消防工程專業“火災監控技術”課程多元教學模式探索

鄧力 朱新華 賈旭宏 劉全義 智茂泳 陳農田

摘 要： 《火災監控技術》是消防工程本科專業的一門必修課程，涉及理論知識與教學實踐，又涉及傳感器與數據處理等知識，具有多個學科交叉與實際應用的特點。本文根據我國工程教育專業認證標準要求以及民航安全科學與工程一流學科建設相關要求，基于“多元教學模式”理念，從課程建設目標、理論課程教學環節、實驗課程教學環節等多個方面開展課程建設探索與實踐。

關鍵詞： 多元教學模式;火災監控技術;課程建設

火災是社會中常見且具有極強破壞力的傷害之一，對于航空運輸等受限空間場景，一旦發生火情，由于空間密閉、人員聚集等因素導致受限空間內溫度急劇升高、煙氣濃度快速增長造成人員踩踏以及人員中毒等現象。火災監控技術是作為檢測是否發生火災并對災情監控的一項重要技術手段，包括感溫、感煙、氣體、圖像等一系列探測方法，同時也是消防工程本科專業的重要課程。隨著民航運輸業中乘客不斷增多，貨物運輸更加頻繁，尤其是近年來接連不斷的民機火警事件引起人們高度重視民用飛機火災安全問題，而且火警誤報率居高不下更是首要問題，為了有效探測火災并及時有效預警，國內外出現了種類繁多的火災預警與監控技術。本課程針對傳統、現代火災監控技術進行多元模式教學，全面培養提高學生的理論修養與實際操作水平。

一、課程建設目標

火災監控技術是消防工程與安全工作的重要組成部分。為了使民航機場或相關區域作業的消防人員熟悉火災監控的相關知識，并參與相關火災監控預警的實驗實訓，有效應對民航消防作業中遇到的突發事件，達到避免和有效減少疑似火災發生區域相關人員傷亡事件和財產損失事件的目的，對民航運輸機場、航空運輸環境等各類民航安全場景火災監控做到有備無患，我們為民航消防工程專業開設了本課程。本課程基于“多元教學模式”的理念，為發展安全科學與工程一流學科，我們對課程提出如下學習要求：（1）通過傳統課堂模式的理論學習了解民航運輸作業中火災監控的基本常識與方法技術，明確相關火災探測預警設備或系統構成要素及其運轉機制;（2）通過實驗課程與教學實踐環節，掌握不同類型的航空火災監控設備的安裝調試方法及相關程序，能夠在火情發生后完成實時報警，了解開啟相關消防聯動設備的常規方法與路徑;（3）通過“互聯網+”線上教學平臺的開發與應用，掌握現代火災監控技術的基本理論與方法，理解相關技術原理及在消防工程的應用，提高對突發火情的防范意識;（4）通過到相關機場消防部門學習了解前沿火災監控技術及發展趨勢，提高作為未來消防人員的強烈責任意識和使命感，為成為一名專業知識扎實，理論知識過硬的消防工作者打下堅實的基礎。

二、理論課程教學環節

本課程理論教學環節首先對火災監控技術進行概述，介紹了基本的火災探測技術及方法，包括傳統的感煙探測報警系統探測原理及優缺點，在此基礎上講述光電型感煙探測報警器與粒子型感煙探測報警器的區別，并介紹煙霧探測報警裝置的分類方法以及具體探測器件的類別。由于航空環境中機載火警探測報警系統主要由光電感煙探測報警器組成，且誤報率較高，需要對學生詳細說明誤報的原因以及解決方法。通過PPT教學演示文稿向學生展示探測器件內部結構、大小、重量等。接著講述火災自動報警設備及聯動控制方法，以及火災自動報警設備的工作原理，然后講述火災自動報警設備的設計要求及相關設計規范、火災自動報警設備的安裝方法與安裝規范，最后講述火災探測信號處理基本方法以及火災探測設備在物聯網中的應用。理論教學部分重點難點包括：（1）火災檢測方法;（2）火災檢測設備工作原理;（3）火災檢測信號處理;（4）火災探測器的分類、選擇與布置安裝。

三、實驗課程教學環節

火災監控技術是一門理論與實驗并重的專業課程，對于民航消防工程本科專業學生而言，在具體民航運輸崗位進行具體操作實踐具有重要意義。教學實驗通過在學院飛機修理廠相關實驗室中開展，包括動壓變溫實驗艙，模擬飛機貨艙火災探測實驗平臺，鋰電池熱失控監測實驗平臺等。學生在實驗過程中需要穿戴火災實驗專用防護服、手套等防護用品，全程由任課教師陪同并指導開展實驗。用于開展火災監控、探測實驗的燃料用量進行嚴格控制，保證實驗過程的安全。火災監控技術實驗使用的燃料主要包括正庚烷、環己烷、航空煤油、紙箱等。其中，紙箱按照FAA標準紙箱大小制作，液體燃料在金屬燃燒油盤內進行，在實驗現場配備有專門的消防滅火設施，如手持式消防滅火栓、細水霧噴頭等。學生在教師指導下搭建火災監控實驗平臺，通過模擬航空機艙環境，在不同風力條件下，開展火災探測實驗。使用的實驗設備包括粉塵檢測儀、熱流密度計、熱電偶、三維粒子速度儀、紅外熱成像儀等，通過對熱量、溫度、煙氣的測量，掌握火災探測的原理與方法。

四、“互聯網+”教學平臺的建設

充分利用火災監控模擬的視頻、PPT、習題等，在“互聯網+” 平臺實施線上自主式教學，使任課教師有更多的時間進行課程的改進工作。通過線上線下、理論課程與實驗實踐課程結合的多元模式教學，建立完善“互聯網+”的教學平臺。學生可在平臺上實現自主學習，視頻觀看，自主答題等。通過開發火災監控教學軟件，學生在使用過程中明確火災發生機理及探測機理，了解并掌握火災探測關鍵裝備與技術，并在今后用于民航消防實踐。不過筆者認為目前的平臺還未能最大限度發揮出作用，需要繼續完善并結合“多元教學模式”進行在線開放課程的學習。

五、結語

本文結合民航火災監控行業需求，以“多元教學模式”理念為基本出發點，在課程建設背景意義、不同教學環節、教學平臺的建設等方面進行了《火災監控技術》課程建設探索，注重目標定位與教學實踐、學科前沿內容、多元教學方式以及教學手段的建設，對于民航消防工程本科專業學生學習效率的提高以及教學質量的提升有著重要意義。因此，民航院校安全科學與工程專業的老師應高度重視，加強自身團隊的建設，加大保障和支持，以期建設成具有良好實用性的精品課程。

項目： 中國民用航空飛行學院基金項目J2020-120;中央高校教育改革項目E2020063