［摘要］环境工程是一门工程性和应用性很强的专业，教学中加强学生的实际操作能力、动手能力训练非常重要。仿真实验教学是传统实验教学的必要补充和延伸，可以实现真实实验不具备或难以完成的教学功能，为学生提供一个实践实训平台。我校环境工程专业从建设思路、建设内容、建设可行性等方面研究探索建设虚拟仿真实验教学中心，着力构建真实实验与虚拟实验有机结合的实验教学体系。
［关键词］环境工程；仿真实验；实践教学；人才培养；创新能力
一、引言
随着我国提出“绿色发展”新战略，社会对高素质环境保护人才的需求也随之增加。作为地方高校的环境工程专业，人才培养的目标就是要适应区域经济社会发展的需要，为广西环境保护与环保产业培养应用型高级工程技术人才。为了适应社会需求，环境工程专业的学生除了要掌握基本理论知识外，还要具备较强的实践动手能力和创新精神。通过完善课程实验、仿真实验、课程设计、认识实习、毕业实习等实践教学环节，提高学生的实践创新能力[１]。为了提高人才培养质量，本专业教师进行了一系列教学改革的研究和探索。除了提高课堂教学质量外，还加强和改进了实验实践教学环节。例如，、加强不同学科专业实验的联系，增加综合性专业实验的比例；课程实验与科研课题相结合，培养学生的研究探索能力；充分利用虚拟仿真实验，促进学生实践能力的培养。目前我校化工系已经建立了仿真实验室，借助这个仿真平台，可为环境工程专业的学生开设环境工程原理、固废污染控制等课程的仿真实验。例如开设了旋风除尘器性能实验、吸收二氧化硫实验、离心泵特性曲线测定、流体阻力系数测定、吸收（氨—水）实验等仿真实验。这些仿真实验弥补了由于条件不具备，无法开设实验的不足，减少了由于台套数不够，有些学生无法动手实践的情况。仿真实验教学是传统实验教学的必要补充和延伸，仿真实验可以将一些在真实实验过程中做不到的，或无法观察实验整个过程的问题，通过在计算机上的模拟实验来解决。仿真实验的这些特点有助于培养学生的实践动手能力和提高学生参与实验的积极性。因此建设环境工程虚拟仿真实验教学中心十分必要[２-５]。
二、仿真实验教学中心建设思路
环境工程虚拟仿真实验教学中心的建设坚持“科学规划，注重创新，突出特色，资源共享”的指导思想，以提高学生创新实践能力为宗旨，建设真实实验、仿真实验相互补充、相互促进的完善的实践教学体系[６，７]。仿真实验教学中心依托广西民族大学化学化工学院的整体学科优势，在区级基础化学实验教学示范中心的基础上，联合化学工程与工艺、应用化学、化学等相关学科的学科优势，以环境污染控制研究平台和环境监测与评价研究平台为支撑点，将实验教学资源与信息技术进行融合，建立环境工程和工程实训虚拟仿真实验教学体系。通过不断完善建设内容，推进实验教学信息化建设和实验教学资源开放共享。使环境工程虚拟仿真实验教学中心成为促进环境工程专业教学改革创新、提高人才培养质量的有效途径。
三、仿真实验教学中心的建设
环境工程虚拟仿真实验教学中心建设是为了实现真实实验不具备或难以完成的教学功能，在涉及高危、极端环境或现有实验条件不足时，提供给学生的一个实践实训平台。也可为学生自主开展实验、进行创新创业训练提供条件支撑。虚拟仿真实验教学中心建设必须充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则，着力构建真实实验与虚拟实验有机结合的实验教学体系[８，９]。
（一）虚拟仿真实验教学资源
以培养学生综合设计和创新能力为出发点，建设环境工程虚拟仿真实验教学中心，提高实验教学能力，丰富实验教学内容。主要有以下建设内容：1.建立仿真实验室。建设容纳一个标准班的多媒体机房，购买环境工程专业仿真实验软件单机版、网络版，建立网络开放式仿真实验室。2.基础实验虚拟仿真平台。主要用于训练学生的通识基础实验、学科基础实验技能，掌握分析方法，学习分析仪器的操作。包括气相色谱仿真软件、液相色谱仿真软件、原子吸收仿真软件、气质联用仿真软件等。可开设的实验有气相色谱分析混合物中苯、甲苯、二甲苯的含量，气质联用分析蔬菜中农药的残留，液相色谱分析色素中柠檬黄、胭脂红、日落黄的含量，原子吸收分析未知样中Ca、Mg、Cu、Zn的含量等。3.专业实验虚拟仿真平台。包括水处理单元仿真软件、大气污染治理仿真软件、固废污染治理仿真软件、环境监测与评价仿真软件等，训练学生掌握水环境、大气环境中各项环境指标的监测和分析方法。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等。4.工程实训虚拟仿真平台。学生在计算机上通过模拟真实现场操作，从而产生和真实实验一样的操作结果。训练学生掌握水、大气、固废污染治理的原理、方法和工艺，直观了解治理的过程和效果。通过工程实训，学生了解环境工程设备的运行过程，学会管理和运行一个完整的污染治理项目。培训的工艺有氧化沟工艺、SBR工艺、UASB工艺、AB工艺、气浮工艺、A2O工艺、反渗透工艺等。5.仿真平台管理系统。提供练习、培训、考核等模式，设置随机事故扰动、自动收取成绩等功能，使仿真实验操作过程和技能考核纳入规范化管理，加强学生的操作技能训练，有效提高教学和培训的质量。
（二）虚拟仿真实验教学共享平台
建设具有扩展性、兼容性的共享平台，高效管理实验教学资源，实现校内外实验教学资源共享，满足多个学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。环境工程虚拟仿真实验教学中心将建设如下范围的共享：1.校内共享。面向环境工程、化学工程与工艺、应用化学、化学等相关专业开放大型分析仪器仿真系统、气相色谱仿真软件、水处理工艺流程工程实训仿真系统、大气处理工艺流程工程实训仿真系统等。2.企业共享。与企业开展合作，针对污染治理开发虚拟仿真网络共享平台，建设污染治理企业培训管理系统，服务企业技能培训和管理培训。3.同行高校共享。建设的环境工程虚拟仿真实验教学中心将向我区高校同行开放共享，服务相关专业的本科理论教学和实验教学。
（三）虚拟仿真实验教学师资队伍
建设教学、科研、实验技术人员相结合、人员相对稳定、结构合理的虚拟仿真实验教学团队，形成一支教育理念先进、学术水平高、教学科研能力强、实践经验丰富、勇于创新的虚拟仿真实验教学和管理队伍。
（四）虚拟仿真实验教学中心的管理
以虚拟仿真实验教学资源的开放共享和充分使用为目标，制定管理措施，实施教师工作绩效考核，合理使用经费，保障实验教学中心维护与可持续发展。建立有利于激励学生学习和提高学生创新能力的考核、评价和反馈机制。
四、建设仿真实验教学中心的可行性
我校环境工程专业设置了水污染控制实验室、固废及大气污染控制实验室、环境监测实验室。教学实验所需的仪器设备基本齐全，拥有500m2实验教学场地，能够满足本专业培养计划对实践教学的要求。这些实验条件为环境工程虚拟仿真实验教学中心的建设奠定了基础。目前，我校化工系已经建立了仿真实验室，借助这个仿真平台，可为环境工程专业的学生开设环境工程原理、固废污染控制等课程的仿真实验。例如，开设了旋风除尘器性能实验、吸收二氧化硫实验、离心泵特性曲线测定、流体阻力系数测定、吸收（氨—水）实验等仿真实验。在此基础上建设和完善环境工程虚拟仿真实验教学中心，可以实现环境工程虚拟仿真实验教学中心与现有的化学教学实验中心、化学工程与工艺教学实验中心进一步的资源共享。同时可以联合全区高校相关环境院系实现共建共享，建设虚拟仿真实验资源的网络共享平台。本专业教师队伍结构合理，各有专长。近年来开展了一系列教育教学改革研究，以及本专业领域的科学研究，取得了许多成果，形成一支教学、科研、实验技术人员相结合、教学科研能力强、勇于创新的虚拟仿真实验教学团队。这些条件为环境工程虚拟仿真实验教学中心的建设提供了很好的基础。
五、结语
环境工程是一门工程性和应用性很强的专业，教学中加强学生的实际操作能力、动手能力训练非常重要。利用虚拟仿真技术构建高度仿真的虚拟实验和实习实训环境，满足实验教学和实习实训的要求，对提高本科人才培养质量具有重要的意义。因此，环境工程虚拟仿真实验教学中心的建设对于提高学生创新实践能力、推进实验教学信息化建设和实验教学资源开放共享十分必要。
参考文献
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