陳智慧，張 芳，張曉青

(武警學(xué)院 消防指揮系，河北 廊坊 065000)

隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，新型消防裝備不斷應(yīng)用到部隊(duì)，裝備種類增加的同時(shí)，裝備的結(jié)構(gòu)日趨呈現(xiàn)出復(fù)雜性。這就對(duì)院校消防裝備教學(xué)提出了新的要求。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)建立適應(yīng)相關(guān)裝備發(fā)展和實(shí)戰(zhàn)能力培養(yǎng)要求的教學(xué)模式，使得學(xué)員掌握專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力，成為消防裝備教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

一、消防裝備教學(xué)現(xiàn)實(shí)困境

(一)裝備種類多更新快

就當(dāng)前消防裝備教學(xué)的實(shí)際情況來看,消防技術(shù)裝備課程教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，包含滅火劑、消防器具、消防員防護(hù)裝備、消防泵、搶險(xiǎn)救援器材、消防車等九大類裝備，各類裝備又包含眾多種類，內(nèi)容涉及機(jī)械、電子、液壓等多門學(xué)科。教學(xué)過程中不僅要求學(xué)員掌握各類裝備的結(jié)構(gòu)原理、適用范圍，還要明確其操作使用方法、使用注意事項(xiàng)及維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)知識(shí)。加之目前先進(jìn)科技不斷應(yīng)用于消防裝備中，裝備發(fā)展日新月異，裝備結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，使得裝備教學(xué)難度大大增加。

(二)學(xué)員實(shí)踐能力不足

消防技術(shù)裝備課程教學(xué)中的一個(gè)重要目的是使學(xué)員掌握裝備結(jié)構(gòu)原理。除理論講解外，實(shí)踐是提升學(xué)員對(duì)理論內(nèi)容掌握水平的重要方式。目前，現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)用裝備，尤其是消防車等大型裝備數(shù)量較少，難以滿足學(xué)員的有效參與，造成學(xué)員實(shí)踐能力不足。但如果全面采取實(shí)裝來開展實(shí)踐教學(xué)，需要購入大量的裝備器材，教學(xué)資金難以滿足需求。同時(shí)，在實(shí)裝操作過程中教員難以顧及每名學(xué)員，易發(fā)生安全事故，而且器材設(shè)備在非上課時(shí)間還需要進(jìn)行專門的維護(hù)和管理。因此，資金、安全等問題限制了實(shí)裝實(shí)踐教學(xué)全面開展，需要發(fā)展其他實(shí)踐教學(xué)模式來滿足學(xué)員實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

近年來，隨著信息技術(shù)水平的不斷提升，多種信息技術(shù)手段逐漸應(yīng)用到教學(xué)過程中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于具有人機(jī)交互優(yōu)勢(shì)，在仿真實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行了大量的嘗試。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)、三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨率顯示技術(shù)生成三維虛擬環(huán)境，并通過多種輸入/輸出設(shè)備使用戶與虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行交互的技術(shù)[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多人在線同時(shí)學(xué)習(xí)，具有開放性、可重復(fù)性等優(yōu)勢(shì)，既可以克服裝備短缺難以開展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)裝教學(xué)的難題，還可以激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，為每名學(xué)員提供實(shí)際操作機(jī)會(huì)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到消防裝備教學(xué)過程中，可解決目前裝備實(shí)踐教學(xué)面臨的難題。但虛擬場(chǎng)景中的操作訓(xùn)練與實(shí)際裝備上的操作訓(xùn)練畢竟不同，不能完全替代具體真實(shí)的實(shí)踐訓(xùn)練。因此，我們結(jié)合課程情況及虛擬教學(xué)的特點(diǎn)，以更好地培養(yǎng)學(xué)員實(shí)踐能力為目的，構(gòu)建虛擬教學(xué)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，優(yōu)化教學(xué)資源，建立多元化評(píng)價(jià)體系，形成“虛實(shí)結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的啟發(fā)式、探究式教學(xué)模式。

二、課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

(一)教學(xué)任務(wù)分析

“消防技術(shù)裝備”課程是一門理論與實(shí)踐結(jié)合十分密切的課程，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠了解和掌握滅火救援裝備的原理和操作使用方法，學(xué)會(huì)根據(jù)滅火救援現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的裝備，掌握裝備技術(shù)性能，綜合利用各類裝備消除事故，并掌握一定的裝備維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)?！跋兰夹g(shù)裝備”課程的授課時(shí)間在第三學(xué)期，授課對(duì)象是剛剛修完基礎(chǔ)課的二年級(jí)學(xué)員，所掌握的實(shí)踐知識(shí)相當(dāng)有限，尤其對(duì)于普本學(xué)員來說，對(duì)消防部隊(duì)裝備狀況了解甚少，這就需要在教學(xué)過程中兼顧理論與實(shí)踐應(yīng)用，讓學(xué)員學(xué)以致用。對(duì)比分析課程教學(xué)目的和要求以及我校消防人才培養(yǎng)特色，按裝備類型組織課堂教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)定為包括滅火劑、個(gè)人防護(hù)裝備等8個(gè)教學(xué)模塊，各教學(xué)模塊內(nèi)容根據(jù)授課對(duì)象的不同有所側(cè)重，同時(shí)將裝備典型應(yīng)用案例作為各模塊案例教學(xué)素材。

(二)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

為了保證課程體系的系統(tǒng)性，同時(shí)避免與后續(xù)課程的重復(fù)，我們根據(jù)學(xué)員基礎(chǔ)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化選擇，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)器材特點(diǎn)調(diào)整理論與實(shí)踐教學(xué)比例。如對(duì)于破拆器材，由于其在后續(xù)多門課程中均要進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，因此本課程中只進(jìn)行理論性學(xué)習(xí)，而對(duì)于消防泵，則加強(qiáng)理論及實(shí)踐學(xué)習(xí)，使學(xué)員對(duì)其理論及性能有充分認(rèn)識(shí)，為后續(xù)車輛實(shí)操、火場(chǎng)供水及滅火戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，依據(jù)學(xué)員畢業(yè)后任職需求，建立裝備案例庫，通過教學(xué)案例擴(kuò)大學(xué)員知識(shí)面。另外，由于裝備更新?lián)Q代較快，要兼顧裝備發(fā)展前沿內(nèi)容的補(bǔ)充。

(三)教學(xué)資源建設(shè)

虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教學(xué)過程中可采用兩種方式：一是采用虛擬仿真教學(xué)，即構(gòu)建三維模型，學(xué)員通過鍵盤或鼠標(biāo)在構(gòu)建的三維模型環(huán)境中進(jìn)行漫游學(xué)習(xí)，了解構(gòu)建的裝備模型中每個(gè)按鈕等位置和功能；二是采用情景模擬教學(xué)，即以游戲的引擎技術(shù)為核心，創(chuàng)設(shè)虛擬的任務(wù)情境，學(xué)員可以進(jìn)行任務(wù)情境的創(chuàng)建、加入，按照要求完成虛擬的教學(xué)任務(wù)。

消防裝備器材種類豐富多樣，對(duì)每種器材均建設(shè)情景虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與資金。因此根據(jù)裝備特性，對(duì)于小型器材，選取消防員安全防護(hù)裝備，以及使用頻率高、應(yīng)用范圍廣的滅火救援器材，系統(tǒng)制作了7類30部滅火救援裝備教學(xué)示范片。通過可視化仿真技術(shù)，建立消防裝備結(jié)構(gòu)原理三維仿真模型300余個(gè)，將滅火救援裝備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理以可視化方式進(jìn)行充分展示。教學(xué)片編制遵循消防裝備全壽命管理理念，將滅火救援裝備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，管理內(nèi)容、管理方法、管理要求一體展現(xiàn)。

對(duì)于大型裝備如水罐消防車則建立情景虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集虛擬仿真及虛擬情境教學(xué)為一體，創(chuàng)建集學(xué)-練-考為一體的全流程的高度仿真實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)水罐消防車結(jié)構(gòu)原理演示、操作演示、單環(huán)節(jié)模擬訓(xùn)練、協(xié)同訓(xùn)練、訓(xùn)練考評(píng)等功能。利用該系統(tǒng)，使用者能夠以自主漫游或三維模型動(dòng)畫演示兩種方式學(xué)習(xí)消防車的結(jié)構(gòu)及功能原理；還可在虛擬仿真訓(xùn)練環(huán)境中，完成水罐消防車各環(huán)節(jié)單人操作訓(xùn)練和不同典型火災(zāi)場(chǎng)景下班組協(xié)同操作訓(xùn)練。訓(xùn)練過程中，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)記錄訓(xùn)練過程并完成考核成績(jī)的自動(dòng)評(píng)定，不僅能夠?yàn)槭褂谜咛峁┱_操作的引導(dǎo)，還可提供可選的操作訓(xùn)練記錄回放功能，以便于隨時(shí)、多角度觀看操作訓(xùn)練過程[2]。

三、教學(xué)方法及模式改革

(一)充分發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)教學(xué)的優(yōu)越性

以課程標(biāo)準(zhǔn)為主線，將理論教學(xué)、虛擬仿真教學(xué)、實(shí)物教學(xué)的各自優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，考慮虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)手段及充分利用現(xiàn)代虛擬三維技術(shù)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和局限性，設(shè)計(jì)切實(shí)可行的教學(xué)方案。加強(qiáng)各種教學(xué)資源的優(yōu)化組合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、方法、性質(zhì)的不同，采用虛實(shí)分段、虛實(shí)交替方式開展教學(xué)。通過理論強(qiáng)化學(xué)員學(xué)習(xí)知識(shí)的系統(tǒng)性，在理論學(xué)習(xí)過程中，充分利用仿真手段加強(qiáng)學(xué)員裝備結(jié)構(gòu)原理理論學(xué)習(xí)的直觀性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。在理論教學(xué)結(jié)束后，利用仿真訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行仿真訓(xùn)練，對(duì)裝備操作使用方法及注意事項(xiàng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，之后再進(jìn)行實(shí)物實(shí)踐學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)內(nèi)容、提高實(shí)踐能力[3]。

(二)變被動(dòng)接受為主動(dòng)探索

在教學(xué)過程中，強(qiáng)化學(xué)員主體地位，建立了以學(xué)員為主體的啟發(fā)式、探究式教學(xué)。在理論教學(xué)過程中，教師通過教學(xué)案例組織學(xué)員進(jìn)行思考討論，分析裝備使用問題，強(qiáng)化學(xué)員裝備素養(yǎng)；在實(shí)踐教學(xué)過程中，采取下發(fā)問題、學(xué)員自學(xué)、分組討論、教師總結(jié)、問答五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)員發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性。實(shí)踐結(jié)果表明，這種以學(xué)員為主體帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)的啟發(fā)式、探究式學(xué)習(xí)模式，極大地提高了學(xué)員獨(dú)立思考能力和開拓精神，學(xué)員自主參與學(xué)習(xí)的意識(shí)得到加強(qiáng)。

(三)開展混合式教學(xué)模式的改革

混合式教學(xué)模式是將傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)和基于信息技術(shù)的學(xué)習(xí)方式相互融合，根據(jù)不同階段的教學(xué)需求靈活采用不同的方式和方法。在教學(xué)過程中可采用虛實(shí)分段、虛實(shí)交替和虛實(shí)融合的方式開展[4]。根據(jù)課程自身特點(diǎn)采用虛實(shí)交替方式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，逐步形成了“虛實(shí)結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的啟發(fā)式、探究式教學(xué)模式，如圖1所示。在教學(xué)過程中結(jié)合案例教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)員帶著疑問和任務(wù)去學(xué)習(xí)，提高其自主學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)教學(xué)過程中注重理論知識(shí)的講授，以結(jié)構(gòu)原理、操作使用、維護(hù)保養(yǎng)、故障分析為主線，穿插理論教學(xué)、仿真教學(xué)、在線學(xué)習(xí)、實(shí)裝訓(xùn)練等教學(xué)方式，使學(xué)員在變換的學(xué)習(xí)方式中保持高度的學(xué)習(xí)熱情。經(jīng)驗(yàn)表明虛實(shí)結(jié)合的混合教學(xué)模式的應(yīng)用在提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，豐富學(xué)員的體驗(yàn)，有助于在虛擬學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建的知識(shí)在真實(shí)訓(xùn)練中得以強(qiáng)化。

四、考核內(nèi)容與考核方式改革

在進(jìn)行教學(xué)改革之前，課程的考核方式以閉卷筆試為主，不能真實(shí)反映學(xué)員的學(xué)習(xí)水平，而且也不能多角度反映學(xué)員的學(xué)習(xí)情況。為此我們進(jìn)行了考核內(nèi)容與考核方式的改革，采取過程考核與期末考核相結(jié)合的方式，建立多元化評(píng)價(jià)體系。過程考核主要以實(shí)踐能力考核為主，針對(duì)每次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)建立相應(yīng)的考核細(xì)則，考核標(biāo)準(zhǔn)涉及學(xué)員學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)能力兩個(gè)方面，實(shí)踐考核共設(shè)四個(gè)模塊，按不同比例計(jì)入總成績(jī)。過程考核可很好地體現(xiàn)學(xué)員的動(dòng)手能力、思考能力，同時(shí)通過實(shí)踐過程考核，大大提高了學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性及對(duì)學(xué)習(xí)的重視程度。

圖1 虛實(shí)結(jié)合的混合式教學(xué)模式

五、結(jié)束語

信息技術(shù)在教學(xué)中不斷應(yīng)用有利用教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。而虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式為消防裝備實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供了一個(gè)新的思路和方法，使消防裝備教學(xué)建設(shè)又邁向了一個(gè)新的臺(tái)階，其應(yīng)用有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有實(shí)裝實(shí)訓(xùn)裝備、場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等限制，提高學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性，突破時(shí)間和空間的限制，方便師生隨時(shí)開展教學(xué)和學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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