高職環保類專業“虛實結合”教學的探索與實踐

摘要：虛擬仿真技術在教育領域的應用日益受到關注，本文旨在探討高職環保類專業“虛實結合”教學模式的實踐。高職環保類專業在培養學生懂得基本理論知識的基礎上，更加注重培養崗位技能和職業素養。通過將虛擬仿真教學與實踐教學相結合，解決實踐教學的“三高三難”痛點和難點，同時豐富了教學手段，可以提高學生的學習效率和實踐能力，促進高職環保類專業教學的不斷創新與發展。研究為高職環保類專業教育的改革與創新提供了有益的借鑒和參考。

關鍵詞：高職教學；環保類；虛擬仿真；虛實結合

隨著環保產業的轉型升級，環保類高素質技術技能人才更需對接產業和崗位需求，強化崗位技能和職業素養的培養。傳統的實踐教學模式雖然能夠讓學生掌握一定的崗位操作技能，但難解決實訓教學過程中高投入、高損耗、高風險及難實施、難觀摩、難再現的“三高三難”痛點和難點［1］，學生不能得到全面的培養。“虛實結合”教學模式的目標是通過整合虛擬和實際教育資源，提高學生的學習積極性、自主學習能力、實踐操作能力和解決問題的能力［2］。同時促進教師教法的改革，使教學更加多樣化和靈活化，更好地培養學生的崗位技能和職業素養，適應環保產業發展的要求。探索一種“虛實結合”的教學模式對于培養高職環保類專業學生的技術技能具有重要意義。

一、“虛實結合”教學在高職環保類專業的可行性

（一）“虛實結合”教學模式的內涵

“虛實結合”教學模式旨在將虛擬教育資源與實際教學場景有機結合，通過融合信息技術和傳統教學方式，以達到教學效果的最大化，強調利用虛擬教育技術、多媒體教學手段以及實地實踐等方式，增強學生的學習體驗和能力培養。虛擬教學資源包括教學視頻、教育游戲、模擬實驗軟件等，學生可以在虛擬環境下獲取豐富的教育資源，拓展知識廣度和深度［2］；同時參與實地教學和實踐活動，包括實驗課、實地考察、工程實訓、實習等，在實際場景中，學生可以將虛擬學習中獲得的知識和技能應用于實踐，進一步提升技能和解決問題的能力［3］。

（二）高職環保類專業的教學特點

高職環保類專業的教學特點主要表現在職業教育學科特性和培養目標上。理論和實踐兩方面對于環保類技術技能人才培養至關重要，學生需要具備扎實的理論知識，同時也需要具備實際操作能力，以解決復雜的環境問題。

1.理論學習與實踐操作的平衡

環保類專業涉及廣泛的理論知識，例如環境科學、環境工程、生態學等。虛擬教學資源可以為學生提供全面、系統的理論學習平臺，幫助學生深入了解環境問題的本質和解決方法。然而，僅有理論學習是不夠的，實際操作能力對于環保類專業的學生同樣重要。虛實結合教學可以更好地培養學生實際操作環保設備、進行野外調查和實驗的技能，培養學生的實踐能力和創新思維［4］。

2.多樣化的教學資源

環保類專業需要學生了解多樣的環境問題，掌握監測技術和解決方法，而這些問題在實訓場景中往往是一些“三高三難”痛點和難點，很多學校沒有條件建設真實或模擬的實訓條件。虛擬教學資源恰恰可以提供更多樣的環境情景和案例，幫助學生了解不同類型的環保挑戰和應對策略。同時，虛擬實驗軟件可以模擬實際環保實驗，讓學生在虛擬環境中進行多次實驗，從而提高實驗效率和學習體驗。

3.實時數據和反饋

環保類專業的實踐過程通常需要收集大量的實時數據，例如環境監測數據、廢水處理數據等。虛實結合教學中，虛擬教學資源可以與實時數據相連接，讓學生在虛擬環境中接觸到真實數據，并進行實時的數據分析與反饋。這樣的教學方式可以讓學生了解實際環境數據處理的過程，增強他們在真實環境中處理數據的能力。

4.安全和成本考慮

環保類專業的實踐過程可能涉及一些復雜的環境問題和有一定危險性的實驗。虛擬教學資源可以在一定程度上降低實踐活動的風險，保障學生的安全。此外，虛擬實驗和模擬實踐也能減少實踐成本，節約實驗設備和場地的使用費用。

5.教學效果評估

虛實結合教學可以更方便地進行教學效果評估。通過在線平臺和虛擬實驗，教師可以收集學生的學習數據和反饋，及時發現學生的學習問題，并采取針對性的教學措施。

綜上所述，虛實結合教學在環保類專業中具有可行性。通過合理融合虛擬教學資源和實地實踐環節，可以更好地培養學生的綜合素質，提高學生的學習和實踐能力，促進教育鏈、產業鏈和人才鏈的有機銜接。

二、教學實踐與方法

（一）虛擬仿真教學在環保類專業中的應用

虛擬仿真教學技術在高職環保類專業中的應用逐漸得到廣泛應用，為學生提供了更加靈活、生動和實踐性的學習體驗。（1）可以模擬真實環境，讓學生在虛擬環境中進行環保實驗和操作。例如，學生可以在虛擬環境中模擬不同環境污染狀況，進行環境監測和分析，不僅提高實驗效率，還可以降低實驗成本和風險。（2）可以模擬實際環境污染工程調查、設計、建設和運行場景，讓學生在虛擬場景中進行環保工程方案的實施。例如，學生可以在虛擬城市中規劃建設環境保護措施，提高解決實際環境問題的工程能力。（3）可以為學生提供不同環保案例，讓學生進行實踐性的案例分析和解決方案設計，這有助于學生將理論知識應用于實際問題解決。（4）可以為學生提供豐富的在線教學資源，例如虛擬教材、教學視頻和多媒體教學資料，學生可以根據自己的學習進度和興趣進行學習，提高自主學習能力。（5）可以記錄學生在虛擬環境中的學習行為和成績，教師可以根據學生的表現進行針對性評估和指導。虛擬仿真教學技術為學生提供個性化的學習體驗和反饋，學生通過虛擬教學平臺與虛擬環境進行互動，能顯著提高學習能動性和學習效果。

（二）虛擬仿真教學對高職學生學習的影響

虛擬實驗對提高學生的學習效果和實踐能力有積極的影響。（1）虛擬實驗為高職學生提供了豐富的實踐機會，讓他們在虛擬環境中進行實驗操作，有助于學生熟悉實驗步驟和操作技巧，提高實踐操作能力。（2）高職學生通常缺乏實驗經驗，進行復雜的實驗可能會帶來一定的風險。虛擬實驗可以模擬實驗場景，降低學生在實驗過程中的意外風險，保障學生的安全。（3）在傳統實驗中，學生可能需要花費大量的實驗準備時間、處理實驗數據等。虛擬實驗可以減少實驗準備的時間，提高實驗效率，讓學生更多地專注于實驗過程和結果的分析。（4）高職學校可能由于條件限制無法提供全面的實驗設備設施，導致學生無法得到全面技能培養，虛擬實驗可以模擬不同的實驗場景和環境，讓學生接觸到全面的實驗情境，有助于學生全面學習各項技能，提高崗位技能。（5）虛擬實驗通常提供及時的學習反饋，讓學生了解自己的學習情況和實驗結果，有助于學生自我評估和調整學習策略，提高學習效率。

（三）高職環保類專業“虛實結合”教學模式的實踐方法

1.虛擬實驗與模擬操作

利用虛擬實驗軟件和模擬操作平臺，讓學生進行環保實驗和操作，模擬真實環境中的實驗和操作。通過虛擬實驗，學生可以在安全的環境下進行多次練習和探索，提高實驗技能。

2.實踐基地合作

與環保行業企業或機構合作，共建實踐基地。學生可以在實踐基地進行實習和實踐活動，接觸真實的環保工作場景，應用所學知識解決實際問題。

3.項目式教學

引入項目式教學，讓學生參與具體的環保項目，從項目規劃、數據采集到方案實施，讓學生全程參與，提高他們的實踐能力和解決問題的能力。

4.實踐操作項目

在課程中設置實踐操作項目，讓學生親自動手進行實踐操作，如環保設備的調試和運行、環境監測儀器的使用等，在虛擬實驗的基礎上更進一步培養學生的操作技能。

5.教學資源整合

充分整合虛擬實驗軟件、在線教學平臺和實驗設備等教學資源，形成完整的“虛實結合”教學資源，確保教學資源的有效利用和高效運作。

6.學生自主實踐

鼓勵學生在學習中進行自主實踐，可以組織學生自主開展環保項目、進行實驗設計等，培養學生的創新意識和獨立思考能力。

7.反饋與改進

及時收集學生對虛實結合教學模式的反饋意見，聽取行業企業的建議，不斷改進教學模式和教學內容，適應行業發展需求。

通過以上虛實結合的教學，可以更好地培養出具有實踐能力、創新意識和適應環保行業需求的高素質技術技能人才。

（四）虛實結合教學中教學資源與平臺建設

在高職“虛實結合”教學中，為了使學生能夠在理論學習與實踐操作中獲得更好結合，需要提供合適的教學資源。以下是一些常見的虛實結合教學資源以及相應的建設策略。

1.實驗設備

根據高職環保專業的特點，建設必要的虛擬仿真實驗設備。在選擇設備時，應注重設備的先進性和適用性，優先選擇通用性較強的設備，以滿足多門課程的實驗教學需求。同時，可以與其他高校或企業進行合作，共享設備資源，降低設備采購和維護成本。

2.虛擬實驗軟件

選擇與高職環保專業緊密相關的虛擬實驗軟件，確保軟件具有豐富的實驗場景和模擬操作功能。可以選擇購買商用軟件或與軟件開發團隊合作進行自主開發，也可以考慮采用開源軟件，以降低軟件采購成本。

3.在線教學平臺

搭建穩定、安全、易用的在線教學平臺，包括學習管理系統、資源共享平臺、在線互動工具等。確保平臺具有良好的用戶體驗，支持多種教學模式，方便教師進行教學管理和學生進行學習交流。

4.實踐基地

與行業企業建立合作伙伴關系，共建實踐基地，提供學生實習和實踐的場所。實踐基地應具備行業標準的實訓環境和設備，與課程目標緊密對接，確保學生能夠接觸真實的行業工作環境。

5.行業資源

積極與相關行業進行合作，獲取行業內最新的資源和信息。可以邀請行業專家來校進行講座、指導學生實踐，或者組織學生145edea5f3f1ff43f25a0825338e886c3cbd6d2390e0418f0dff478833023d3a參觀企業，深入了解行業現狀和趨勢。

6.教師培訓資源

為教師提供虛實結合的教學理念、教學方法和實踐操作技能等培訓資源。可以組織教師參加培訓班、研討會和共同開發虛擬仿真資源，提升教師的教學能力和實踐水平［5］。

7.學習資料與案例

建立豐富的學習資料庫，包括教材、實驗指導書、實踐操作手冊等。同時，收集相關行業的案例和經驗分享，供學生參考和學習。

8.網絡設施

保障校園內網絡設施覆蓋全面、高速穩定，為學生提供便捷的上網條件，支持在線學習、實驗和交流。

通過合理規劃、建設和持續優化建設這些教學資源，虛實結合教學將能夠更好地促進學生的崗位技能和職業素養的提升，使學生更好地適應社會需求和行業發展。

（五）虛實結合教學的評估與質量保障

高職虛實結合教學評估是為了確保教學質量和實現教學目標，同時不僅要評估學生的學習成果，還要評估教學過程和教學資源的有效利用。以下是一些常見的高職虛實結合教學評估的方法和指標體系。

1.學生學習成果評估

學業成績包括考試成績、實驗報告、項目作品等，反映學生對理論知識和實踐技能的掌握程度。通過學生的自我評價和對教學質量的評價，了解學生對教學效果的認知和滿意度。

2.教學資源利用評估

定期評估虛擬實驗軟件的使用頻率和效果，確保教學軟件能夠有效輔助實驗教學；定期評估實驗設備的使用頻率和利用率，確保設備得到合理利用，避免資源浪費；定期評估在線教學平臺的使用情況和學生對平臺的滿意度，確保平臺能夠滿足教學需求。

3.教學反饋和改進

定期收集學生和企業對教學質量的反饋意見，及時發現問題并進行改進。教學團隊定期進行教學經驗交流，尤其針對發現的問題，共同探討優化教學的方法和策略［6］。

4.就業追蹤

追蹤評估畢業生就業狀況和職業發展，通過畢業生調研教學是否與行業需求相匹配。職業發展情況能充分驗證學校人才培養是否緊密對接產業鏈和人才鏈，有利于了解教學是否培養了符合行業對技術技能人才的需求，有利于教育鏈、產業鏈和人才鏈的有機銜接。

綜合運用這些評估方法和指標體系，可以全面了解高職虛實結合教學的質量和效果。評估結果將有助于優化教學設計和改進教學過程，確保虛實結合教學達到預期的教學目標，培養出適應社會發展需要的高素質技術技能人才。

結語

根據高職環保類專業的特點，針對“三高三難”痛點和難點，通過建設適合高職環保類專業的虛擬實驗軟件、設備和設施，持續開發改進優化虛實結合教學的教學資源；加強教師實施虛實結合教學理念和能力的培養，提高虛實結合教學質量。虛實結合教學提高了實訓教學的廣度和深度，降低實驗風險和提高實驗效率，同時增加了學習的多樣性和趣味性，能夠更全面地培養學生的崗位技能和職業素養，促進環保產業教育鏈、產業鏈和人才鏈的有機銜接。虛實結合教學對環保高素質技術技能人才的培養質量的提升具有重要的作用。

參考文獻：

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［3］李從軍，謝愛娣.虛擬實驗在《生物產品分析與檢測技術》課程教學中的應用初探［J］.中國教育信息化（高教職教），2016（10）：72-74.

［4］吳興興.高職教學探析［J］.廣西大學學報（哲學社會科學版），2008（S2）：74-75.

［5］樊俊艷，唐悅.基于職業教育虛擬仿真實訓基地師資隊伍建設［J］.辦公自動化，2022，27（21）：41-43.

［6］鐘建珍.高職教學改革探析［J］.長春教育學院學報，2013，29（10）：149-150.

基金項目：2022年度廣西職業教育教學改革研究項目“基于虛擬仿真實訓基地建設的高職環保類專業‘虛實結合’教學的研究與實踐”（GXGZJG2022B094）；2022年度廣西生態工程職業技術學院教育教學改革研究項目“‘崗課賽證’綜合育人背景下虛擬仿真平臺在《儀器分析技術》課程中的應用”（2022QNZX06）

作者簡介：陳福坤（1981—），男，福建漳平人，碩士研究生，研究方向：環境保護職業教育。