发布人： 杨明潇
为顺应城镇水行业数字化转型与新质生产力发展趋势，破解给排水科学与工程专业中传统建筑消防教学实操难、可视化差、高危场景无法实训等痛点，以3D数字化技术为核心，全面推进专业课程数字化设计与制造的教学改革，从教学革新、育人成效两大维度实现课程提质升级，构建适配新时代AI+教学的人才培养的新范式。
一、深耕教学革新，打造三维数字化特色教学体系
立足给排水科学与工程专业人才培养需求，以《建筑消防技术》课程为试点，革新传统教学模式，重构课程教学内容、教学形式与实训体系，彻底打破传统课堂教学壁垒。
在教学内容重构上，环能学院建筑给水排水工程课程团队紧扣行业最新消防规范、智能消防技术发展以及我校建筑遗产保护特色优势，在开展“火灾特性－建筑防火设计－灭火技术”等模块化教学的同时，引导学生借助AI大模型，开展消防机器人、智慧消防系统、文物建筑火灾控制、锂电池火灾成因等热点问题的研究，在激发学生兴趣的同时，使学生树立运用专业能力担当时代使命、助力国家发展的理想与抱负。
在教学形式与实训体系上，以任务式教学为核心，构建“理论精讲+研学拆解+3D实操+实物落地”的协同教学方式。在详细讲解灭火技术的原理、组成、类型、设计应用等理论知识的基础上，指导学生研学SolidWorks、Blender等模型软件，结合建模需求，自主调研并完成方案设计、模型搭建、实物打印、实物拼装等工作，明确各构件的尺寸参数、壁厚标准、拼接方式、比例尺寸，统一建模规则，分项完成模型建立、优化与迭代；在切片软件中完成模型摆放、支撑添加、层厚设定和打印路径生成，依次开展实物初次打印、失败分析调整、最终打印及实体模型拼装等环节。借助工程实践创新中心3D打印技术优势，实现数字化模型与实体教学的转化，使学生完成从数字设计、仿真推演到实物制作的全流程训练，真正实现理论教学、数字实训、实体实践的深度融合。
二、聚焦育人成效，培育行业适配型创新实践人才
3D技术赋能课程改革，精准对接智能建造、智慧消防行业岗位核心需求，有效弥补了传统消防教学实训成本高、高危场景缺失、实践锻炼不足等短板，全方位提升专业育人质量，育人成效显著。
在学生能力培养层面，沉浸式、交互式的数字化教学模式，彻底改变了学生被动听课的学习状态，极大地调动了学生的专业学习积极性与创新思维。通过常态化的3D数字化设计、虚拟仿真推演与全流程实操训练，学生熟练掌握建筑消防数字化设计技巧，对消防系统运行逻辑、火灾应急处置、设计方案优化的研判能力大幅提升，有效解决了以往学生理论扎实、实操薄弱、设计思维滞后的问题，全面锤炼了工程实践与创新设计核心能力。
在人才赋能与科创培育层面，改革后的课程教学体系高度贴合建筑行业数字化、智能化转型需求，培养的学生兼具扎实的消防专业理论功底与数字化实操能力，有效缩短了校园学习与行业就业的适配周期，为城市安全建设、智慧消防领域输送高素质应用型、创新型人才。
三、精模巧构：学生数字化实训作品成果展示
1. 管网式七氟丙烷灭火系统
学生完成的管网式七氟丙烷灭火系统系列模型各具特色：首先，无论单元独立式或组合分配式系统，均严格对标国家标准与原厂设备参数，参照实体模型按不同 比例进行了缩小；其次，均完整还原了管网式气体灭火系统“储存—启动—输送—喷放”的工作逻辑。在打印方式上，有的采用一体化打印方式，有的采用拆分打印方式，有的采用一体化与拆分结合的打印方式，均清晰呈现防护区的独立管网布局；采用 Revit 软件建模，完整还原了系统气动驱动、管网输送、定向喷射的灭火流程。模型实现了从理论计算、三维建模到 3D 打印的全流程闭环，精准呈现了消防系统的核心构造与工作原理。
2. 柜式无管网七氟丙烷灭火系统
柜式七氟丙烷灭火系统模型由两座灭火剂储瓶柜体、连接管路、瓶头阀组件、控制报警模块、驱动容器五大核心部件组成，实物成果包含柜体本体、温感探测器、烟感探测器，未包含内部管路、气体罐体等复杂构件。采用分层结构设计，红色柜体模拟钢瓶储存箱体，顶部连通的架空管路复刻系统管网走向，侧边外挂火灾报警控制盒、烟感探测器、温感探测器等配件，还原了气体灭火从控制报警、管路输送到气体喷射的整套设备布局。
3. 七氟丙烷灭火系统组件
学生完成的七氟丙烷灭火系统组件模型采用打印+拼装的形式，分别打印驱动器、选择阀、容器阀等组件的微小构件，再通过拼装的形式，将分散的零件组合到一起，加装弹簧、螺丝等，使打印出来的成品尽量贴近实物。
4.学生心声：数字化实训赋能专业成长
《建筑消防技术》数字化教学改革，让学生们收获颇丰，对专业学习有了全新的认识与感悟。
李嘉堉（水 232，第 1 小组组长）：3D 打印课程的价值不仅在于“学会使用软件和设备”，更在于它提供了一条将课堂理论知识真正转化为工程化成果的实践路径。我们经历了从“理解原理”到“构建模型”，再到“形成实体作品”的全过程，对消防系统的结构逻辑有了更加直观和深入的认识。项目推进中遇到的打印不稳定、接口公差不足、装配不顺畅等问题，让我们在“发现问题—分析原因—优化设计—再次验证”的迭代中，真正提升了工程思维和问题解决能力。
魏志成（水 232，第 2 小组组长）：这是我第一次全程参与一个完整的消防系统建模工程，从管网设计到系统落地，过程中遇到了不少问题。从前总以为软件操作不过是动动鼠标、点几下按键，可真正参与到项目中才发现，模型是否具备加工可行性、是否符合专业规范，每一步都得反复推敲核对。这次实践让我对消防工程的严谨性有了切身感受，不再是课本上那种“应当遵守”的抽象概念。
于金琨（水 233，第 3 小组学生）：通过集流管的 3D 建模与打印制作，我将课堂消防理论与数字化建模技术相结合，对集流管的结构特点、工作作用有了更加直观深刻的理解。以往仅依靠平面图和文字知识，对管道结构、接口布局等细节认识模糊；在建模过程中逐步熟悉整体构造，深刻体会到消防工程设计严谨、精益求精的重要性。这次实训让我突破了纯理论学习的局限，有效提升了建模操作能力与专业认知。
孙嘉毓（水 231，第 4 小组组长）：作为组长负责整体统筹与进度把控，从制定项目目标、划分工作任务，到对接打印场地、设备协调，全程统筹推进项目落地。此次实践让我提升了项目管理、沟通协调与全局把控能力，深刻体会到工程项目分工协作、规范落地的重要性。
左艺林（水 233，第 5 小组组长）：本次 3D 课程让我全方位熟悉三维建模与 3D 打印全流程，统筹团队分工，跟进建模、渲染、切片打印所有环节。在协调模型修改、解决3D打印问题的过程中，不仅熟练掌握了实操技能，也提升了工程设计与团队统筹能力。
四、改革展望：构建数字化育人长效机制
深耕数智教改，赋能育人未来。《建筑消防技术》课程 3D 数字化教学改革，是我校推进 "AI + 教育” 深度融合的有益探索，为给排水科学与工程专业乃至整个工科领域的实践教学改革提供了可复制、可推广的经验范式。
下一步，学校将持续深化课程数字化改革成果，不断丰富 3D 数字化教学资源、优化虚实融合教学场景、深化校企协同育人，持续推进数字技术与土建类专业课程深度融合、课程实训与全国三维数字化创新设计大赛等高水平科创赛事的深度融合，为学生搭建常态化科创实践平台，持续擦亮学校数字化育人特色，为首都城市现代化建设与建筑行业高质量发展筑牢人才根基。
