（1）实验教学过程

本实验共4学时，实验教学过程中坚持“学生中心、问题导向、学科融合、创新实践”的实验教学理念，具体过程如下：

课程教学开始前，教师提前布置任务，学生结合教学指导资源中的教材相关内容和规范标准等进行预习和自学，对消防设施形成初步的感性认识。

首次课程教学，以虚拟仿真实验为依托，教师引导学生根据自己头脑中的初步认识，自行选择系统，开始对各个消防系统的原理、组成、状态、操作等内容的学习，使学生将感性认识逐步转化为理性知识；学习模式结束后，学生进入考核模式，教师进一步引导学生根据所学知识，在实验系统随机给出的场景中，进行现场状态检查、故障排除和功能测试，促进学生将理论与实践相结合；最后，实验系统根据学生所做操作给出考核结果和实验报告，学生可以对照考核结果进一步查漏补缺、找到知识短板，教师根据考核结果和实验报告，掌握学生的学习情况和课程难点、易错点，以便有针对性的实施课程教学。整个实验教学过程如图3.6所示。老师在期间只起到引导、释疑和推动作用。

         

            图3.6  实验教学过程流程图

①课前自主学习

课前，学生通过教材和教学指导资源自主学习掌握消防设施工作原理等相关知识。通过对实训教材相关内容和规范标准的自主学习，可以引发学生自主思考、由主讨论，提前对消防设施形成感性认识，带着要探究的问题和感兴趣的内容进入课堂；

②知识体系构建（3h）

课上，根据学生的预习情况，教师引导学生根据自己头脑中的初步认识，登录虚拟仿真训练系统学习模式，对各消防设施的原理、组成、状态、操作等进行学习，如图3.7所示。为充分调动学生自主性，实验采用开放式操作，学生可以自主选择想要学习的消防系统和组件，并可以在建筑场景中无约束的自主漫游和反复学习。通过实验模拟建筑内部消防设施的真实工作场景、水和烟气的流动状态、组件的内部结构等，有助于学生将感性认识转化为理性知识，并与实际相联系，为进一步的深入学习打好基础。如图3.8所示。

      

图3.7  引导学生进入实验

图3.8  学生在系统中自主学习

进入实验考核模式，学生可以根据自身情况，自主选择系统进行消防设施状态检查、功能测试、故障排除等内容的考核。考核内容为随机生成，每名学生、每次考核的内容均不完全一致，保证了考核的灵活度、全面性和个性化。此外，场景内组件设计为交互式操作，学生点击后系统给出反馈，同时后台会记录下每步操作，最大化的反应出学生的真实能力水平。如图3.9所示。③实践操作检验（0.75h）

图3.9  模拟实际场景检验学习效果

④考核结果反馈（0.25h）

考核结束后，系统给出学生的考核结果。考核结果分为两部分：一是正确的组件状态和操作步骤，有助于学生加深印象；二是学生自己给出的答案和操作，学生可以自行与正确操作进行比对，自行发现问题，思考产生问题的原因和如何改进，也可以就发现的问题和疑问与教师进行深入探讨。如图3.10所示。

图3.10  即时反馈考核结果

上面②-④三项程序是可以反复重复进行的，即学生可以随时进入考核模式，检验学习效果；也可以在考核结束后针对薄弱环节重新进入学习模式进行查漏补缺。

此外，虚拟仿真实验采用开放式的学习模式，如果课上时间不足，依靠网络平台的便利性，学生可在课下自主选择时间、地点登陆虚拟仿真实验平台，进入学习模式进行虚拟实验操作。学习模式不会产生实验操作成绩，学生可在不同的时段多次重复实验操作，直至完全掌握相关知识，提交正式的实验报告。给予学生充分的学习自由，有利于个性的发挥。

⑤学习情况分析

当学生认为已经完全理解掌握了相关知识，并完成了相关考核内容后，系统会自动生成并保存实验报告。如图3.11所示。教师可以通过查看实验报告，掌握学生的考核成绩、操作记录等信息，从而分析每名学生的学习情况和课程难点、易错点，在下一步的教学中有针对性的进行讲解和辅导。

图3.11  实验报告查看

（2）实验方法

本项目综合消防系统工作过程观察、系统组件识别、组件工作/准工作状态辨识、系统功能测试等多种实验方法。实验方法与实验目的、教学思路关系见图3.12。

图3.12  本项目采用的实验方法

①通过观察火灾发生时各个消防系统的工作过程，掌握各消防系统的组成，观察水流及烟气在管路中的流动情况和信号的传输过程，理解不同系统的工作原理；

②通过场景漫游，观察各个组件的内、外部结构及其在系统中的位置，掌握判断消防设施完好性的能力；

③通过对比组件在工作/准工作时的状态变化，掌握辨识组件不同工作状态的方法，以及排查组件错误状态的方法；

④通过对系统功能进行测试，并判断系统各组件动作是否正常，掌握在实际工作中对系统功能进行测试的方法，以及排除系统常见故障的方法。