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摘 要： 本文針對普通本科院校環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的實際問題，從環(huán)境工程專業(yè)實踐實訓(xùn)的特點出發(fā)，借助計算機模擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，構(gòu)建一個環(huán)境工程專業(yè)工藝設(shè)計虛擬實踐創(chuàng)新平臺，并介紹該平臺的主要功能、特點及建設(shè)該平臺應(yīng)注意的主要問題。

關(guān)鍵詞： 環(huán)境工程專業(yè) 實踐創(chuàng)新能力 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

環(huán)境工程專業(yè)是應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)原理解決現(xiàn)實中存在的環(huán)境問題的一門學(xué)科，其培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)在環(huán)境工程領(lǐng)域從事規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才[1]。隨著當(dāng)前社會對工科人才選擇的實用性傾向日趨增強，環(huán)境工程專業(yè)中那些具有一定的實際工作經(jīng)驗，動手能力較強，基本能獨當(dāng)一面，在短期內(nèi)可創(chuàng)造經(jīng)濟價值的學(xué)生備受用人單位的青睞[2]，而一些操作能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和管理能力欠佳的學(xué)生在就業(yè)中的劣勢進一步凸顯。因此，如何扎實有效培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革的一項重要課題。

1.環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)特點和能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

作為一門自然科學(xué)，環(huán)境工程專業(yè)在當(dāng)前的傳統(tǒng)教學(xué)過程中比較注重概念、規(guī)律、原理等自然科學(xué)知識的傳授，重視培養(yǎng)學(xué)生的思想認(rèn)知和行為習(xí)慣，而以邏輯思維訓(xùn)練為主的實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在一定程度受到忽視和抑制，普遍表現(xiàn)為環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在實踐創(chuàng)新傾向方面較其他學(xué)科的學(xué)生較弱[3]。其本質(zhì)原因是環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃課程內(nèi)容大多表現(xiàn)得較抽象，不通過實踐實訓(xùn)環(huán)節(jié)往往難以得到充分詮釋。而當(dāng)前大多學(xué)校的教學(xué)過程則比較注重對抽象概念和原理的解釋，過于偏重理論科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，對實踐實訓(xùn)環(huán)節(jié)不能深入開展，導(dǎo)致學(xué)生的抽象思維和邏輯推理能力得到提升，但實踐和創(chuàng)新能力比較缺乏，面對紛繁復(fù)雜的實際問題顯得茫然無策。因此，目前環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生普遍存在理論基礎(chǔ)較扎實，而實踐能力和創(chuàng)新能力比較薄弱的傾向，這不僅制約環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，而且成了環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)能力不足的關(guān)鍵影響因素。

為突破環(huán)境工程專業(yè)工程技術(shù)人才培養(yǎng)中實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)較弱這一典型傾向，目前多數(shù)普通本科院校不惜以減少基礎(chǔ)課程的學(xué)時為代價，通過基礎(chǔ)課程為實踐實訓(xùn)課程“讓路”，刻意加強實踐實訓(xùn)課程的課時比重的措施提高學(xué)生的實踐能力。這雖然在一定程度上緩解了環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的這一典型傾向，但導(dǎo)致某些學(xué)生對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程的重要性和必要性認(rèn)知不夠，對環(huán)境工程專業(yè)需要具備的綜合素質(zhì)缺乏掌握等諸多新的問題產(chǎn)生，進而不僅影響了專業(yè)后續(xù)課程的教學(xué)效果，而且對學(xué)生將來在工程技術(shù)崗位上發(fā)揮主觀能動性和技術(shù)創(chuàng)新性制造了潛在的影響因素。因此，如何在保證基礎(chǔ)課程有效學(xué)時的前提下，尋求實踐實訓(xùn)環(huán)節(jié)深入開展之路，成為當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革所面臨的突出問題之一。而計算機這一現(xiàn)代化的教育技術(shù)工具，由于具有交互性，并提供多媒體、立即反饋及超文本、超鏈接等多種有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探索的教學(xué)功能，引起人們的關(guān)注。因此，基于計算機仿真模擬技術(shù)的環(huán)境工程專業(yè)實踐實訓(xùn)方法應(yīng)運而生，且日益適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)境工程發(fā)展趨勢。

2.工藝設(shè)計網(wǎng)絡(luò)虛擬實踐創(chuàng)新平臺的構(gòu)建方案

環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生工藝設(shè)計虛擬實踐創(chuàng)新平臺是針對普通本科院校環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生課程設(shè)計實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)所面臨的課時不足問題，根據(jù)該專業(yè)工藝設(shè)計的實效性特點，借助計算機仿真模擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子制圖技術(shù)等手段，將現(xiàn)實的環(huán)境治理問題以案例形式融入虛擬實訓(xùn)活動中，運用問題驅(qū)動式、啟發(fā)式、探索式和研究式等多種教學(xué)方法，所構(gòu)建出的一個開放性的虛擬設(shè)計平臺，其基本框架如下圖所示。

2.1工藝設(shè)計網(wǎng)絡(luò)虛擬實踐創(chuàng)新平臺的內(nèi)容

該虛擬實踐創(chuàng)新平臺的建設(shè)內(nèi)容大體可劃分為三個模塊（如上圖所示）：①現(xiàn)實問題發(fā)布模塊。是教師根據(jù)生活中出現(xiàn)的現(xiàn)實環(huán)境問題，結(jié)合專業(yè)實踐需求，運用問題驅(qū)動式和啟發(fā)式的教學(xué)方法，提出解決問題的基本導(dǎo)向和有關(guān)技術(shù)參數(shù)，設(shè)計出學(xué)生實訓(xùn)設(shè)計題目并通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布；②虛擬工藝設(shè)計模塊。學(xué)生根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布的實訓(xùn)題目及有關(guān)啟示、要求和技術(shù)參數(shù)，綜合應(yīng)用專業(yè)知識做出設(shè)計方案，并使用模塊內(nèi)提供的工藝設(shè)計各類虛擬工具、設(shè)備等，具體做出解決問題的工藝流程，而后向網(wǎng)絡(luò)平臺提交和申請評估鑒定；③評估鑒定模塊。在網(wǎng)絡(luò)開放性環(huán)境下，由發(fā)布實訓(xùn)題目的教師運用探索式和研究式的教學(xué)方法，與參與平臺訓(xùn)練的所有學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)互動，共同對提交的各待評估設(shè)計作品進行分析、探討、研究、修改和篩選，最終形成解決問題的最佳工藝設(shè)計流程，從而使學(xué)生在整個操作過程中得到實踐學(xué)習(xí)和啟示。

2.2工藝設(shè)計網(wǎng)絡(luò)虛擬實踐創(chuàng)新平臺的特點

從環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生工藝設(shè)計虛擬實踐創(chuàng)新平臺的內(nèi)容結(jié)構(gòu)可以看出，它是依托校園網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成，自身具有鮮明的特點：①該平臺在使用上完全不受時間限制，因此可充分利用學(xué)生“第二課堂”時間和其他業(yè)余時間進行，這樣能夠使學(xué)生的實踐實訓(xùn)活動不必占用過多課時，較好地緩解基礎(chǔ)課與實訓(xùn)課課時分配上的矛盾；②該平臺在使用上完全不受空間的限制，實現(xiàn)教師和學(xué)生可以在不同的地點共同、平等參與實訓(xùn)活動的可能，一定程度地避免理工科學(xué)生性格較為內(nèi)斂的普遍性不利傾向，增強學(xué)生與教師的實踐互動效果；③該平臺一定程度地迎合當(dāng)代大學(xué)生的興趣愛好，集趣味性和現(xiàn)實性于一體，為師生互動學(xué)習(xí)提供輕松愉快的虛擬環(huán)境，廣泛調(diào)動學(xué)生參與積極性和參與有效性。

3.工藝設(shè)計網(wǎng)絡(luò)虛擬實踐創(chuàng)新平臺建設(shè)應(yīng)注意的問題

盡管環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生工藝設(shè)計虛擬實踐創(chuàng)新平臺的建設(shè)充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源等現(xiàn)代教育技術(shù)手段，迎合了學(xué)生喜好，有效彌補了專業(yè)實踐實訓(xùn)教學(xué)課時的不足，增強了學(xué)生參與的靈活性，調(diào)動了學(xué)生實踐創(chuàng)新的積極性，但在其建設(shè)和運作過程中仍要注意以下問題，否則就會使該平臺建設(shè)流于形式，功能發(fā)揮受限，無法達到有效提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的預(yù)期效果。

3.1要以工藝設(shè)計實踐為核心構(gòu)建知識集群課程體系

從該平臺的內(nèi)容結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，其有效運行和使用是以該專業(yè)學(xué)生能夠針對現(xiàn)實存在的環(huán)境問題獨立進行基本的治理、處理工藝設(shè)計為前提的，否則該平臺將失去應(yīng)有的使用效果。因此，建設(shè)和使用該平臺之前就必須對環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)計劃有針對性地進行調(diào)整，即要圍繞該專業(yè)工藝設(shè)計實踐所需要的各項基礎(chǔ)知識，以及各項基礎(chǔ)知識的重要程度，對有關(guān)的課程范圍、課程內(nèi)容和課程比重等進行集群化調(diào)整設(shè)計，以滿足學(xué)生獨立進行實踐設(shè)計所必需的知識基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，真正形成“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力、淡專業(yè)”的通才教育[4]。

3.2要善于運用多種教學(xué)方法

該平臺的使用運行基本上是在學(xué)生課后學(xué)習(xí)時間進行的，其最大的使用特點是以問題驅(qū)動式、啟發(fā)式、探索式和研究式等教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的自我實踐動力和創(chuàng)造力，巧妙地將學(xué)生被動實踐學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成為主動實踐探究。因此，該專業(yè)教師應(yīng)靈活掌握多種教學(xué)方法和教學(xué)藝術(shù)，在工藝設(shè)計基礎(chǔ)知識、實踐知識的課堂、課后傳授過程中都能善于運用這些教學(xué)方法，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動意識和自主習(xí)慣，以有效配合該系統(tǒng)平臺的有效使用和運行。

3.3要與組織專業(yè)科技創(chuàng)新競賽和組建實踐創(chuàng)新學(xué)生團體相結(jié)合

學(xué)生參與積極性是影響該平臺使用運行效果的關(guān)鍵因素之一。為進一步調(diào)動學(xué)生的參與積極性，一方面可以依托該平臺的使用運行，在專業(yè)范圍內(nèi)以工藝設(shè)計實踐創(chuàng)新為核心，針對性地構(gòu)建和定期舉辦專業(yè)科技創(chuàng)新競賽系列活動，并不斷擴大參與范圍和加大獎勵力度，在學(xué)生中形成“互學(xué)、互幫、互趕”的學(xué)習(xí)競爭意識和氛圍，促進學(xué)生參與實訓(xùn)的主觀動力。另一方面可依托該平臺的使用運行，成立旨在培養(yǎng)、鍛煉和提高學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識的學(xué)生社團，將其納入正常的實訓(xùn)管理之中，建立起規(guī)范化、制度化的學(xué)生課外活動體系[5]，鼓勵和支持學(xué)生的實踐創(chuàng)新熱情，進而有效推動學(xué)生對該平臺的有效使用。

3.4要建設(shè)高水平的教師指導(dǎo)團隊

在該平臺的使用運行過程中，指導(dǎo)教師、設(shè)計者和其他學(xué)生共同對每個設(shè)計作品進行分析、探討、研究和修改是最核心的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生實踐創(chuàng)新能力開發(fā)的關(guān)鍵過程。在這個核心環(huán)節(jié)中，教師的指導(dǎo)作用具有絕對主導(dǎo)地位，要求教師具有豐富的專業(yè)知識、實踐經(jīng)驗及靈活的實踐指導(dǎo)方法。因此，構(gòu)建一支學(xué)歷層次較高、知識結(jié)構(gòu)合理、具有有效的工程實踐指導(dǎo)能力和較強科研能力的教師指導(dǎo)團隊，并有效發(fā)揮團隊在學(xué)生工藝設(shè)計實踐中的主導(dǎo)作用，對該平臺的使用運行效果起著決定性作用。

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基金項目：寶雞文理學(xué)院重點項目（ZK12053）；陜西省重點學(xué)科自然地理學(xué)聯(lián)合資助。