高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)虛擬實驗室的構建與應用研究

孫 雷，韓承輝

（江蘇城市職業(yè)學院，江蘇 南京 210036）

高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)主要是面向環(huán)保行業(yè)，培養(yǎng)能適應環(huán)境監(jiān)測、分析檢驗、污染治理工藝運營和工業(yè)水處理等工作需要，具有較強的監(jiān)測分析能力，污染處理設備選擇、運營和維護的能力，環(huán)境工程識圖、繪圖的能力，具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、精深專業(yè)技能和良好職業(yè)素養(yǎng)的高端技能型人才。

目前，高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)實踐教學資源不足，不能滿足該專業(yè)教學需要，

由于經費、場地的限制，很難在實驗實訓基地全面開展該專業(yè)實驗實訓項目，制約了開展實訓項目的數量和質量。

教育部教高［2006］16 號文件指出：“為更好地提高學生的實際動手能力。要充分利用現代信息技術，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗”為了貫徹落實教育部文件精神，加強實踐教學，降低經費投入，提高教學質量，本文將介紹采用計算機仿真技術和虛擬現實技術結合的“環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)”虛擬實驗室的研究和建設方案[1]。

1. 環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)虛擬實驗體系的構建

實驗是“環(huán)境監(jiān)測與治理技術”專業(yè)理論教學與實踐活動之間的橋梁，提高專業(yè)課程的教學質量，減低實驗儀器的成本，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和動手能力，將虛擬實驗引入實驗教學中，構建環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)虛擬實驗體系具有重要意義[2]。

“環(huán)境監(jiān)測與治理技術”虛擬實驗體現的構建是建成具有專業(yè)特色的仿真實驗、虛擬實驗體系，滿足學生在任何一個教學點通過網絡完成實踐教學任務，其體系架構如圖1。虛擬實驗體系完成儀器操作仿真、水環(huán)境監(jiān)測虛擬實驗、空氣環(huán)境監(jiān)測虛擬實驗以及污染治理的仿真等實驗項目。

2. 環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)仿真實驗室的構建

環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)仿真實驗是利用模型進行的實驗，利用仿真軟件等系統(tǒng)工具的模擬功能對環(huán)境監(jiān)測與治理的過程進行仿真，該專業(yè)的仿真軟件主要是由文字教材、實驗視頻、仿真實驗三個部分組成，其中文字由實驗目的、實驗器材、實驗預習、實驗報告組成；實驗視頻是通過教師的講解與示范，提供給學生正確的操作過程；虛擬仿真包括儀器操作仿真、污染治理仿真等[3]。仿真實驗室的詳細構建如表1。

表1 環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)仿真實驗室明細表

其中虛擬仿真實訓情況如表2。

表2 環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)仿真實驗應用情況表

3. 虛擬實驗在環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)教學中的應用

“環(huán)境監(jiān)測與治理技術”虛擬實驗主要是讓學生通過軟件來掌握流程，以污水處理廠仿真軟件的教學為例，學生通過使用污水處理廠的仿真軟件，直觀了解污水處理的流程，并了解各個處理單元，通過現場老師的指導，實地操作軟件的方法來完成實訓。為了彌補虛擬仿真軟件不利于實驗中的交流以及反饋評價中的缺陷，采用Moodle網絡課程作為虛擬仿真實訓的管理輔助平臺，輔助平臺提供了實驗資源、實驗安排、作業(yè)發(fā)布、報告上傳、交流論壇、在線測試等虛擬實驗教學支持服務，學生可以通過輔助平臺詳細記錄，認真填寫實訓內容、實訓過程、實訓結果，教師根據學生實訓情況進行評價，教師提出虛擬實驗的問題討論，學生進行討論，教師根據學生討論的情況進行指導，圖2是環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)虛擬實驗教學過程流程圖。

圖2 環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)虛擬實驗教學過程流程圖

4. 小結

本文針對高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)實驗實訓的現狀，以江蘇城市職業(yè)學院為實例，提出了高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)虛擬實驗室的構建方案，在此基礎上探討虛擬實驗在高職院校環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)實驗教學中實踐應用，通過實踐表明虛擬實驗可以提高該專業(yè)學生的實驗興趣，解決了實驗實訓中儀器不足等諸多問題。

[1] 王嘯東.PLC 虛擬實驗室的研究與建設[J].實驗室研究與探索，2012，（9）.

[2] 覃煥昌，韋家儒.網絡環(huán)境下虛擬實驗室教學及其趨勢探討[J].中國成人教育，2007，（14）.

[3] 張連峰.王棟.基于虛擬現實技術的高職院校實踐教學基地構建[J].教育與職業(yè)，2012，（24）.