信息化教学在消防系统工程中的应用

陈虹燕 任国兴 王灿 徐昕

[摘           要]  信息化教育是国家教育改革发展的重要途径，在近十年的发展历程中，技术革新、教育教学形式丰富多样，对教育产生了不可逆转的深远影响。把信息化教育时代下的新思想融入职业教育，为职业教育技能训练开辟崭新的教学途径刻不容缓。消防系统工程的教学尤为适用以虚拟仿真技术解决系统庞大复杂、操作影响因素多、实际教学难实施的问题，契合职业教育信息化的改革思路，因此信息化教学在消防系统工程教学中的应用具有一定的研究意义和现实意义。

[关    键   词]  信息化;消防;消防系统工程;职业教育

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2018）35-0110-02

消防系统在建筑投入使用过程中起到至关重要的作用。它的正常运行能够保障企事业单位的建构筑物、内部设备设施、公共财物、人员安全有效可靠。消防系统工程从预防及应对火灾发生的角度，以最大限度的保护建筑免受或降低损坏为目的，以系统理论为指导，结合科学的方法论，研究建构筑物防灭火的综合性科学。该课程要求学生能够依据情境操控消防设施和进行消防设施的日常维保。而该课程涉及的消防设施多而复杂，无法在短期寻求一个合适的实训场地，若要新建涵盖所有消防设施的实训场地，造价较高且还需进行设计安装，工程量大，实现有一定难度。

将信息化技术融入消防安全课程将大大提高课堂学习效率。信息化教学能够依据课程定制设施设备模型，运用程序编制出为学生量身打造的练习及考试模式，无论从感官认知还是原理学习，再到操作练习，辅以半实物仿真操作，让学生体验在学中做，在做中学。

就往届学生的学习效果来看，打破传统教学模式是提升教学质量的关键，因此，对课程需做如下探索。

一、课程定制

（一）教材研析

消防类专业技术教材通常以较多的文字配以图解，生硬的描述系统工作流程及设备原理，配以教师的形象而生动的讲解，使学生通过文字信息的载入构建抽象的设备运转画面，形成思维碰撞，达成教学目标。

这使得抽象思维能力强的学生能够较快掌握，而其他学生掌握的程度和效果很难判断，或者由于某一点的思维“阻塞”造成后续内容无法理解，学习水平参差不齐，偏离培养目标，达不到学以致用的目的。

（二）课程设计

为了解决传统教学模式下学生对此类庞杂系统掌握能力差的现状，尽可能让学生多去操作与体验，达到理论指导实践的目的，每个学生重新构建自己对教学内容的认知，对课程设计如下。

1.开发制作与课程相匹配的学习平台，实现信息化教学

教师本着依据国家规划教材，遵循行业规范，贴近领域前沿，开发利于学生接受，实现过程考核的集教学、实践于一体的智能化自适应教学平台。学生在该平台中学习，可以根据自己课前的预习在课上重点解决自己的难点问题，各取所需，进行针对性学习。此外，课前教师给予学生学习平台操作说明的微视频，自学平台使用方法，熟悉教学平台，省略平台应用讲解环节。

2.发布导学案或任务书，指导学生预习，掌握章节的基础知识

可以通过教材自学、网络资源搜索对课程内容有先期了解。同时，自学能力强的同学还可以深入研究教学难点。

3.课堂巩固、探知与体验

课堂学生以小组为单位依据平台提示由浅入深，进行知识巩固、原理感知、操控体验，并完成对应部分的考核，由平台统计成绩并汇总提交至教师端，完成教师对每个学生的课堂掌控。

4.过程考核，动态掌握

依据软件汇总的成绩与在线式的课前预习和课后巩固，完成本次课程的考核，教师及时掌握学生的学习动态，做好下一阶段课程设计与调整。

（三）确定教法与学法

信息化教学体现以学生为主体的教学思想，因此由课前、课中、课后，采用引导式教学、任务驱动教学、情景教学法，学生充分利用平台自主探究、小组協作，通过平台中的情境提示，在完成任务的同时，体验实践情境、感悟问题，纠正错误。

二、信息化教学平台制作

（一）建立模型

模型的建立是制作信息化教学平台的基础内容，涉及到讲解内容涵盖的所有静态、动态目标。以全淹没式二氧化碳灭火系统为例，该消防系统涉及的每一个零部件（包括重要构件的内部构造）、实景空间、操作者、参与者、二氧化碳的流向及流经路径、电路传递路径、信号反馈过程、火灾发展及熄灭过程等都要事先构思并使用Maya软件制作模型，让用户身临其境，在课程定制的基础上，理论联系实际。

建模后的关键设备设施

（二）思路确定

在建模的基础上，实现什么样的软件功能是核心，这需要软件创作者总揽全局、深思熟虑，制作出源于教材而高于教材，能够因材施教而又可以让学习者各取所需的学习型平台。通过研究、实践与修改，最终确定软件的三大功能，即认知功能、教学功能、考核功能。

认知功能：开发平台游览模式，学习者参观作业环境的同时，进行设备设施的认知，不但感官印象深刻，而且可以根据自身知识薄弱点有针对性地学习。

教学功能：开发平台教学模式，实现设备工作原理动态实景教学和实训操作，突破教学重难点。该功能实现原理描述配合实景动态演示，把抽象难懂的文字描述转换成形象生动的可运行系统，在观看设备运行的全过程而又不会错过操作过程的细微之处。把庞大的空间、复杂运转投放至屏幕，有效解决了无法直观学习系统信号和介质二氧化碳流向的问题;实训操作可体验安全管理人员对灭火系统的控制。以特殊情况火灾报警控制器故障为例：选择正确合理的控制方式后点击设备触发启动系统，操作错误软件提示，操作无法继续，操作正确系统顺利运行。

考核功能：开发软件考核模式，实现课堂教学效果掌控。考核为过程考核，分为认知考核、原理考核和实训考核三块，满足不同学习进度的效果反馈，便于统计和成绩管理。

（三）程序编制与平台测试

在清晰思路的指引下，如何让单一的模型动起来，实现预设的功能？

我们采用VisualBasic编程语言开发程序，实现软件功能。完成程序开发后，平台经多次测试，能够稳定精确地完成指令，实现预设目标，实施平台教学。

（四）半實物仿真制作

为了更好地突出体验式教学，制作软件外接设备设施，这里的外接设备为岗位主要接触设备，实现半实物仿真实际操作，在现有条件下，我们制作操作台和阀门可控展板，用于实训教学及操作考核。

三、课程实施与课程效果

（一）课程实施

1.教学环境：课程实施以智慧教室为教学环境，主要采用的教具有PC机、触屏一体机、自主研发半实物仿真设备。

2.教学方法与考核方式：对于安全类专业课程，采用任务驱动实施平台教学能够预设学生学习轨迹，把握课堂学习进度与氛围，通过平台反馈的考核成绩能够掌握学生的课堂学习效果。

3.学生活动：学生可以全程人机交互，互不影响，根据设定的学习任务有步骤地依托PC机进行自主学习;在掌握基础知识和基本原理的基础上，依托触屏一体机小组讨论，探究结果;实训阶段可先在PC机模拟训练考核通过后，进入半实物仿真操作，体验实操。

（二）效果反馈

利用平台三种模式开展教学，游览模式提高学生对设备的认知能力;教学模式加强学生对工作原理理解能力与实训操作能力;考核模式即时反馈学生对理论知识、操作技能的掌握情况。半实物仿真培养学生动手能力，实现操控体验。控制方式选择交互模块加速学生明确系统的正确控制。

利用教学资源展开多样化、过程性评价。每个教学任务实施环节都有一个对应的考核模块，各模块的在线测试情况综合出总体评价;软件评价、小组互评、教师点评从多角度反映学生对知识、技能掌握的程度，有效地帮助学生复习巩固。

此次信息化教学在消防系统工程中的案例研究结果表明，信息化教学提升了学生对知识的掌握程度，从学生的反馈看出学习效率比传统教学高出很多，且从学生对课程模式的喜爱程度上可看出信息化教学更胜一筹。

信息化教学在消防系统工程中的应用效果无可替代，不仅能给学生提供生动有趣的学习环境、激发学生自主学习的潜能，还能将抽象理论形象化、快速提升学习效率，从过程考核的成绩来看，掌握牢固，且信息化教学软件便于复习，可以反复利用。

信息化教学已将成为教学的主流模式，这要求专业教师在具备扎实基本功的基础上剖析教材，为课程定制出合理的信息化教学资源。另外信息化软件、资源建设成本较高，国家应大力倡导教育服务行业低成本，校企合作项目指标化，并给予优惠政策，这将促进信息化教育教学的稳定长久发展。

参考文献：

[1]王海，李波.虚拟仿真技术在职业教育实践性教学环节中的应用[J].中国职业技术教育，2011（14）.

[2]乔兴媚，杨娟.基于增强现实的新型职业教育学习模式探究[J].中国电化教学，2017（10）.