模擬仿真軟件在水處理工程實(shí)踐教學(xué)中的探索與應(yīng)用

張永合

摘要：本文主要根據(jù)水處理工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，依托模擬仿真軟件時(shí)間教學(xué)優(yōu)勢(shì)，探索了模擬仿真軟件在水處理工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具體應(yīng)用，以推動(dòng)教學(xué)高效開(kāi)展，大力提升教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：模擬；仿真軟件；水處理工程；實(shí)踐教學(xué)；應(yīng)用

引言

伴隨著仿真技術(shù)快速發(fā)展及仿真軟件廣泛普及，利用仿真軟件能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)生產(chǎn)情況模擬，彌補(bǔ)了以往實(shí)踐教學(xué)的不足。模擬仿真軟件輔助教學(xué)在教育及教學(xué)中已經(jīng)展現(xiàn)其顯著優(yōu)越性，可推動(dòng)教育發(fā)生變革，讓教學(xué)方式及教學(xué)模式發(fā)生翻天覆地變化，促進(jìn)教育發(fā)展。大學(xué)在水處理工程實(shí)踐教學(xué)中，因?yàn)閭鹘y(tǒng)教學(xué)模式及教學(xué)方法存在一定缺陷，難以適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)對(duì)于人才培養(yǎng)的需求。這就要求學(xué)校在先進(jìn)教學(xué)理論指導(dǎo)下，借助現(xiàn)代化教學(xué)儀器設(shè)備及教學(xué)軟件對(duì)教學(xué)手段和傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化完善。強(qiáng)化仿真軟件在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用，可在較短時(shí)間內(nèi)提出具有啟發(fā)性及典型性的問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行了解及探討，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生良好學(xué)習(xí)興趣。憑借模擬仿真軟件實(shí)踐教學(xué)，可提升廣大學(xué)生在教學(xué)中踴躍性和主動(dòng)性，給學(xué)生自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐提供有利條件，使學(xué)生對(duì)于理論與實(shí)踐能力能夠更好融會(huì)貫通，大大提高實(shí)踐教學(xué)水平。

1模擬仿真軟件在實(shí)踐教學(xué)中的重要意義

1.1可以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

與傳統(tǒng)教學(xué)相比較，憑借仿真軟件，廣大學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到更為繁瑣及實(shí)際的專業(yè)知識(shí)。由于條件局限性，在以往教學(xué)實(shí)踐中，需要把相對(duì)繁瑣知識(shí)盡可能簡(jiǎn)化，才能對(duì)其展開(kāi)分析，而利用仿真軟件，可以對(duì)系統(tǒng)一些參數(shù)做出改變，且憑借仿真結(jié)果展開(kāi)交互式及可視化顯示，同時(shí)能夠?qū)@些變化對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響及時(shí)做出評(píng)估，并且實(shí)時(shí)展開(kāi)分析。所以，借助于仿真軟件開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生自主構(gòu)思學(xué)習(xí)能力、對(duì)于知識(shí)探索能力及研究能力，還能培養(yǎng)學(xué)生良好學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神、探究精神及實(shí)踐操作能力的人才十分有利，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科研工作及今后利好發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

1.2模擬仿真軟件給教學(xué)雙方均給予有利的平臺(tái)

模擬仿真軟件涵蓋了數(shù)學(xué)、電子信息技術(shù)、物理、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及有關(guān)的測(cè)試技術(shù)。將模擬仿真軟件應(yīng)用到比較專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中，使學(xué)生能夠真切的體驗(yàn)到有關(guān)專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作情境，同時(shí)還能夠?qū)I(yè)性的儀器設(shè)備進(jìn)行合理運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生構(gòu)建有效的工程實(shí)踐環(huán)境，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新能力以及實(shí)踐操作技能的培養(yǎng)。

2實(shí)物實(shí)踐在水處理工程實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1污染嚴(yán)重

水處理工程屬于一種實(shí)踐技術(shù)學(xué)科，需對(duì)水處理的一些基礎(chǔ)技能進(jìn)行熟練了解以及運(yùn)用，這樣在實(shí)踐教學(xué)中，便需要開(kāi)展一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生對(duì)課程深入掌握。而在具體的實(shí)驗(yàn)中，往往需要采用大批量的各種化學(xué)藥劑，其中涵蓋許多復(fù)雜的污染成分。同時(shí)，時(shí)間之后有些水往往沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)處理便直接排入外界環(huán)境中，進(jìn)而造成嚴(yán)重水體污染，再者，因?yàn)樗袏A雜部分能夠揮發(fā)的污染物也會(huì)污染室內(nèi)空氣。

2.2實(shí)驗(yàn)操作繁瑣，教學(xué)效率低

在水處理工程實(shí)踐教學(xué)中，以往的實(shí)物教學(xué)形式，一般在學(xué)生自身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之前，老師需要耗費(fèi)大量的時(shí)間向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)原理以及操作流程，接著給學(xué)生做出比較實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單示范。這樣的教學(xué)模式相對(duì)單一，學(xué)習(xí)起來(lái)特別繁瑣枯燥，教學(xué)效率相對(duì)較低，而且在演示方面也比較籠統(tǒng)，缺乏全面性以及精細(xì)化，部分學(xué)生若沒(méi)有看清楚老師的操作演示，將會(huì)對(duì)整體實(shí)驗(yàn)過(guò)程、操作技術(shù)以及相關(guān)分析知識(shí)的掌握均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，從而無(wú)法達(dá)到最佳的實(shí)踐學(xué)習(xí)效果。

3.模擬仿真軟件在水處理工程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

3.1讓學(xué)生提前為實(shí)踐教學(xué)做好充分準(zhǔn)備

憑借模擬仿真軟件能夠?qū)⒔炭茣?shū)上比較枯燥乏味的知識(shí)轉(zhuǎn)換為聲音、文字、圖片、視頻以及動(dòng)畫(huà)等各類多媒體信息，創(chuàng)建成內(nèi)容豐富、形式多樣的教學(xué)模板，可以使學(xué)生對(duì)于教學(xué)知識(shí)更為易于理解以及掌握，同時(shí)也增加了實(shí)踐教學(xué)的趣味性和靈活性。這樣能夠大大減少學(xué)生由于實(shí)踐教學(xué)前期工作準(zhǔn)備不足而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)效果不佳的局面。再者，能夠讓學(xué)生提前知曉實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的操作流程以及具體步驟，還有實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)，易出現(xiàn)的問(wèn)題以及應(yīng)對(duì)方法， 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的獨(dú)立思考能力及處理能力，進(jìn)而提升實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的成功率，盡可能地取得教學(xué)雙方共贏的教學(xué)目的。

3.2對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行改善，有效處理好污染問(wèn)題

通常情況下，大部分的水處理工程實(shí)踐操作具有一定的危險(xiǎn)性。在實(shí)驗(yàn)中所用到的化學(xué)物內(nèi)有些含有大量有毒性的化學(xué)成分，所以在實(shí)踐操作時(shí)往往存在極大的安全隱患，但通過(guò)模擬仿真軟件進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，便能夠有效規(guī)避這些問(wèn)題。利用模擬仿真軟件可以對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行不斷改善以及優(yōu)化，讓學(xué)生在無(wú)污染、無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐。再者，因?yàn)橐酝慕虒W(xué)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室會(huì)因?yàn)閳?chǎng)地、經(jīng)費(fèi)以及試劑等相關(guān)因素的限制，致使一些實(shí)驗(yàn)無(wú)法較好的展開(kāi)，憑借仿真實(shí)踐教學(xué)，能夠把部分比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)在模擬的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，涵蓋某些劇毒性、探究性、破壞性以及綜合性的實(shí)踐操作，還能夠打破空間以及時(shí)間的制約，將復(fù)雜性的實(shí)踐轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的操作，從快變慢，由靜變動(dòng)，引起學(xué)生的關(guān)注，激發(fā)其對(duì)實(shí)踐教學(xué)的良好興趣。

3.3模擬整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程情況

通常水處理工程實(shí)踐教學(xué)中所開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)一般屬于某個(gè)工藝環(huán)節(jié)的一個(gè)反應(yīng)器，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)全部工藝生產(chǎn)過(guò)程的所有實(shí)驗(yàn)條件 而借助于模擬仿真軟件不但能夠?qū)ιa(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)的情境進(jìn)行模擬，而且還可以掌握整個(gè)過(guò)程的工作狀況。同時(shí)還能夠?qū)δ承l件做出相應(yīng)的改變，讓學(xué)生自主探索以及研究該如何確保其處于正常工作狀態(tài)，這樣不但可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的踴躍性和主動(dòng)性，而且可以對(duì)學(xué)生所掌握的理論知識(shí)進(jìn)行更為生動(dòng)靈活地驗(yàn)證。

3.4促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的可視化與形象化

在水處理工程實(shí)踐教學(xué)中，借助于仿真軟件，可以全面模擬實(shí)驗(yàn)中所涉及到的各類實(shí)驗(yàn)工具、環(huán)境以及化學(xué)藥劑等，讓學(xué)生如同身臨其境一般，通過(guò)顯示屏的展示可以將動(dòng)態(tài)和靜態(tài)相融合，將宏觀縮小，將微觀擴(kuò)大，在有限的時(shí)間內(nèi)從各個(gè)層面對(duì)水處理工程實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行展示，讓教學(xué)知識(shí)變得更為具體和形象，從而取得最佳的實(shí)踐教學(xué)效果。

4結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)等現(xiàn)代化新進(jìn)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，學(xué)校實(shí)踐教學(xué)理念也得到更新。模擬仿真軟件已經(jīng)開(kāi)展逐步運(yùn)用到水處理工程實(shí)踐教學(xué)中，特別是在課堂的實(shí)時(shí)實(shí)踐教學(xué)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，能夠大大培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及創(chuàng)新能力、探究能力以及自主構(gòu)思能力，從而逐漸優(yōu)化教學(xué)的互動(dòng)以及發(fā)展，進(jìn)一步提升水處理工程實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，取得最為理想的教學(xué)效果，達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維能力以及實(shí)踐操作能力的技術(shù)人才的最終目的。

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