基于电气消防控制系统的动态教学模式研究

【摘要】在电气消防控制课程中，利用组态等相关软件形象化的将各章节知识点中涉及到系统动作过程（比如报警联动系列）形象逼真的演示出来，从而提高教学有效性。为培养创新应用型人才提供实践经验。

【关键词】电气消防 组态软件 改进方法

在本科教学中，基于提高教学有效性想法提出，将电气消防课程作为研究对象将动态制作效果应用于课堂理论教学当中。目前课堂教学模式的多媒体课件，不够形象动态，仅仅停留在文字、图片和表格上，而且枯燥的理论文字也很难懂，去现场直观，但我们又缺少场所。于是我们借着这个想法将一系列动态效果呈现引入该课程。

首先，依托该门课程，初期课堂尝试动态课件的教学，边讲边修改，具有实际的说服力；其次，实验室有部分电气消防的演示模型，但为适应本课题的研究，已经局部更新；第三，作为电气消防的主讲教师，具备教学经验，新的教学课件运行基本达到预想。

消防系统一般包含火源，触发器件（报警信号），报警控制器，联动控制器以及一些配套装置。火灾报警信号来源于各种探测器、手动报警按钮、水流指示器、压力继电器和防火阀；报警控制器是接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信息和指示的装置；联动控制器在消防系统中接收到来自触发器的报警信号，能自动或手动启动一些设施和显示状态的装置，包括非消防电源切断控制器、防火卷帘装置、防烟排烟系统、室内消火栓、自动灭火系统、电梯迫降控制装置、火灾应急广播、火灾警报装置和喷淋设施等。在授课中，我们将探测信号，报警装置和联动装置都以图片的形式展示，让学生们认识实物并掌握工作原理，再用电气组态软件和计算机语言设计出动态的效果。比如在一个建筑物内，火灾信号按钮接收到信号，报警控制器接收到信号使联动装置动作等一系列的动作过程一一展示出来。一并具备改变传感器接收类型，温度，烟雾，可燃气体和光来模拟而验证各个装置的灵敏度，或者故障信息等。

组态软件具备强大的界面显示功能，工控组态软件大都运行于Windows环境下，充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特点，可视化的风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间；丰富的图形控件和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导；提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观；丰富的功能模块；提供丰富的控制功能库，满足用户的测控要求和现场要求；利用各种功能模块，完成实时监控， 产生功能报表， 显示历史曲线，实时曲线，提侠报警等功能，也可以是带远程遇信能力的远程测控系统；周密的系统安全防范，对不同的操作者，赋予不同的操作权眼，保证整个系统的安全可靠运行；提供强大的仿真功能使系统并行设计，从而缩短开发周期。

在研究教学中，首先对电气消防控制系统的教学大纲进行修订，突出实践教学环节，调整理论课时。其次就是专心学习组态软件和一些计算机语言实现动画效果。另外就是将理论知识和实际工程运行相结合，反复推敲，组合成课件，应用于教学。再次修改授课计划，应用教学。最后增加实际电气消防平面图和系统图的分析实例，在同学自学组态软件的基础上分组制作分析过程场景动画，真正学以致用，最终实现检验成果的目的。如果最后根据课题研究进展和经费或者学校资助可以将整个消防的控制过程以实验设备的形式建成小型的消防控制中心，所有的配套设备模拟动作，直观。我们还有这样大胆的设想：将各种控制器的设计电路由教师和学生一起研究，读懂，可以在此基础上改进设计思路，画出电路图，采购器件，焊接，连线，提高了学生的动手能力，而且解决了学生的实习场所，使一些同学有了自己的实验基地，逐渐成规模之后，我们要建成实验中心，再大胆的去想，以后我们可以有自己的生产线，自己的工厂，解决了实习基地的问题，而且还可以创收。

目前各大高校不断地改革工程类课程的教学方案，已经取得了很好地效果，比如北京大学、南开大学纷纷将很多实践性较强的课程从课堂移到了工厂工程一线，学生们受益匪浅，经过这样的教学模式转变使学生们就业直接可以上手，节省了时间，也减少了枯燥难懂的理论课堂学时，如何利用好有限的理论课堂学时，国内外高校都在探索尝试，有采取实物演示的，有采用多媒体课件的，有互动教学的等等，效果都很好。总之我们都在互相借鉴取长补短，精益求精。研究关键也是核心所在就是在课堂上边讲解理论，边通过课件演示理论应用的过程，系统化，过程化，简单易懂。途径就是通过电气软件比如组态软件结合计算机的一些语言将抽象理论系统结合控制对象过程化，动态化，形象化。最终的目的和价值就是提高课堂有效性，將理论知识迅速传播给学生们的同时，也实现教师的自身价值。

创新之处有三点。利用组态软件和计算机语言来实现电气消防控制系统教学课件知识点中涉及研究对象动作的实现过程化，形象化。第一点：可以在课件动画制作过程中显示状态信息，绿灯代表系统工作正常，红灯代表故障报警状态。第二点：在设计过程中涉及切换联动的点比较多，突出切换的过程化。第三点：最后以实际工程为例，让学生们独立制作报警联动过程动画，检验教改成果。

在研究方法上主要就是采用分析法和对比法相结合，通过与传统的板书式理论教学相对比，有理有据，有的放矢，以最后的实际教改成果呈现本课题研究的意义和价值。

我们立足于实践教学的基础上，专心研究，开发出一套更适合本课程学习的动态教学模式，改变枯燥的理论给学生带来的没兴趣的学习态度，少走弯路。在提高自身教学能力的同时，也可以培养出适应社会一线需求的应用型的工程专业人才，推动教育为社会做出更大贡献。

参考文献：

[1]曹辉.组态软件技术及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.

[2]赵舵，冯晓云.电气工程及其自动化专业人才培养及课程改革的研究.南京：电气与电子教学学报，2008（7）.

[3]火灾自动报警规范.北京：北京设计研究院，2013.[4]孙景芝.电气消防[M].中国建筑工业出版社.2012.

课题：吉林省高等教育学会高教科研课题，课题批准号： JGJX2015D289，作者齐海英，吉林省长春市人，硕士研究生，副教授，主演研究方向为电气控制领域。