消防工程专业“火灾监控技术”课程多元教学模式探索

邓力 朱新华 贾旭宏 刘全义 智茂泳 陈农田

摘 要： 《火災监控技术》是消防工程本科专业的一门必修课程，涉及理论知识与教学实践，又涉及传感器与数据处理等知识，具有多个学科交叉与实际应用的特点。本文根据我国工程教育专业认证标准要求以及民航安全科学与工程一流学科建设相关要求，基于“多元教学模式”理念，从课程建设目标、理论课程教学环节、实验课程教学环节等多个方面开展课程建设探索与实践。

关键词： 多元教学模式;火灾监控技术;课程建设

火灾是社会中常见且具有极强破坏力的伤害之一，对于航空运输等受限空间场景，一旦发生火情，由于空间密闭、人员聚集等因素导致受限空间内温度急剧升高、烟气浓度快速增长造成人员踩踏以及人员中毒等现象。火灾监控技术是作为检测是否发生火灾并对灾情监控的一项重要技术手段，包括感温、感烟、气体、图像等一系列探测方法，同时也是消防工程本科专业的重要课程。随着民航运输业中乘客不断增多，货物运输更加频繁，尤其是近年来接连不断的民机火警事件引起人们高度重视民用飞机火灾安全问题，而且火警误报率居高不下更是首要问题，为了有效探测火灾并及时有效预警，国内外出现了种类繁多的火灾预警与监控技术。本课程针对传统、现代火灾监控技术进行多元模式教学，全面培养提高学生的理论修养与实际操作水平。

一、课程建设目标

火灾监控技术是消防工程与安全工作的重要组成部分。为了使民航机场或相关区域作业的消防人员熟悉火灾监控的相关知识，并参与相关火灾监控预警的实验实训，有效应对民航消防作业中遇到的突发事件，达到避免和有效减少疑似火灾发生区域相关人员伤亡事件和财产损失事件的目的，对民航运输机场、航空运输环境等各类民航安全场景火灾监控做到有备无患，我们为民航消防工程专业开设了本课程。本课程基于“多元教学模式”的理念，为发展安全科学与工程一流学科，我们对课程提出如下学习要求：（1）通过传统课堂模式的理论学习了解民航运输作业中火灾监控的基本常识与方法技术，明确相关火灾探测预警设备或系统构成要素及其运转机制;（2）通过实验课程与教学实践环节，掌握不同类型的航空火灾监控设备的安装调试方法及相关程序，能够在火情发生后完成实时报警，了解开启相关消防联动设备的常规方法与路径;（3）通过“互联网+”线上教学平台的开发与应用，掌握现代火灾监控技术的基本理论与方法，理解相关技术原理及在消防工程的应用，提高对突发火情的防范意识;（4）通过到相关机场消防部门学习了解前沿火灾监控技术及发展趋势，提高作为未来消防人员的强烈责任意识和使命感，为成为一名专业知识扎实，理论知识过硬的消防工作者打下坚实的基础。

二、理论课程教学环节

本课程理论教学环节首先对火灾监控技术进行概述，介绍了基本的火灾探测技术及方法，包括传统的感烟探测报警系统探测原理及优缺点，在此基础上讲述光电型感烟探测报警器与粒子型感烟探测报警器的区别，并介绍烟雾探测报警装置的分类方法以及具体探测器件的类别。由于航空环境中机载火警探测报警系统主要由光电感烟探测报警器组成，且误报率较高，需要对学生详细说明误报的原因以及解决方法。通过PPT教学演示文稿向学生展示探测器件内部结构、大小、重量等。接着讲述火灾自动报警设备及联动控制方法，以及火灾自动报警设备的工作原理，然后讲述火灾自动报警设备的设计要求及相关设计规范、火灾自动报警设备的安装方法与安装规范，最后讲述火灾探测信号处理基本方法以及火灾探测设备在物联网中的应用。理论教学部分重点难点包括：（1）火灾检测方法;（2）火灾检测设备工作原理;（3）火灾检测信号处理;（4）火灾探测器的分类、选择与布置安装。

三、实验课程教学环节

火灾监控技术是一门理论与实验并重的专业课程，对于民航消防工程本科专业学生而言，在具体民航运输岗位进行具体操作实践具有重要意义。教学实验通过在学院飞机修理厂相关实验室中开展，包括动压变温实验舱，模拟飞机货舱火灾探测实验平台，锂电池热失控监测实验平台等。学生在实验过程中需要穿戴火灾实验专用防护服、手套等防护用品，全程由任课教师陪同并指导开展实验。用于开展火灾监控、探测实验的燃料用量进行严格控制，保证实验过程的安全。火灾监控技术实验使用的燃料主要包括正庚烷、环己烷、航空煤油、纸箱等。其中，纸箱按照FAA标准纸箱大小制作，液体燃料在金属燃烧油盘内进行，在实验现场配备有专门的消防灭火设施，如手持式消防灭火栓、细水雾喷头等。学生在教师指导下搭建火灾监控实验平台，通过模拟航空机舱环境，在不同风力条件下，开展火灾探测实验。使用的实验设备包括粉尘检测仪、热流密度计、热电偶、三维粒子速度仪、红外热成像仪等，通过对热量、温度、烟气的测量，掌握火灾探测的原理与方法。

四、“互联网+”教学平台的建设

充分利用火灾监控模拟的视频、PPT、习题等，在“互联网+” 平台实施线上自主式教学，使任课教师有更多的时间进行课程的改进工作。通过线上线下、理论课程与实验实践课程结合的多元模式教学，建立完善“互联网+”的教学平台。学生可在平台上实现自主学习，视频观看，自主答题等。通过开发火灾监控教学软件，学生在使用过程中明确火灾发生机理及探测机理，了解并掌握火灾探测关键装备与技术，并在今后用于民航消防实践。不过笔者认为目前的平台还未能最大限度发挥出作用，需要继续完善并结合“多元教学模式”进行在线开放课程的学习。

五、结语

本文结合民航火灾监控行业需求，以“多元教学模式”理念为基本出发点，在课程建设背景意义、不同教学环节、教学平台的建设等方面进行了《火灾监控技术》课程建设探索，注重目标定位与教学实践、学科前沿内容、多元教学方式以及教学手段的建设，对于民航消防工程本科专业学生学习效率的提高以及教学质量的提升有着重要意义。因此，民航院校安全科学与工程专业的老师应高度重视，加强自身团队的建设，加大保障和支持，以期建设成具有良好实用性的精品课程。

项目： 中国民用航空飞行学院基金项目J2020-120;中央高校教育改革项目E2020063