基于Flash的仿真实验在环境工程实验中的应用

廖文超 徐苏 李元高 陈晓青

厦门理工学院环境科学与工程学院，福建 厦门 361024

实验教学是提高学生实践能力的重要途径之一。环境工程专业实验科目较多，而且存在实验仪器昂贵或实验过程具有污染性的问题，使实验的开设受到一定的限制[1]。仿真实验是实验教学改革的新趋势，将其引入受条件限制无法开设的专业实验中，能够弥补环境工程实验教学现有的不足，促进学生实践技能的提高。本文从实验教学改革的角度出发，论述基于Flash的仿真实验在环境工程实验教学中应用的可行性。

1.环境工程实验教学的特点

环境工程作为工科专业，人才培养以工程应用为导向，要求学生具有较强的实践动手能力，因此在人才培养体系中，实验环节占有较大的比重。根据实验操作的难易程度和实验本身的性质，环境工程专业实验通常包括三个层次[2]：

（1）基础实验：该层次实验主要用于训练学生的通识基础实验、学科基础实验技能，是学生后续专业实践的基础，需要提供足够的实验设备，并保证充足的实验课时，为学生打牢基础。

（2）专业实验：该层次实验伴随专业课开设，是对课堂所学专业知识的巩固和实践，是专业的核心技能，主要训练学生掌握环境污染治理的基本工艺流程、设备的运行方式和操作方法等。该层次实验涉及的实验设备通常比较昂贵、体积较大，而且实验中，伴随着污染物处理过程，容易产生二次污染。

（3）综合设计性实验：该层次实验是基础实验和专业实验的进一步延伸，用于训练学生综合运用所学专业知识，设计并实际运行环境污染处理工艺的能力，是培养学生创新能力的重要手段。

综上，环境工程实验具有以下特点：实验复杂，综合性强；分析实验仪器昂贵；专业实验内容更新快；实验过程存在污染性。针对环境工程实验教学的特点，单一的实验教学手段明显存在局限性，将仿真实验技术引入实验教学中，与传统实验有机结合成为近年来的重要发展趋势。

2.基于Flash的环境工程仿真实验

2.1 基于Flash的仿真实验特点

仿真技术是以计算机为工具，根据信息技术、系统技术、相似原理，构建系统模型对实际系统进行模拟的一门综合技术。交互性是衡量仿真软件质量的重要指标之一，在众多仿真软件平台中，Flash的动画表现力强，人机交互性好，而且生成的swf文件很小，是仿真实验制作的首选软件平台。通过Flash软件制作仿真实验课件主要具有以下优势[3]：

（1）丰富的绘图工具。Flash提供了丰富的绘图工具，利用这些工具可方便地绘制各种实验仪器。

（2）程序修改方便。Flash支持函数的嵌套、调用，程序修改十分方便。存于图库中的Flash组件也可以重复利用、多层嵌套，为设计仿真实验提供了更多地便利条件。

Russell Taylor、Michael Schmid 和浙江理工大学艺术与设计学院副教授、硕士生导师翟音也分别进行了关于国内外地板现状、色彩设计等方面的精彩分享。

（3）存储空间占用少。Flash采用基于矢量的图形格式，因此图片占用的存储空间很小，而且即使把图像无限放大也不会失真。

（4）网络占用少。Flash文件为准流式文件，如果利用网络来运行基于Flash的仿真实验，使用者可以边下载边观看，网络对仿真实验的影响较小。

与传统的实验方式相比，利用基于Flash的仿真技术进行实验教学具有直观、形象、有趣等诸多优点。

2.2 环境工程仿真实验

对环境工程而言，新工艺层出不穷，计算机仿真因能对实际生产过程作形象描述，可将目前国内外最先进的以及难于在实验室实现的环境污染处理工艺动态地表现出来，使学生能够较为全面地认识和掌握环境工程专业技术知识，体验实际生产过程的多变性和复杂性，基于Flash的仿真实验的应用必将给环境工程实验教学带来以下显著效果：

（1）基于Flash的仿真实验投资少，使用及维护方便

（2）基于Flash的仿真实验形象生动，操作简便

基于Flash的仿真实验可以形象地模拟实验流程，让学生清楚地看到实验仪器的整体运行情况，而且可以通过编写代码加入人机互动，让学生通过鼠标和键盘亲身参与实验的每一个步骤，深入掌握实验方法和技巧。

（3）基于Flash的仿真实验可自动进行数据处理

环境工程专业的部分实验数据量大，计算繁琐。通过在仿真实验程序中植入计算程序，可以方便地记录和处理实验数据，大大减少了数据处理时间，让学生更多地关注实验操作。

（4）基于Flash的仿真实验可有效避免实验事故的发生

环境工程专业实验涉及大量化学试剂的使用，而且部分实验本身会造成环境污染。采用仿真实验则可以有效阻止实验事故的发生，保障师生的人身安全和实验室财物安全。

综上所述，基于Flash的仿真实验适合环境工程专业实验教学特点，可以与实验室实验互为补充，用于开设污染严重实验以及设备和场地要求高的实验，促进环境工程专业学生实践能力的培养。

[1]崔芳. 环境工程专业创新实验教学体系改革[J]. 实验技术与管理，2011，28（2）：139-144.

[2]李元高，严滨，曾孟祥等. 环境工程应用型实践教学体系的构建与实践[J]. 实验科学与技术，2011，9（3）：105-107.

[3]王鑫，肖化，吴先球. 基于Flash的远程仿真实验[J]. 实验室研究与探索，2005，24（3）：14-15.