本实验适应新时代公共安全及消防事业发展需要，以培养高素质应用型复合型消防专业技术人才为目标，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，按照“虚实结合、以虚补实”的原则，通过虚拟仿真技术，模拟火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、室内消火栓系统和防排烟系统在建筑中的真实设置场景，展现消防设施在准工作状态和火灾状态下的运行工作状态，学生可对各消防系统的工作原理、主要组成、静态检查方法、功能测试方法进行学习和考核，以解决现实中消防专业技术人才培养的瓶颈。

（1）实验的必要性及实用性

①必要性

第一，传统理论教学方法缺乏直观认识。理论教学的方式手段虽然在不断的革新进步，但仍旧无法满足对学生应用能力要求较高课程的需要，传统的课堂教学模式无法使学生对整个消防系统的组成方式、组件状态、工作流程等进行直观、深入的学习和理解，从而造成一知半解、知识凌乱分散，学生通常只了解外在局部，而对消防系统的全面组成、运行过程无法全面掌握。在场地训练前开展本实验，能够很好的解决传统教学方法不直观、不具象、不系统、不深入的问题，将整个消防系统在建筑中的布局直观展现在学生面前，极大的提高了学生对消防系统整体布局和组成的理解程度，能够为开展能力训练打下良好的基础。

第二，传统教学方法缺乏操作训练机制。传统的课堂教学方法只能通过教师讲授的方式学习消防系统的检查和操作，即便有照片和视频资料辅助，学生也无法进行身临其境的真实训练，极大的局限了能力训练的效果。使用“建筑消防设施有效性检查与功能评测虚拟仿真系统”进行教学，学生既可以站在学习者的角度在模拟真实现场的场景中开展实地学习，又可以站在技术人员的角度对建筑消防系统进行模拟操作和检查，显著提高了学习和训练的效果。

第三，场地教学设备承载能力有限。实验室自身具备硬件完善的实训场地，设备种类齐全、功能齐备。场地训练虽然能够起到很好的能力训练作用，但也存在很明显的不足，其中之一就是场地训练设备数量有限（每种设施只有一套），承载能力不足，无法同时满足过多学生反复展开实地操作训练，学生动手操作机会少之又少。本实验能够很好的弥补场地设备承载力的不足，为学生全方位、多角度反复进行训练提供良好的保障。

第四，场地教学损耗高、维护困难。场地教学设备投资大、造价高，如果过度使用、维护保养不善，则会造成严重损耗，维修成本高。如火灾报警控制器因不同故障原因，维修成本从3万-8万不等。本实验能够减少学生错误操作，适当保护场地设备，有效降低教学成本。

第五，部分场地教学存在操作危险性。为了真实展现消防系统的工作过程、达到良好的能力训练效果，场地教学设备全部与实际工程高度一致，多数设备带电、带水、带气运行，个别系统操作存在一定的危险性。本实验能够在保证训练效果不减的情况下有效规避风险。

第六，实际建筑现场检查测试难于实现。学生到实际建筑现场参观检查易于实现，但因部分操作对建筑使用会产生影响，真正动手操作困难，如湿式自动喷水灭火系统进行功能测试时，喷头破裂，会导致建筑内其他物品被水浸泡，且测试完成后还要对喷头进行更换，而虚拟仿真系统很好的解决了动手难的问题。

②实用性

通过虚拟仿真技术，将建筑内消防设施真实再现。可对各个消防系统的组成、工作过程、状态检查以及功能测试方法进行学习；在考核模式中，系统随机给出消防设施不同工况场景，可进行状态检查和功能测试，从而提升学生对建筑内消防设施进行日常监督检查、系统功能测试、维护保养等专业技能。学生能够直观看到实验效果，有效调动了学生参与实验教学的积极性和主动性，激发了学生的学习兴趣和潜能。

学生能够以第一视角看到设备内部结构，很好地弥补了现场教学过程中，只知设备外部构造，不知内部结构的难题，也有助于学生更好地理解消防设施动作过程及其工作原理。

在贴近真实的模拟火灾过程中，学生可以清楚地观察到消防系统各组件的细微动作、管道中水流、烟气的流动以及信号的传输过程，眼前呈现出真实的起火与灭火全过程，提升了学习效果，凸显了虚拟仿真实验的优势。

（2）教学设计的合理性

“建筑消防设施有效性检查与功能评测虚拟仿真系统”将建筑内最重要、最常见的消防系统与实际建筑完美融合，真实展现工程场景的同时，结合消防系统设计的最新技术方案和规范要求，不但能全方位展示系统组成及工作过程，亦可将烟、水、气的流动过程生动展现给学生，学生利用仿真系统能够全方位进行各种系统的学习、模拟操作和考核，结合场地教学，形成了虚拟仿真与场地教学相互补充、完美融合的教学模式，采用先进的教学理念推进理论教学与实践教学的融合。

（3）实验系统的先进性

本项目采用3D虚拟仿真技术，运用三维建模、动画等技术手段，真实再现建筑物内的消防设施，模拟出火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、机械加压送风系统以及机械排烟系统在建筑中的真实设置场景，实现“以虚代实”，让学生有亲历漫游建筑内消防设施的体验。开放式虚拟仿真实验教学管理平台以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托，采用面向服务的软件架构开发，集实物仿真、创新设计、智能指导、虚拟实验结果自动批改和教学管理于一体，具有良好自主性、交互性和可扩展性。