動力，應采取學生最感興趣的方法，并應用獎勵與競爭的機制。例如，國家級、省級相關部門以及高校應定期舉行課程或專業相關的知識競賽，給予參與者榮譽證書以及實質性獎勵。賽事通知宣傳與參與的方式也不應僅限于官網或文件通知，應廣泛應用互聯網平臺，如微信公眾號、抖音等短視頻平臺、微博等。此外，抖音、快手等短視頻平臺以及各類互聯網平臺也應做到正向引導，定期推出有關專業知識普及、專業知識競答類的任務與活動，通過獎勵與競爭機制增強學生的學習動力。3結語

“建筑防排煙”作為消防工程專業必修課程，對培養優秀的消防專業人才起著至關重要的作用，但在目前的教學中，存在教材內容與教學需求不夠吻合、教學方式與實踐方式過于單調、考核形式與內容不能反映學生真實水平及實驗設施難以滿足教學需求等諸多問題。因此，本文提出了完善并優化課程體系、豐富教學手段與實踐內容、革新考核形式、與企事業單位共建高質量教學平臺以及通過獎勵與競爭機制增強學生的學習動力的教學與實踐改革策略，來提高教學質量，培養高素質的消防專業人才。

基金項目：河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（2019SJGLX055）；河南省高等教育教學改革研究與實踐新工科項目（2020JGLX031）。