高職院校環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建與應(yīng)用研究

孫 雷，韓承輝

（江蘇城市職業(yè)學(xué)院，江蘇 南京 210036）

高職院校環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)主要是面向環(huán)保行業(yè)，培養(yǎng)能適應(yīng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析檢驗(yàn)、污染治理工藝運(yùn)營和工業(yè)水處理等工作需要，具有較強(qiáng)的監(jiān)測(cè)分析能力，污染處理設(shè)備選擇、運(yùn)營和維護(hù)的能力，環(huán)境工程識(shí)圖、繪圖的能力，具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)、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(cè)與治理技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源不足，不能滿足該專業(yè)教學(xué)需要，

由于經(jīng)費(fèi)、場地的限制，很難在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地全面開展該專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，制約了開展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的數(shù)量和質(zhì)量。

教育部教高［2006］16 號(hào)文件指出：“為更好地提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)”為了貫徹落實(shí)教育部文件精神，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，降低經(jīng)費(fèi)投入，提高教學(xué)質(zhì)量，本文將介紹采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合的“環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)”虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究和建設(shè)方案[1]。

1. 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)是“環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)”專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)之間的橋梁，提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量，減低實(shí)驗(yàn)儀器的成本，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和動(dòng)手能力，將虛擬實(shí)驗(yàn)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)體系具有重要意義[2]。

“環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)”虛擬實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)的構(gòu)建是建成具有專業(yè)特色的仿真實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)體系，滿足學(xué)生在任何一個(gè)教學(xué)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，其體系架構(gòu)如圖1。虛擬實(shí)驗(yàn)體系完成儀器操作仿真、水環(huán)境監(jiān)測(cè)虛擬實(shí)驗(yàn)、空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)虛擬實(shí)驗(yàn)以及污染治理的仿真等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2. 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)仿真實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)仿真實(shí)驗(yàn)是利用模型進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，利用仿真軟件等系統(tǒng)工具的模擬功能對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的過程進(jìn)行仿真，該專業(yè)的仿真軟件主要是由文字教材、實(shí)驗(yàn)視頻、仿真實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分組成，其中文字由實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告組成；實(shí)驗(yàn)視頻是通過教師的講解與示范，提供給學(xué)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(shí)驗(yàn)室的詳細(xì)構(gòu)建如表1。

表1 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)仿真實(shí)驗(yàn)室明細(xì)表

其中虛擬仿真實(shí)訓(xùn)情況如表2。

表2 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用情況表

3. 虛擬實(shí)驗(yàn)在環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

“環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)”虛擬實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生通過軟件來掌握流程，以污水處理廠仿真軟件的教學(xué)為例，學(xué)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(gè)處理單元，通過現(xiàn)場老師的指導(dǎo)，實(shí)地操作軟件的方法來完成實(shí)訓(xùn)。為了彌補(bǔ)虛擬仿真軟件不利于實(shí)驗(yàn)中的交流以及反饋評(píng)價(jià)中的缺陷，采用Moodle網(wǎng)絡(luò)課程作為虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的管理輔助平臺(tái)，輔助平臺(tái)提供了實(shí)驗(yàn)資源、實(shí)驗(yàn)安排、作業(yè)發(fā)布、報(bào)告上傳、交流論壇、在線測(cè)試等虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)支持服務(wù)，學(xué)生可以通過輔助平臺(tái)詳細(xì)記錄，認(rèn)真填寫實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)過程、實(shí)訓(xùn)結(jié)果，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)訓(xùn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師提出虛擬實(shí)驗(yàn)的問題討論，學(xué)生進(jìn)行討論，教師根據(jù)學(xué)生討論的情況進(jìn)行指導(dǎo)，圖2是環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程流程圖。

圖2 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程流程圖

4. 小結(jié)

本文針對(duì)高職院校環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的現(xiàn)狀，以江蘇城市職業(yè)學(xué)院為實(shí)例，提出了高職院校環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建方案，在此基礎(chǔ)上探討虛擬實(shí)驗(yàn)在高職院校環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)踐應(yīng)用，通過實(shí)踐表明虛擬實(shí)驗(yàn)可以提高該專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，解決了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中儀器不足等諸多問題。

[1] 王嘯東.PLC 虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究與建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，（9）.

[2] 覃煥昌，韋家儒.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)及其趨勢(shì)探討[J].中國成人教育，2007，（14）.

[3] 張連峰.王棟.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高職院校實(shí)踐教學(xué)基地構(gòu)建[J].教育與職業(yè)，2012，（24）.