基于仿真模型的环境专业教学方法创新探索

◆邵 留 彭自然 李娟英

(上海海洋大学)

一、教学中引入仿真模型的必要性

环境专业是实践性与操作性很强的专业，专业实践能力是衡量学生质量的重要标准，也是学校培养学生的定向目标。如何深入浅出，透彻地学好环境类相关课程，各个高校都花了很大的功夫，并相应地提供各种参观与学习机会，但由于实训条件的限制，无法全面、高质量地完成对学生实践能力的培养，致使学生专业实践能力相对缺失，课堂教学效果也并不是很好。课堂上，学生只是单纯地被动接受知识，对处理原理与所涉及的设计要求往往只是一知半解。学生处于被动地位，积极性不高，教学效果不好。如何从基础出发，更清楚地表明水处理构筑物与水处理原理、水处理工艺设计与水处理效果之间的关系，是广大环境专业教师在教学过程中遇到的难题之一，在教学中引入水处理仿真模型能较好地弥补这一不足。水处理仿真模型与实际水处理设备相似，是实际构筑物的缩小版，其构造、水流特征和处理效果如同在工艺现场看到的一样，具有强大的仿真能力。仿真模型引入到环境专业教学课堂中后，学生可以逐个选择水处理工艺所需管道配件和水处理构筑物，并完成整个水处理工艺系统的连接与仿真，根据需要改变参数和装置，进行探究式学习，有助于提高学习兴趣，开阔思路，加强对水处理工艺的理解。利用仿真模型可以使学生快速了解水处理原理与水处理构筑物构造，并掌握水处理工艺基本设计方法，还可以弥补污水处理厂只能走马观花式的表面参观，无法实际操作的不足。此外，仿真模型还可以验证学生水处理工艺设计是否合理，并可对工艺流程进行改造，同时进行仿真训练可以训练学生的动手能力和解决问题的能力。因此，水处理仿真模型可应用于水处理工艺设计、水污染控制、水处理原理与技术等多门环境专业课程的教学中。

二、在教学中引入仿真模型的优点

1.有助于学生思维、创新能力的培养

教学中水处理仿真模型的应用改变了以往单一的被动听讲形式，使学生既掌握了一种新型的学习方法，又可以自己展开实验设计，大大提高了学生的学习兴趣。尤其在仿真模型操作过程中，学生不再是被动地重复教师的操作，而是主动地去探求解决问题的方法，同样的处理要求可以有不同的实现方法、不同的工艺程序，这能充分发挥学生的主观能动性和创造性，培养他们运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力。仿真模型教学富含趣味性、可操作性强，仿真模型设计具有科学性、逼真性，使用具有可重复性和可视性，趣味性及可操作性强。将构筑物仿真模型应用于环境专业实践教学中，能启发学生去观察、去思考、去操作、去分析、去解决。在仿真模型上，同样的场景可以重复去设计并进行相应的修改。仿真模型的引入，创造了一个模拟的训练平台，提供了全新的实践体验，巩固了理论知识。

2.使学生由被动接受变为主动探索

水处理仿真模型在环境专业课堂上的引入，使得学生完全可以自己利用所学知识结合教材，进行分析、实验操作、提交结果分析报告等。教师在整个教学过程中是学生引路人的角色，为学生获得知识提供情景、引导学生自己去学习、设计实验并验证实验结果。

3.突破教学过程中的空间和时间的限制

水处理仿真模型有助于改进教学效果和解决学校离污水厂远，交通不便的问题。仿真模型在课堂中的引入突破了空间的限制，学生不必拘泥于处理现场，可以回到学校继续进行研究，这样就可对水处理的原理、方法有较明确的认识，对实践中的难点也有了准备，当他真正走出学校时，能做到心中有数，减少了操作的盲目性，改善了教学效果。

4.提高了教学质量

传统教学模式以教师口授为主，多采用多媒体加黑板的方法，一些机理较为抽象，教师讲授困难，学生理解困难，影响了教学效果。在教学中引入仿真模型能较好解决这一问题，使枯燥干瘪的内容生动起来，知识点更直观，更容易被学生接受。因此，在课堂教学中引入仿真模型能明显提高教学质量。

三、结束语

综上所述，水处理仿真模型可以为学生提供发挥主观能动性、主动展开学习的模拟实践环境，能极大地调动学生的积极性。将水处理仿真模型引入环境专业教学过程中后，学生们培养锻炼了自己解决实际问题所必须的各种技能，了解、掌握了所采用的测量方法和仪器设备的性能，为以后的课程学习及参与科研课题打下了良好的基础。另一方面，学生在仿真实践的过程中逐渐提高了兴趣，不断地投入，并尝试各种变化，达到了我们追求的:以教为主的教学模式转变为以学为主的教学模式。在实践环节的教学上，重视发挥学生的主动性和创造性，在教学中取得了明显的效果，学生在整个学习过程中处理问题的能力与过去相比得到了较大的提高，对教学质量的提高和应用型人才的培养非常有益，得到了学生的好评。可以预见，引入仿真模型辅助环境类课程教学，是教学发展的必然趋势。仿真模型会不断发展，不断推进教学方法的改进。

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