基于仿真模型的環(huán)境專業(yè)教學方法創(chuàng)新探索

◆邵 留 彭自然 李娟英

(上海海洋大學)

一、教學中引入仿真模型的必要性

環(huán)境專業(yè)是實踐性與操作性很強的專業(yè)，專業(yè)實踐能力是衡量學生質量的重要標準，也是學校培養(yǎng)學生的定向目標。如何深入淺出，透徹地學好環(huán)境類相關課程，各個高校都花了很大的功夫，并相應地提供各種參觀與學習機會，但由于實訓條件的限制，無法全面、高質量地完成對學生實踐能力的培養(yǎng)，致使學生專業(yè)實踐能力相對缺失，課堂教學效果也并不是很好。課堂上，學生只是單純地被動接受知識，對處理原理與所涉及的設計要求往往只是一知半解。學生處于被動地位，積極性不高，教學效果不好。如何從基礎出發(fā)，更清楚地表明水處理構筑物與水處理原理、水處理工藝設計與水處理效果之間的關系，是廣大環(huán)境專業(yè)教師在教學過程中遇到的難題之一，在教學中引入水處理仿真模型能較好地彌補這一不足。水處理仿真模型與實際水處理設備相似，是實際構筑物的縮小版，其構造、水流特征和處理效果如同在工藝現(xiàn)場看到的一樣，具有強大的仿真能力。仿真模型引入到環(huán)境專業(yè)教學課堂中后，學生可以逐個選擇水處理工藝所需管道配件和水處理構筑物，并完成整個水處理工藝系統(tǒng)的連接與仿真，根據(jù)需要改變參數(shù)和裝置，進行探究式學習，有助于提高學習興趣，開闊思路，加強對水處理工藝的理解。利用仿真模型可以使學生快速了解水處理原理與水處理構筑物構造，并掌握水處理工藝基本設計方法，還可以彌補污水處理廠只能走馬觀花式的表面參觀，無法實際操作的不足。此外，仿真模型還可以驗證學生水處理工藝設計是否合理，并可對工藝流程進行改造，同時進行仿真訓練可以訓練學生的動手能力和解決問題的能力。因此，水處理仿真模型可應用于水處理工藝設計、水污染控制、水處理原理與技術等多門環(huán)境專業(yè)課程的教學中。

二、在教學中引入仿真模型的優(yōu)點

1.有助于學生思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

教學中水處理仿真模型的應用改變了以往單一的被動聽講形式，使學生既掌握了一種新型的學習方法，又可以自己展開實驗設計，大大提高了學生的學習興趣。尤其在仿真模型操作過程中，學生不再是被動地重復教師的操作，而是主動地去探求解決問題的方法，同樣的處理要求可以有不同的實現(xiàn)方法、不同的工藝程序，這能充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)他們運用所學知識分析問題和解決實際問題的能力。仿真模型教學富含趣味性、可操作性強，仿真模型設計具有科學性、逼真性，使用具有可重復性和可視性，趣味性及可操作性強。將構筑物仿真模型應用于環(huán)境專業(yè)實踐教學中，能啟發(fā)學生去觀察、去思考、去操作、去分析、去解決。在仿真模型上，同樣的場景可以重復去設計并進行相應的修改。仿真模型的引入，創(chuàng)造了一個模擬的訓練平臺，提供了全新的實踐體驗，鞏固了理論知識。

2.使學生由被動接受變?yōu)橹鲃犹剿?/h3>

水處理仿真模型在環(huán)境專業(yè)課堂上的引入，使得學生完全可以自己利用所學知識結合教材，進行分析、實驗操作、提交結果分析報告等。教師在整個教學過程中是學生引路人的角色，為學生獲得知識提供情景、引導學生自己去學習、設計實驗并驗證實驗結果。

3.突破教學過程中的空間和時間的限制

水處理仿真模型有助于改進教學效果和解決學校離污水廠遠，交通不便的問題。仿真模型在課堂中的引入突破了空間的限制，學生不必拘泥于處理現(xiàn)場，可以回到學校繼續(xù)進行研究，這樣就可對水處理的原理、方法有較明確的認識，對實踐中的難點也有了準備，當他真正走出學校時，能做到心中有數(shù)，減少了操作的盲目性，改善了教學效果。

4.提高了教學質量

傳統(tǒng)教學模式以教師口授為主，多采用多媒體加黑板的方法，一些機理較為抽象，教師講授困難，學生理解困難，影響了教學效果。在教學中引入仿真模型能較好解決這一問題，使枯燥干癟的內容生動起來，知識點更直觀，更容易被學生接受。因此，在課堂教學中引入仿真模型能明顯提高教學質量。

三、結束語

綜上所述，水處理仿真模型可以為學生提供發(fā)揮主觀能動性、主動展開學習的模擬實踐環(huán)境，能極大地調動學生的積極性。將水處理仿真模型引入環(huán)境專業(yè)教學過程中后，學生們培養(yǎng)鍛煉了自己解決實際問題所必須的各種技能，了解、掌握了所采用的測量方法和儀器設備的性能，為以后的課程學習及參與科研課題打下了良好的基礎。另一方面，學生在仿真實踐的過程中逐漸提高了興趣，不斷地投入，并嘗試各種變化，達到了我們追求的:以教為主的教學模式轉變?yōu)橐詫W為主的教學模式。在實踐環(huán)節(jié)的教學上，重視發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，在教學中取得了明顯的效果，學生在整個學習過程中處理問題的能力與過去相比得到了較大的提高，對教學質量的提高和應用型人才的培養(yǎng)非常有益，得到了學生的好評?？梢灶A見，引入仿真模型輔助環(huán)境類課程教學，是教學發(fā)展的必然趨勢。仿真模型會不斷發(fā)展，不斷推進教學方法的改進。

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