虚拟仿真技术开辟生态环境专业实践教学新路径

伴随工业化与城市化的快速发展，水体污染、大气污染、土壤退化、生态破坏等环境问题接连出现，这不仅严重威胁着人类的生存环境，也对自然生态系统造成了极大危害。正因如此，环境保护与治理工作成了全球范围内的关注重点，而环境教育的开展以及治理人才的培育，更是解决这些问题的核心环节。

虚拟仿真技术作为一种新兴的教学手段，正逐渐在高校生态环境专业中崭露头角，为解决传统生态环境学习中的痛点提供了新的途径。

生态环境专业实训的局限性

生态环境专业旨在打破传统学科的壁垒，促进多学科交叉融合，培养适应社会生态保护需求的复合型人才。然而传统生态环境教学在实践教学环节往往面临诸多困难。

教学方式单一

传统生态环境专业教学大多通过老师讲解教材、分析案例等方式传授知识，学生缺乏主动参与和互动。这种单一的教学方式容易使学生感到枯燥乏味，学习积极性不高。

实践教学体系支持不足

实地考察生态保护区、污染治理现场等虽然有助于学生直观感受生态环境状况，但受到时间、空间、环境安全性和经费等因素的限制，难以大规模、常态化开展，学生缺乏沉浸式决策训练。

学科融合困难

生态环境专业强调学科之间的交叉融合，在研究生态污染治理时，需要涉及化学分析、生物修复、工程设计等多学科知识，但传统生态环境专业课程体系中，这些学科知识分散在不同专业课程中，学生难以将其有机整合运用。教师在教学过程中也往往局限于本学科领域，缺乏跨学科教学的能力和意识，导致学科融合难以真正实现。

教学资源分布不均

先进监测设备、典型生态案例多集中于发达地区或重点院校，欠发达地区教学资源匮乏。跨学科协作培养不足，传统分科教学导致各专业信息割裂，难以培养复合型人才。

政策引导

人工智能引领生态环境教育变革

近年来，全国高等教育战线大力推动生态环境教育数字化建设，积极开展人工智能赋能生态环境教育的探索实践，丰富教学新内容、塑造教学新形态，生态环境教育进入了从“转型”发展到“智慧”发展的过渡阶段。

今年2月，生态环境部发布《关于加强生态环境领域科技创新 推动美丽中国建设的实施意见》，要求实施高层次生态环境科技人才工程，完善以创新能力为导向的差异化评价机制。推动建涉环境学科高校或特色学院，优化学科布局，新增环境相关学科专业学位授权点，鼓励校企联合开展产学合作协同育人项目。

多项教育改革意见也强调，推进生态环境专业建设，要求推动专业更新教育理念，优化课程体系，加强实践教学，提高人才培养质量，为虚拟仿真、人工智能等技术在生态环境实践教学中的应用提供了政策依据。

虚拟仿真技术

赋能生态环境专业建设

在生态环境专业中，通过VR、AR、MR等技术构建高度逼真的虚拟场景，让学生身临其境地参与到实践教学中。学生可以模拟污染场地调查、生态修复方案设计、环境监测等场景，参与各类生态环境问题的处理，提高实践能力。

虚拟仿真实验可以将不同学科的知识和方法有机融合在一个虚拟环境中，这种跨学科的虚拟实践，让学生在实际操作中体会不同学科知识的相互关系，促进学科融合，培养学生的跨学科思维和综合素养。

以恒点与南京林业大学共同开发的《南方红壤区生态清洁小流域综合治理虚拟仿真实验》为例，通过虚拟仿真，再现最为实用和先进的南方红壤区生态清洁小流域综合治理技术和生态功能评价体系。根据生态清洁小流域综合治理特点及大学生认知规律，设计“原理认知”“现状问题与分区”“小流域综合治理”和“治理效果评估”共4个模块。

实验将小流域划分为预防保护区、综合治理区和生态修复区三个基本类型的治理区。根据三类治理区特点，有针对性的开展治理。针对预防保护区，实施以封育为主，间伐、补植为辅的综合措施，保护森林生态，预防水土流失。针对综合治理区，因地制宜，兼顾生态效益、经济效益的条件下，开展包括水土保持工程措施、林草措施等在内的水土保持综合措施，防治水土流失，发展小流域特色产业（包括基本农田建设、经果林种植和特色旅游等）。针对生态修复区，实施包括面源污染防治、沟（河）道护坡等综合修复措施，以实现小流域人类居民点、工矿区等周边沟（河）道的水土保持与水源清洁的治理目标。

学生通过自主学习、自主设计和自主分析完成水土流失调查、成因分析，循序渐进理解和掌握治理措施技术及生态功能评价，有效巩固学生对理论知识的认知和理解，提升学生的实践创新能力。

结语

虚拟仿真技术为高校生态环境专业发展带来了新的机遇和变革，有效解决了传统生态环境学习中的痛点，成为推动生态环境专业建设的重要力量。随着技术的不断进步和应用的深入，虚拟仿真将在高校生态环境专业中发挥更大的作用，助力生态环境教育迈向新的高度。