近年来,随着城市化进程的快速发展,公共区域安全应急管理形势更为严峻,亟需培养适应复杂环境的城市公共安全技术人才,为此选择城市复杂地下空间的安全应急问题为实验背景,融入相关的多门安全工程类课程,通过设计情景互动实验,达到培养学生综合运用多门课程知识应对公共区域安全应急问题的能力。
该虚拟实验课涉及安全工程专业的《工业通风》、《应急救援技术》、《安全管理学》等主干课程。通过多课程的有机融合,要求学生掌握通风、应急救援方面的知识,学会安全管理和安全规范,并能较好地应用于实际。实验要达到的教学目标如下:
1、实验总目的:构建高度逼真的虚拟实验环境和实验对象,解决由于城市地下空间公共交通行业灾害事故具有高风险和不可逆性导致难以开展实验的问题,摆脱现实环境的约束,将理论知识与实际的灾害事故通风安全与应急救援演练有机结合起来,提高学生对通风安全及应急救援现场的认识,掌握通风安全与救援知识,提高应急反应能力并能准确运用于实际。
2、实验具体目标
(1)掌握地下空间通风安全及应急救援技术的基础知识体系。通过实验掌握《工业通风》、《应急救援技术》、《安全管理学》等基础课程中关于通风设备及系统的运作原理,地下空间体的通风安全,事故应急处置全流程以及正确的应急疏散与救援的相关流程规范及城市地下空间的安全管理等知识。
(2)培养学生解决地下空间通风及应急施救等复杂工程问题的能力和工程素养。通过仿真实验平台中烟气、一氧化碳、能见度以及应急预案设置、救援过程演练、救援效率评估、自主设计实验方案等,使学生更好地理解和掌握重大灾害事故发生时的应急处置和应急救援知识,锻炼处理复杂工程的能力与素养,为从事地下空间安全应急管理打下良好的基础。
(3)在多学科相互融合的研究成果下,培养学生处理综合问题的能力。培养知识应用能力、综合实践能力、思维判断与分析能力、跨学科思维能力、对新技术的学习能力;培养团队意识、创新精神、科学严谨的工作态度;建立安全第一的社会责任感。
(4)培育践行社会主义核心价值观。明确新时代国家城市地下空间发展对安全应急救援创新性人才的需求,激发学生的责任担当、厚植家国情怀,实践价值引领。
为达成以上实验教学具体目标的达成,本实验设置3个模块内容:
模块一:理论知识学习:主要涉及通风设备、通风系统运作、火灾规律以及应急逃生四个小模块学习,摆脱传统单一的教学方式,深化学生对知识的理解。
模块二:实践操作部分:根据模块一理论知识的学习后,将其所学应用于实际演练当中,整个实验贯穿于通风安全与应急救援全过程。实践过程中出现多处交互以及知识点再现情节,可以进一步强化学生对知识的掌握,对未能掌握的知识给予提示,实现探究式学习。
模块三:考核反馈部分:理论与实践完成后,对本实验课程中涉及的知识点进行试卷线上考核。最后取实践模块与考核模块按比例折算后得到本实验课程学生的综合分数,同时填写实验报告,系统对学生未能掌握的知识及时反馈给学生和老师,便于学生反馈分析的同时,也利于老师下一步教学。
3、实验远期目标:开发成熟的城市地下空间综合体通风安全及应急救援虚拟仿真项目,涉及整个城市地下空间的各种场景模块,也可对城市公共交通枢纽企业及社会大众进行推广,使该实验课程服务于大众,增强整个社会的安全意识。通过通风模拟、应急救援预案设置与演练,深刻剖析通风安全与应急救援过程,查找事故救援过程中的突出问题和薄弱环节,针对救援措施的科学性、救助行动的有效性和提高自救互救能力等重点环节总结经验,通过将该实验进一步增加城市地下空间综合体应急救援的科学性。
通过该项目的运行与推广,既达到提高人才培养质量,又实现优势资源共享和社会服务的目的。