曹瑩+李紅藝+劉廷鳳+胡志新+郭光+丁克強

【摘要】本文主要是對傳統(tǒng)工程環(huán)境中實驗和實習方面所具有的問題進行分析，并融合專業(yè)教育資源，制定完善的實踐方案，把虛擬仿真系統(tǒng)和實驗教學工作緊密的融合到一起，從而有效的提高實踐培養(yǎng)的效果。

【關鍵詞】環(huán)境工程 仿真系統(tǒng) 教學改革

【基金項目】南京工程學院高等教育研究改革課題（2015YB03；JG201403）。

【中圖分類號】X-4；TP391.9 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）43-0254-02

1.環(huán)境工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)中主要的問題

1.1因為時間空間上條件的制約，讓實驗教學工作還顯得不夠完善

環(huán)境工程專業(yè)盡管擁有相應配套的化學、生物、環(huán)境工程等專業(yè)實驗中心，并且還建有大氣污染控制、廢物處理、水污染控制等實驗裝置，不過由于工作空間、時間上的限制，研究項目通常是小試或者中試，其運行效果與實際生產和應用有一定差異。而且由于采用的是小型裝置，還受到運行時間方面的制約，導致學生無法對某些需要長時間運行的工藝參數(shù)進行恰當?shù)恼{試。比如完善的廢水處理工藝主要含有污泥馴化、相關水質指標測試，運行參數(shù)調試等方面，所花費的時間長則數(shù)月，這是傳統(tǒng)的實驗教學所不能夠全部實現(xiàn)的。

1.2因為實驗環(huán)境的制約，無法讓學生實現(xiàn)自主學習

一些實驗會用到高額的化學藥物，實驗項目承擔不起；有的需要使用到有毒甚至易制毒藥品，購買困難；有的需要使用強酸強堿，學生操作具有一定危險性。還有一些實驗則要采用大型儀器，但是往往其數(shù)量無法滿足眾多學生的要求。諸多的制約因素，導致過去所采用的實驗教學工作已經無法讓學生實現(xiàn)自主學習的目標，從而很大程度的影響了學生創(chuàng)新能力的提高。

2.仿真系統(tǒng)在本專業(yè)教學實踐中的應用

2.1 由于對專業(yè)理論的解釋，加深對知識的理解

我們通過污水生化處理實驗來說明一下，進行理論學習期間，會涵蓋很多的模型和公式，利用模型能夠具體的反映出在污水生化處理期間所有參數(shù)所具有的關聯(lián)性，例如水里含有機底物的降解速度和底物濃度之間所存在的關聯(lián)性。不過，學生很難完全掌握對數(shù)學模型的運用。而想要做好對模型系數(shù)的檢測，那么就一定要加大工作量，同時若實驗精度無法滿足擬合要求，那么反倒會讓學生對理論模型有錯誤的認識。

而采用仿真實驗系統(tǒng)就能夠解決這一難題。在實驗期間，學生要掌握理論模型的特點，之后制定實驗方法，對實驗所需要的擬變化參數(shù)和所需數(shù)據進行確立。在進行上機實驗的時候，學生要通過對實驗方式的了解，并合理的對水質、水量進行改進，另外還要和其余的參數(shù)進行融合，并在工況相對平穩(wěn)的時候對數(shù)據進行記錄。

在進行污水處理實驗期間，學生能夠感受到參數(shù)變化對水質所造成的影響，這樣就能夠對處理工作有一個更加具體的了解。學生在經過仿真實驗之后，對數(shù)據模型有了進一步的了解，從而讓學生獲得更加豐富的實踐經驗和理論知識。更為重要的是，學生的抽象以及邏輯思維水平會有一定的提高。

2.2 用于驗證性實驗的“前實驗”和實驗對比分析

驗證性實驗能夠讓學生對理論有進一步的了解，并且還可以提高動手能力。同時，仿真系統(tǒng)因為不會受到時空制約，所以能夠有效的運用到“前實驗”等自主學習當中。學生在還沒有開始實驗的時候，要采用仿真系統(tǒng)來對實驗的操作方式進行預習，從而得以充分的了解實驗內容與有關的理論知識，這樣就能夠讓實驗有效的開展。

仿真系統(tǒng)能夠展現(xiàn)出實驗的核心問題，但不會受實驗期間所發(fā)生的偶然因素影響，通常情況下，能夠把仿真實驗的結果當成一個理想值。所以，在驗證性實驗結束以后，要讓學生對測定和仿真結果所具有的差別進行分析，同時還要分析實驗可能的誤差來源和影響因素。這樣的方式能夠更好的提高實驗的效果，并可以提升學生的思維能力，另外還能夠對實驗的整個過程以及結果有更加深入的認識。

綜上所述，把仿真系統(tǒng)融入到教學實踐當中，能夠更充分地讓學生把所學到的理論知識有效的轉換成為實踐能力，同時還能夠讓學生創(chuàng)建“工程”概念，這對于學生提升自身的創(chuàng)造能力具有非常重要的作用。然而仿真系統(tǒng)的構建具有較高的復雜性，因此在今后的工作中，相關工作者一定要積極努力，爭取制定出更為完善的仿真方案，從而讓仿真系統(tǒng)能夠更好的服務于環(huán)境工程的教學工作。

參考文獻：

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