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本文作者：高仲亮 王秋華 崔飛 龍騰騰 李智 仝艷民 單位：西南林業大學土木工程學院
實驗教學改革內容
實驗教學目標改革。我校實驗教學目標是輔助理論教學，對所學理論、方法、現象等進行驗證。驗證性實驗多，綜合性、設計性實驗少，實驗教學過程中追求實驗結果的正確性和一致性，忽略實驗方法，忽視研究能力和探索、創新精神的培養。實驗教學是對課堂知識驗證的手段和學生能力培養的載體，除了對已知原理、方法、現象等進行驗證以加深理解外，還應教會學生如何應用所學知識，并對學生進行實驗方法研究的訓練和創造性思維的培養。
實驗教學內容改革。我校實驗教學內容都從屬于理論課，缺乏應有的獨立性。各門課程的實驗內容片面追求自身的系統性、完整性，忽視整體性，各門課程的實驗內容彼此相互銜接不合理，低水平重復，而且實驗內容較陳舊，傳統實驗多，反映高新科技成果、高科技手段的實驗少。根據西南林業大學消防工程專業課程體系設置和人才培養目標，以消防工程實驗室為依托，整理完善消防工程專業實驗課——基礎實驗、防火實驗、消防救援的三部分內容，達到與課程設置體系統一。
實驗教學方式改革。我校實驗教學以教師為主體，學生只要按照實驗指導書上提供的實驗要求、方法、步驟完成實驗，導致學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力薄弱，談不上探索精神和創造力的培養。應將實驗教師包辦實驗準備及部分實驗進程，學生只進行測試結果或觀察現象向完成實驗全部過程轉變；應將傳統實驗設計，固定實驗條件向變化條件或缺失條件轉變，應將單純的操作實驗向操作與多媒體相結合的轉變。
實驗教學考核方式改革。我校實驗教學考核方式單一，缺乏考核的層次性和多樣性，不能充分發揮學生的主動性和創造性，也不能很好地檢測學生的學習質量。應建立科學、合理的實驗教學考核模式，使實驗教學考核在內容、方式、成績劃分等環節上能夠體現整體構思和設計，以利于實驗教學體系的建立。同時考慮綜合性、設計性的實驗考核內容，避免學生按部就班完成實驗任務，發揮學生積極性和主動性，有利于學生綜合能力和創新意識的培養。
科學構建實驗教學體系
實驗教學應保證驗證原理，加深對理論的理解和進行基本技能、方法、能力等訓練的基礎上，對驗證性實驗進行精選、合并，減少驗證性實驗，增加綜合性、設計性、創新性和開放性實驗，還必須體現學科的綜合化發展趨勢，將新知識、新技術、新方法引入實驗教學，努力開設具有先進性、典型性、方向性的實驗，以加強培養學生創新能力。構建科學合理的實驗教學體系，完善消防工程實驗課程內容建設，突出西南林業大學特色，開出能激發學生興趣又能培養學生創新能力和實踐能力的實驗課程，提出實驗教學方法的改進措施，建立消防工程專業創新性人才實驗教學體系，培養更多創新拔尖人才，滿足社會經濟不斷發展對消防工程專業創新性人才的需要，有利于西南林業大學培養從事城鄉消防的高級專門人才，為全國特別是為西部地區的防火、滅火提供人才和技術支持，服務于全國的防災、減災事業。
構建實驗課程教學內容體系消防工程專業教學實驗內容依據我校消防工程實驗室的資源，總體上考慮火災科學、消防工程以及西南林業大學消防工程專業特色，開設三部分實驗課程——基礎實驗、防火實驗、消防救援實驗。
基礎實驗：差熱分析、熱重分析實驗、開/閉口閃點實驗、氣體分析實驗、導熱系數測定實驗，要求學生掌握差熱分析儀和熱重分析儀的使用，理解閃點與易燃液體危險特性的關系，掌握介質在高溫下的危險性能和導熱性能。
防火實驗建筑防火工程部分：建材發煙量實驗、產煙毒性實驗、發熱量實驗、建材燃燒性能實驗、泡沫塑料燃燒性能實驗、防火涂料阻燃性能實驗、木材阻燃性能實驗、鋪地材料輻射熱通量實驗；要求學生掌握火災過程煙氣成分分析測試方法、常用可燃氣體濃度的測量方法、發煙量的測量方法、材料的燃燒性能耐火等級、產煙毒性實驗和劃分方法，理解燃燒氧指數、質量損失率和有焰燃燒時間等有關火焰燃燒的物理概念；掌握材料在不同條件下的燃燒性能，如水平燃燒、垂直燃燒、45度燃燒等，理解環境對火焰傳播特性的影響；理解燃燒失重、炭化體積以及火焰傳播特性與材料防火涂料性能的關系，通過測量燃燒失重、炭化體積以及火焰傳播特性來評定防火涂料的優劣。理解燃燒質量損失率和有焰燃燒時間對阻燃木材的阻燃性能影響，測量燃燒質量損失率和有焰燃燒時間評價木材阻燃的優劣。理解輻射熱通量對鋪地材料燃燒性能的影響，以臨界輻射熱通量劃分燃燒性能級別，評估其火焰傳播能力。工業防火工程部分：接地電阻測試、紅外測溫儀對異常發熱部位溫度測試，紅外熱像儀對重點電氣線路和設備的發熱部位攝取熱像圖，并經計算機對熱像圖的溫度場分布情況進行分析處理。森林草原防火部分：可燃物的含水率測定實驗、發熱量實驗、燃燒失重實驗、灰分測定實驗、粗脂肪測定實驗、粗纖維測定實驗、發煙量實驗、點火溫度測定實驗、差熱分析實驗、熱重分析實驗。要求學生掌握影響可燃物燃燒性能各因子的測定方法，能對可燃物進行差熱分析、熱重分析，以評價可燃物的燃燒性能，能進行阻燃樹種篩選。
消防救援實驗：水滅火實驗、濕式自動噴水滅火系統實驗、各式滅火器滅火效果分析對比實驗、模擬逃生實驗、消防通訊組網實驗。了解噴水滅火系統的組成和工作原理，不同類型水幕、水霧噴頭、噴射角度、風速等因素對火焰熱輻射、滅火及火災煙氣傳播性能的影響；通過觀察濕式噴水滅火系統的動作，了解系統組成，理解掌握濕式報警閥、閉式噴頭的工作原理。通過各式滅火器滅火性能的比較，加深學生對火災選擇滅火器的理解。通過模擬火災現場疏散逃生演練，掌握火災逃生自救的知識和技能。學會消防通訊的各種設備，能進行組網通訊。整個實驗內容體系圍繞并服務于我校消防工程專業課程，學生通過運用大量的消防工程工具和平臺，強化應用現代消防工程方法和工具的能力，以消防工程實驗增強消防工程專業學生的消防工程背景，各種綜合實驗提高學生從事消防工程系統規劃、設計、優化、控制、評價的能力和素養[2]。
構建實驗教學方式體系構建多樣的實驗教學方法體系可以有效的提高實驗教學質量，激發學生的學習能動性。#p#分頁標題#e#
以學生為中心的自主式實驗教學模式，采用以學生為中心的，自主式、合作式、互動式的實驗形式，采取啟發互動討論、探索研究的方法；實驗教師負責實驗項目設計、協調、監督、控制與評估。學生自主和協作完成實驗過程，并對結果的合理性、可行性等進行分析探討。以學生為中心，采用自我式、合作式、互動式的學習形式，變教師主導為學生自主，變教師灌輸為啟發、討論、互動，變機械式完成實驗過程為研究、探索、合作。
采用多媒體教學模式為學生講解基本的實驗原理，并通過視頻教學直觀的為學生展示實驗步驟與結果，實現教學過程可視化。引進計算機仿真、模擬技術和輔助設計，實現單純的操作實驗向操作、多媒體相結合的轉變。
針對不同實驗類型采用不同教學方式①基礎性實驗教學：教師在課堂上講解和示范，巡視和個別輔導，學生通過認真觀摩和反復訓練，養成嚴格的科學工作作風。②啟發式實驗教學：教師只提出問題，要求學生從計算→選定實驗裝置→制定實驗方案→實驗→數據處理→完成實驗報告→完成多媒體匯報→撰寫論文，獨立完成全過程，使學生得到全面的鍛煉。③實踐式實驗教學：與相關企業共同探討高校與企業的協作教育模式，建立教學實驗參觀基地，為學生提供實踐和研究條件，學生在企業進行現場調研，提出與工程實際相聯系的問題，提出實驗設計方案、制定技術路線、完成研究內容，進行實驗分析總結，解決實際問題。④研究性實驗教學：消防工程教研室許多教師從事和森林消防與工程實驗相關的科研項目，鼓勵學生根據自己興趣和能力選題研究，接觸先進實驗技術和學科前沿研究問題，培養學生的創新精神。⑤開放式實驗教學：實驗室開放為學生自主實驗營造了個性化的學習環境，通過“必做”與“選做”相結合的形式進行實驗內容的開放，較好地克服了開放實驗中“學生放任自流”的偏向。例如，“基本性實驗”安排為“必做”實驗，“綜合設計性實驗”采取“必做”與“選做”相結合，“科研創新性實驗”為“選做”實驗。
構建實驗層次教學體系進行實驗前，要求學生充分掌握實驗所涉及的理論框架、擬解決的問題、實驗設備和儀器的準備調試、材料的處理等內容，教師講授、示范后由學生重復、模仿并反復練習，達到熟練掌握的程度。根據不同階段的教學目的，將整個實驗教學分為4個層次。
基礎性實驗。這類實驗主要包括：①認知性或演示性實驗。用于學生對該實驗所涉及專業知識的全面理解。②驗證性或模擬性實驗。通過實驗對理論教學中的理論、方法、現象等進行驗證以加深對原理的系統理解和掌握，是向綜合性、設計性實驗發展的一個必要階段。
綜合型與應用型實驗。這類實驗可以完成知識上的綜合、建立現象之間的本質聯系，達到思維中的具體。學生要學會原理和實驗方法的基礎上綜合完成由認識性思維向探索性思維的轉變，完成驗證性實驗向設計性實驗的過渡。
設計型與研究型實驗。這類實驗是對理論性、應用性問題的設計和解決，旨在引導學生針對具體問題進行全面的思考，訓練學生思維的嚴密性、靈活性與深刻性，培養學生的實踐能力。要求學生具備一定知識底蘊和實驗技能的基礎上充分進行調研和查閱文獻，提出一定的理論深度和現實意義的擬解決問題，并設計出原理正確、實踐上可行的實驗方案，征得實驗教師同意后實施。實驗完成后，要對整個實驗的思路、過程和結果進行評價。在整個設計性實驗過程中，教師給予學生不同程度的指導，學生在模仿、重復的基礎上，不斷探索實驗的新條件、新方法、新手段，調動學生探索新方法的積極性，學科間的相互交叉和滲透也會自覺融匯于設計性實驗過程中，學生思維的開拓性就能得到訓練，實踐能力也將不斷提高。
創新型實驗。作為實驗教學的高級層次，創新型實驗旨在探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，倡導以學生為主體的創新性實驗改革，調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，逐漸掌握思考問題、解決問題的方法、提高其創新實踐的能力。通過開展實施創新性實驗，帶動廣大的學生得到科學研究與發明創造的訓練，改變目前高等教育培養過程中實踐教學環節薄弱，動手能力不強的現狀，改變灌輸式的教學方法，推廣研究性學習和個性化培養的教學方式，形成創新教育的氛圍，建設創新文化，進一步推動高等教育教學改革，提高教學質量。
構建實驗教學科技創新體系西南林業大學有省級和校級科技創新項目，以及省級重點實驗室開放項目，鼓勵學生積極參加科研和創新活動，參與教師科研課題。學生在教師的幫助下，自主選題，填寫大學生創新基金申請書，學校組織專家對申請報告的內容進行評審。學生在導師的指導下，從購買實驗材料開始，通過自主創新實驗，直到獲得實驗結果，撰寫科研論文，接受系統的科學研究訓練。對于來自教師科研項目轉化的科研創新實驗，學生根據自己的基礎和興趣選定實驗項目后，指導教師根據項目內容、報名學生的情況安排實驗。學生在教師的指導下，從文獻查閱、實驗方案設計開始，到實驗過程、實驗數據處理、撰寫科研報告和論文答辯全過程都自己獨立完成。這種開放實驗教育模式，從實驗空間、實驗時間、實驗內容直實驗管理均向學生提供自主學習的條件，培養學生創新能力和科研能力。
構建實驗教學考核體系實驗教學考核是實驗教學改革的重要環節，是對學生實踐能力的綜合考核特別是創新能力的考察，應在實驗教學中啟發學生獨立自主地發現和提出問題、分析和解決問題能力的培養，必須建立一套有利于培養學生創新能力等綜合能力的實驗教學考核模式[3]。構建科學合理的實驗教學考核體系有利于全面、客觀、合理考核學生實驗操作，有利于提高實驗教學質量。采用行程性與終結性相結合的方法，即結合課程特點與教學要求，建立以基本理論和基本技能為基礎，以綜合運用能力為重點，以學習態度為參照的綜合考評體系，注重考評方式的多樣化和考評指標的規范化，以保持對學生學習成績和教師教學效果檢驗的客觀公正性[4]。針對不同的實驗，采用理論考核、操作考核、實驗分析報告等相結合的方式，力求做到理論知識考核和運用理論知識綜合解決實際問題的能力考核相結合，學習結果考核與學習過程考核相結合，將定量考核與定性考核結合起來，以確?？己说目茖W性和準確性。為規范和統一實驗課考試方法及標準，更科學、全面地評定實驗課教學質量和學生的實驗動手能力，實驗課成績由平時成績、期終操作成績和課外實踐成績等部分組成?；A性實驗和專業特色的綜合性實驗主要從考勤、實驗過程檢查和實驗報告三個方面綜合考核并確定成績。創新性與設計性實驗一般單獨考試和記分，采用對申請優秀的實驗小組以現場展示、提問、學生作簡單答辯的方法考核后再確定最終成績。①平時考核：由實驗教師根據每學期的實驗開設進度，對學生進行考核?？己藘热莅ǎ簩嶒烆A習、實驗操作、實驗記錄、實驗報告等，得出平時成績。②期終考試：學期末進行理論和操作能力的考試。③課外實踐或創新性與設計性實驗：由學生根據自己的興趣至少選擇一個與課程相關的課外實驗，并撰寫實驗設計和相關報告。④實驗考核成績組成：實驗成績=平時成績×20％+理論考核成績×20%+操作成績×50%＋課外實踐或選做實驗成績×10%。#p#分頁標題#e#
結語
通過對我校實驗教學、學生就業及相關兄弟院校和校企協作教育單位的調研和分析，結合我校教師多年實踐的教學經驗、教學總結和實踐經驗，提出適合我校消防工程專業實驗教學目標、內容、教學方式、考核方式的改革，構建具有消防工程實驗教學體系，完善實驗課程內容、改善教學方式和考核方式、建立層次教學、鼓勵科技創新，適應新的實驗教學模式穩步持續發展，改變“重理論、輕實踐”的人才培養模式，達到培養和提高學生培養消防工程學生創造性思維、創新精神、創新能力和實踐能力的目的，實現人才培養跨越式發展，為社會提供能勝任城市消防、森林消防工作的復合型、創新型和實用型人才。
