◆邵 留 彭自然 李娟英

(上海海洋大學(xué))

一、教學(xué)中引入仿真模型的必要性

環(huán)境專業(yè)是實(shí)踐性與操作性很強(qiáng)的專業(yè)，專業(yè)實(shí)踐能力是衡量學(xué)生質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的定向目標(biāo)。如何深入淺出，透徹地學(xué)好環(huán)境類相關(guān)課程，各個(gè)高校都花了很大的功夫，并相應(yīng)地提供各種參觀與學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，但由于實(shí)訓(xùn)條件的限制，無法全面、高質(zhì)量地完成對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，致使學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力相對(duì)缺失，課堂教學(xué)效果也并不是很好。課堂上，學(xué)生只是單純地被動(dòng)接受知識(shí)，對(duì)處理原理與所涉及的設(shè)計(jì)要求往往只是一知半解。學(xué)生處于被動(dòng)地位，積極性不高，教學(xué)效果不好。如何從基礎(chǔ)出發(fā)，更清楚地表明水處理構(gòu)筑物與水處理原理、水處理工藝設(shè)計(jì)與水處理效果之間的關(guān)系，是廣大環(huán)境專業(yè)教師在教學(xué)過程中遇到的難題之一，在教學(xué)中引入水處理仿真模型能較好地彌補(bǔ)這一不足。水處理仿真模型與實(shí)際水處理設(shè)備相似，是實(shí)際構(gòu)筑物的縮小版，其構(gòu)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(qiáng)大的仿真能力。仿真模型引入到環(huán)境專業(yè)教學(xué)課堂中后，學(xué)生可以逐個(gè)選擇水處理工藝所需管道配件和水處理構(gòu)筑物，并完成整個(gè)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(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)習(xí)興趣，開闊思路，加強(qiáng)對(duì)水處理工藝的理解。利用仿真模型可以使學(xué)生快速了解水處理原理與水處理構(gòu)筑物構(gòu)造，并掌握水處理工藝基本設(shè)計(jì)方法，還可以彌補(bǔ)污水處理廠只能走馬觀花式的表面參觀，無法實(shí)際操作的不足。此外，仿真模型還可以驗(yàn)證學(xué)生水處理工藝設(shè)計(jì)是否合理，并可對(duì)工藝流程進(jìn)行改造，同時(shí)進(jìn)行仿真訓(xùn)練可以訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。因此，水處理仿真模型可應(yīng)用于水處理工藝設(shè)計(jì)、水污染控制、水處理原理與技術(shù)等多門環(huán)境專業(yè)課程的教學(xué)中。

二、在教學(xué)中引入仿真模型的優(yōu)點(diǎn)

1.有助于學(xué)生思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

教學(xué)中水處理仿真模型的應(yīng)用改變了以往單一的被動(dòng)聽講形式，使學(xué)生既掌握了一種新型的學(xué)習(xí)方法，又可以自己展開實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尤其在仿真模型操作過程中，學(xué)生不再是被動(dòng)地重復(fù)教師的操作，而是主動(dòng)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(shí)現(xiàn)方法、不同的工藝程序，這能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)他們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。仿真模型教學(xué)富含趣味性、可操作性強(qiáng)，仿真模型設(shè)計(jì)具有科學(xué)性、逼真性，使用具有可重復(fù)性和可視性，趣味性及可操作性強(qiáng)。將構(gòu)筑物仿真模型應(yīng)用于環(huán)境專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中，能啟發(fā)學(xué)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(fù)去設(shè)計(jì)并進(jìn)行相應(yīng)的修改。仿真模型的引入，創(chuàng)造了一個(gè)模擬的訓(xùn)練平臺(tái)，提供了全新的實(shí)踐體驗(yàn)，鞏固了理論知識(shí)。

2.使學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)探索

水處理仿真模型在環(huán)境專業(yè)課堂上的引入，使得學(xué)生完全可以自己利用所學(xué)知識(shí)結(jié)合教材，進(jìn)行分析、實(shí)驗(yàn)操作、提交結(jié)果分析報(bào)告等。教師在整個(gè)教學(xué)過程中是學(xué)生引路人的角色，為學(xué)生獲得知識(shí)提供情景、引導(dǎo)學(xué)生自己去學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.突破教學(xué)過程中的空間和時(shí)間的限制

水處理仿真模型有助于改進(jìn)教學(xué)效果和解決學(xué)校離污水廠遠(yuǎn)，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(xué)生不必拘泥于處理現(xiàn)場，可以回到學(xué)校繼續(xù)進(jìn)行研究，這樣就可對(duì)水處理的原理、方法有較明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)踐中的難點(diǎn)也有了準(zhǔn)備，當(dāng)他真正走出學(xué)校時(shí)，能做到心中有數(shù)，減少了操作的盲目性，改善了教學(xué)效果。

4.提高了教學(xué)質(zhì)量

傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師口授為主，多采用多媒體加黑板的方法，一些機(jī)理較為抽象，教師講授困難，學(xué)生理解困難，影響了教學(xué)效果。在教學(xué)中引入仿真模型能較好解決這一問題，使枯燥干癟的內(nèi)容生動(dòng)起來，知識(shí)點(diǎn)更直觀，更容易被學(xué)生接受。因此，在課堂教學(xué)中引入仿真模型能明顯提高教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)束語

綜上所述，水處理仿真模型可以為學(xué)生提供發(fā)揮主觀能動(dòng)性、主動(dòng)展開學(xué)習(xí)的模擬實(shí)踐環(huán)境，能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。將水處理仿真模型引入環(huán)境專業(yè)教學(xué)過程中后，學(xué)生們培養(yǎng)鍛煉了自己解決實(shí)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(shè)備的性能，為以后的課程學(xué)習(xí)及參與科研課題打下了良好的基礎(chǔ)。另一方面，學(xué)生在仿真實(shí)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(dá)到了我們追求的:以教為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主的教學(xué)模式。在實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)上，重視發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，在教學(xué)中取得了明顯的效果，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中處理問題的能力與過去相比得到了較大的提高，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)非常有益，得到了學(xué)生的好評(píng)?？梢灶A(yù)見，引入仿真模型輔助環(huán)境類課程教學(xué)，是教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。仿真模型會(huì)不斷發(fā)展，不斷推進(jìn)教學(xué)方法的改進(jìn)。

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