童新金晶

（臺州科技職業(yè)學(xué)院 浙江 臺州 318020）

高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)是：以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)具有一定理論知識和較強(qiáng)實(shí)踐能力，面向基層、面向生產(chǎn)、面向服務(wù)和管理第一線職業(yè)崗位的實(shí)用型、技能型專門人才。因此，實(shí)踐環(huán)節(jié)在高職教學(xué)中占有非常重要的地位。目前，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)以校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和企業(yè)實(shí)習(xí)為主。筆者擔(dān)任環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)《水污染治理技術(shù)》任課教師多年，發(fā)現(xiàn)單開展兩種實(shí)踐教學(xué)存在一定的問題。教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》提出：要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)。筆者利用現(xiàn)代信息技術(shù)，對《水污染治理技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)部分內(nèi)容開展了仿真實(shí)訓(xùn)，收到了較好的教學(xué)效果。

《水污染治理技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)存在的問題

目前，大多數(shù)高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)的《水污染治理技術(shù)》課的實(shí)踐教學(xué)都是通過校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和校外實(shí)訓(xùn)完成的。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要為課本中所列的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如沉淀實(shí)驗(yàn)、氣浮實(shí)驗(yàn)等。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)使學(xué)生增加了對知識的理解，提高了實(shí)踐技能，對學(xué)生理解和掌握這門課的內(nèi)容和相關(guān)技能起到了非常重要的作用，但部分實(shí)訓(xùn)內(nèi)容相對陳舊，落后于現(xiàn)代水處理實(shí)際。而校外實(shí)訓(xùn)往往就是參觀污水處理廠或一些工業(yè)企業(yè)的污水處理設(shè)施。當(dāng)然，學(xué)生通過參觀學(xué)習(xí)，可以加深對污水處理設(shè)施的直觀印象，但對于污水處理工藝和設(shè)備、運(yùn)行參數(shù)、處理效果等，無法通過參觀來掌握。而學(xué)校自己建設(shè)污水處理工藝設(shè)施也很不現(xiàn)實(shí)：第一，投資太大，一般職業(yè)院校難以承擔(dān)基建和運(yùn)行費(fèi)用；第二，占地面積很大，職業(yè)院校很難配套相應(yīng)場地；第三，在實(shí)踐教學(xué)過程中，污水大多有臭味，導(dǎo)致部分學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)興趣不高。

職業(yè)教育的重要特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獲得實(shí)踐應(yīng)用能力。但實(shí)踐教學(xué)受到資金、場地、專業(yè)因素等限制，難以順利開展和真正達(dá)到實(shí)踐教學(xué)要求。針對上述問題，不妨在實(shí)踐教學(xué)中利用現(xiàn)代信息技術(shù)，對部分實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

仿真教學(xué)內(nèi)容

仿真實(shí)訓(xùn)是一種虛擬實(shí)訓(xùn)，即借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段，將必要的專業(yè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與實(shí)訓(xùn)過程數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)有關(guān)工作原理的直觀性、透明性并對其進(jìn)行虛擬、仿真。我院環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)仿真實(shí)訓(xùn)室已經(jīng)建成，購買了東方仿真軟件技術(shù)有限公司的水污染控制模擬軟件，包括了大量的水處理實(shí)驗(yàn)及工藝處理仿真訓(xùn)練項(xiàng)目。筆者先對污水處理廠和環(huán)保公司污水處理設(shè)計調(diào)試部門進(jìn)行調(diào)研，了解水污染治理崗位所需實(shí)踐技能等信息，根據(jù)調(diào)研信息，咨詢相關(guān)專家，對仿真教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化。因就業(yè)崗位中處理生活污水的技術(shù)崗位較多，重點(diǎn)對城市污水處理工藝進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)。仿真教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

針對崗位需求設(shè)計仿真實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的同時，制定了相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)。在仿真實(shí)訓(xùn)室利用模擬軟件對上述實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行仿真實(shí)踐教學(xué)，主要模擬仿真實(shí)訓(xùn)內(nèi)容中出現(xiàn)的問題，并進(jìn)行仿真解決。如仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中曝氣池MLSS過高問題，MLSS過高主要由于回流污泥量過大引起曝氣池中微生物量過高，因此需要減少污泥回流量，在模擬內(nèi)容中，要找到污泥控制的閥門，關(guān)小回流污泥閥門，增大剩余污泥排放閥門，并根據(jù)MLSS過高的程度，找到合適的閥門控制范圍。

仿真實(shí)訓(xùn)具有的優(yōu)勢

在《水污染治理技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)，開展仿真教學(xué)有不少優(yōu)勢：（1）使用靈活，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。仿真軟件安裝在電腦上可以很方便地應(yīng)用，非常靈活，學(xué)生可以利用課余時間根據(jù)自身情況自主安排實(shí)訓(xùn)，克服了一般實(shí)踐教學(xué)的場地、時間限制等缺陷。（2）仿真實(shí)訓(xùn)只要建設(shè)一個仿真實(shí)訓(xùn)室，購買相關(guān)仿真軟件，并進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，無需價格昂貴的高精密儀器、高要求的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、高花費(fèi)的實(shí)驗(yàn)耗材，就可以開展豐富的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以滿足新形勢下實(shí)踐教學(xué)的需求。（3）便于解決一些實(shí)訓(xùn)難點(diǎn)問題。一些工作難點(diǎn)是常規(guī)操作實(shí)訓(xùn)難以再現(xiàn)的，如水污染治理技術(shù)中的問題及其處理。問題的再現(xiàn)與處理對實(shí)訓(xùn)而言非常必要，但依靠操作實(shí)訓(xùn)實(shí)現(xiàn)困難很大。水污染治理技術(shù)操作實(shí)訓(xùn)在污水處理廠時間較短，不可能經(jīng)歷全部水處理問題的發(fā)現(xiàn)和解決。而計算機(jī)仿真實(shí)訓(xùn)是很好的手段，可以無數(shù)次地實(shí)現(xiàn)問題的再現(xiàn)與模擬處理。（4）實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)易耗品的大量消耗會帶來環(huán)境污染問題，而仿真實(shí)訓(xùn)可避免這些問題。（5）虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，使學(xué)生在仿真實(shí)訓(xùn)中能像玩游戲一樣全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中，非常有利于學(xué)生的技能提高。同時，在虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中學(xué)生獲得與真實(shí)環(huán)境一樣的體會，甚至可以使他們比在真實(shí)環(huán)境中更加投入，既保證實(shí)訓(xùn)效果，又能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

仿真實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的問題及優(yōu)化

《水污染治理技術(shù)》部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容開展仿真教學(xué)，在展現(xiàn)優(yōu)勢的同時，也出現(xiàn)了不少問題，主要表現(xiàn)為兩個方面：一是仿真軟件存在設(shè)計不合理的地方，比如，部分學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用水平較高，在模擬實(shí)訓(xùn)時，把全部操作按鈕操作一遍，軟件最終顯示操作正確。這與開展仿真教學(xué)提高實(shí)踐技能的初衷相違背。二是仿真教學(xué)考核方式需要改進(jìn)。仿真軟件一般有顯示分?jǐn)?shù)的功能，但往往難以真實(shí)反映出學(xué)生的實(shí)際操作水平。

針對以上問題，對仿真教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化，主要是改進(jìn)了實(shí)踐方式和考核方式。以往仿真教學(xué)形式就是用電腦軟件模擬操作，軟件顯示分?jǐn)?shù)為學(xué)生考核成績，存在著很大弊端。為此，優(yōu)化為以電腦軟件模擬操作和實(shí)踐報告相結(jié)合的方式。增加的實(shí)踐報告內(nèi)容主要為水處理問題出現(xiàn)的原因、處理操作的依據(jù)等，可以較為全面地衡量學(xué)生對實(shí)踐技能的掌握程度。以水處理技術(shù)仿真教學(xué)中污泥膨脹問題為例，模擬操作是打開藥劑罐向回流污泥中添加氯氣和增大剩余污泥排放閥門，實(shí)踐報告中應(yīng)寫明由于曝氣池中絲狀菌增多才引起污泥膨脹，向回流污泥中添加氯氣可以達(dá)到破壞絲狀菌的效果，而增大剩余污泥排放閥門，可以增大剩余污泥排放，加快曝氣池中活性污泥的更新，這些都是操作的依據(jù)。學(xué)生懂得原因和依據(jù)，再加上模擬操作，可以達(dá)到很好的實(shí)踐教學(xué)效果?？己朔绞揭餐瑫r優(yōu)化為以軟件顯示分?jǐn)?shù)和實(shí)踐報告評分相結(jié)合，改變了以往單一的考核模式，強(qiáng)調(diào)過程和效果考核。

通過以上優(yōu)化，教學(xué)效果明顯提高。模擬軟件仍存在一定的優(yōu)化空間，在日后的教學(xué)中需要進(jìn)一步改進(jìn)。一是現(xiàn)款模擬軟件畫面較為簡單，多為平面形式，需要軟件開發(fā)公司進(jìn)一步完善畫面，多采用污水處理廠實(shí)物圖片，最好是三維顯示，這樣更加直觀，給學(xué)生的印象更深刻。二是目前模擬軟件以活性污泥法工藝為主，現(xiàn)在水治理技術(shù)中，工藝方法較多，應(yīng)開發(fā)多種常用污水處理工藝，使仿真實(shí)訓(xùn)更貼近水處理技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用實(shí)際。三是軟件設(shè)計存在不合理之處，需要優(yōu)化，避免學(xué)生沒掌握實(shí)踐技能，軟件卻顯示高分的漏洞。軟件公司可以考慮，組織富有教學(xué)和專業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員參與開發(fā)仿真軟件，提供給教學(xué)第一線的廣大教師使用。

實(shí)踐教學(xué)是高職教學(xué)中極其重要的一環(huán)，部分實(shí)踐教學(xué)采用仿真的形式能夠更好地提高教學(xué)效果，在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)把模擬操作和實(shí)踐報告有機(jī)結(jié)合，可克服純粹模擬仿真存在的缺陷，有利于全面提高學(xué)生的實(shí)踐技能。仿真教學(xué)在職業(yè)教育中的作用是不可忽略的，如何讓仿真教學(xué)更好地提高學(xué)生的實(shí)踐技能，還需要積極探索。除了在仿真軟件上優(yōu)化外，職業(yè)教育工作者更應(yīng)去摸索新的教學(xué)方法，使其與目前水治理技術(shù)崗位的需要相吻合。

[1]姜春楊，張裕萍.高職化工仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的探討[J].科技資訊，2008（36）：157.

[2]馬中一.仿真教學(xué)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用研究[J].中國科技信息，2011（11）：205.

[3]徐立，趙平.現(xiàn)代信息技術(shù)在職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2007（28）：13.

[4]葉國健，寧滿俠.儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式—仿真教學(xué)與實(shí)際操作有機(jī)結(jié)合[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報，2008，15（5）：113.

[5]鄭仕華.關(guān)于高職院校利用虛擬實(shí)訓(xùn)室的思考[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2010（31）：298.