地方院校环境工程专业仿真实验教学现状与对策分析

　　实验教学分为传统实验（真实实验）教学和仿真实验教学。仿真实验教学是传统实验教学的必要补充和延伸，它作为一种新型的实验教学模式，已在我国高校环境工程专业实验教学中得到了应用。[2] 

 

　　为了适应新形势，地方本科院校应认真分析目前仿真实验教学中存在的问题，积极进行实验教学改革，充分发挥仿真实验教学的优势，进一步提高环境工程专业学生的实践能力。 

 

　　一、仿真实验简介 

　　仿真实验是利用计算机创建一个可视化的实验操作环境，通过这些虚拟实验仪器或设备开展实验，达到与真实实验相一致的教学目的和要求。[3]目前，环境工程专业开设的仿真实验项目有自由沉淀实验、过滤实验、混凝实验、气浮实验、曝气充氧实验、活性污泥实验、碱液吸收SO2实验、旋风除尘器性能实验、污水处理实习仿真，涉及的专业课程包括“环境工程原理”、“环境工程学”、“水污染控制工程”、“水处理设备设计与应用”、“大气污染控制工程”、“流体力学”。与传统实验相比，仿真实验具有以下优点： 

　　（1）使用便捷，可以灵活开展实验。仿真实验只需计算机和相关软件即可，学生可以随时随地完成相关实验。 

　　（2）操作简单，交互性好。仿真实验具有良好的人机交互界面和帮助文档，能随时对学生给予提示和帮助。 

　　（3）成本低廉，可以重复开展实验。仿真实验是虚拟环境下的实验，即使操作不当，也不会损坏仪器，实验成本低廉。同时，由于某些真实实验所需的实验仪器、实验材料、测试费用比较昂贵而常常无法开展，仿真实验则起到了较好的替代或补充。 

　　（4）有利于激发学生学习兴趣，培养学生的探究精神和创造性。对于仿真实验，学生可自行组织、自由操作和调试，有助于学生深入理解实验的设计思想；同时这种自主探索的实验活动，可以极大地激发学生的学习兴趣，最大限度地发挥学生的主动性和创造性。 

 

　　1.过于依赖仿真实验 

　　目前，由于师资力量有限、教学经费缺乏等原因，为了完成教学大纲所规定的实验教学学时数，仿真实验项目成为首选。正是基于仿真实验的经济性、快捷性、安全性等优点，部分高校将其作为提高实验教学学时数、防止实验仪器耗损、节约实验药品及耗材费用的“法宝”。对于新建地方本科院校，为了缓解硬件资源的不足，仿真实验在实验教学中的比重更为突出。 

　　然而过于依赖仿真实验，会削弱学生对实验仪器、药品的认知程度，减弱学生对实验仪器操作的熟练程度，降低学生解决实际问题的能力。[4] 

　　2.仿真实验与真实实验相互独立 

　　从环境工程专业开设的实验项目来看，仿真实验与真实实验几乎都是独立进行的，很少将仿真实验与真实实验联合起来作为一个实验项目进行开设，从而无法发挥仿真实验“预演”的优势。究其原因，一方面是由于没有充分认识到联合开设实验的优势，认为没有必要；另一方面是由于实验教学学时数偏少，无法同时开设实验。 

　　3.学生重视程度不够 

　　仿真实验几乎都是计算机设定程序下的验证性实验，通过简单的鼠标点击或键盘输入即可完成，学生无论操作好坏对实验结果影响不大。其结果是很多学生对仿真实验不重视，认为实验过程简单，随便操作一下便可得到实验结果，对实验原理、数据分析也是一知半解，并未主动分析思考问题，最终导致实验教学效果较差。 

　　4.仿真实验自主学习意识淡薄 

　　当前，仿真实验很多只是作为缓解学校实验设备压力、满足实验教学课时数的要求，而未真正思考仿真实验的优势所在。学生只是在教师的要求下进行某项仿真实验，尚未形成仿真实验自主学习意识，如课前利用仿真实验预习相关知识点、课后利用仿真实验强化理解相关知识、真实实验开展前利用仿真实验提前熟悉实验过程等。 

　　另外，仿真实验软件一般安装在计算机上，只在实验课上开放，平时学生无法接触，这可能是学生无法充分利用仿真实验进行自主学习的原因；同时，从某种程度上说这也是实验教学资源的浪费。 

 

　　1.加强仿真实验与真实实验的结合 

　　虽然仿真实验具有诸多优点，但是与真实实验还存在一定的差距，若过于依赖仿真实验，则不利于学生动手能力和创新思维的培养。[5]因此，仿真实验不能完全替代真实实验，其不应成为专业实验教学的主体，而应作为真实实验的有效补充和延伸。 

　　仿真实验可为真实实验做准备，利用仿真实验为真实实验、生产实习等实践课作好“预演”，可以使学生深入理解实验原理、熟悉实验过程、掌握实验操作步骤，从而提前发现真实实验过程中可能遇到的问题，减少实验错误，提高实验效率，节约实验成本。同时，通过仿真实验预演和真实实验验证，还可以进一步强化学生实验技能，提高实验教学效果。