教学装备升级！北水·小鱼构建沉浸式教学场景

前言：为专注工程实践能力提升，培养多样化人才，促进大学生就业，北控水务集团北水教育中心创建北水·小鱼品牌，打造基于生态环境领域专注于工程实践能力提升的多功能教学式设备。

一、紧跟政策

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)》、《中国教育现代化2035》、《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》、《关于高危行业领域安全技能提升行动计划的实施意见》等文件精神，现阶段，我们应该聚焦教育发展的突出问题和薄弱环节，持续推动地方本科高等学校转型和现代职业教育发展。同时，积极建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台，利用现代技术促进规模化教育与个性化培养的有机结合，加快形成现代化的教育管理与监测体系，推动人才培养模式更好更快改革。

为适应国家战略和数字经济发展要求，紧盯产业转型升级，融合《国家职业资格证书》等规定，北控水务集团有限公司(以下简称集团)北水教育中心建设了以云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、3D、VR、AR、MR、数字孪生等新一代信息技术作为支撑融合，推动实现人与人、人与设备、设备与设备之间全面互联互通的“数智化”混合现实污水处理半实物工厂装置高技能人才实训设备。

二、聚焦大学生就业，解决实际教学问题

1. 科技引领，虚实结合

不断提升MR混合虚拟现实、数字孪生和人工智能等新一代信息技术在实训教学中的应用水平，将信息技术和实训设施深度融合，构建具有感知性、沉浸性、交互性、构想性、智慧性的虚拟仿真实训教学体系，配置相应的实训设备，有效解决实训教学过程中的实习难的痛点和难点。

2.建设共享平台，共享资源

坚持资源融通、辐射共享，避免重复建设与投入，打造环境工程高技能人才安全生产“互联网+”培训平台线上和线下半实物装置有机结合的智慧化实训环境，学生可以通过“互联网+”线上平台共享虚拟仿真工艺培训资源。

3.育训结合，教学创新

考虑多岗位实训教学和职业技能培训的不同特点，兼顾实训课程设计的专业性和兼容性，合理配置虚拟仿真实训和混合现实污水处理AAO+MBR工艺半实物实操实训设备教学内容，科学安排虚拟仿真实训教学体系和混合现实污水处理AAO+MBR工艺半实物实操实训教学体系所需课程时长、教学要求和考核标准等。

4.科学管理，规范考核

建立有利于增强学员自主学习和创新能力、提高各级各类实训教学和职业培训质量的教学效果考核、评价和反馈机制。

5.围绕生产工艺，解决实训难题

为解决环境工程专业在实践教学中存在的接触不到、成本高、危险性大的问题，构建数字化、平台化、安全化、智慧化、实体化的实训类课程体系。依托集团的专业及师资优势，围绕安全生产混合现实污水处理AAO+MBR工艺，以数字孪生半实物仿真工厂实训为载体，形成虚实结合的教学方式。

6.创新教学模式，自主思考式教学

“数智化”混合现实污水处理半实物工厂装置数字孪生半实物仿真工厂项目以独具特色的目标反求式、问题探究式、情景再现式、过程贯通式等行之有效的教学方法，对新工科2.0背景下的高等环境人才培养大有裨益。

7.智慧化教学，服务专业群建设

实践产教融合人才培养模式，将信息技术和实训设施深度融合，以实带虚、以虚助实、虚实结合，引入智能制造理念，可对于学生学习状态进行分析、推理、判断， 从而助力教学效果提升。

三、适应企业人才需求 助力教师创新课程建设

“数智化”混合现实污水处理半实物工厂装置的教学功能设置贴合实际AAO+MBR工艺污水处理厂的真实需求以及教学的特点，根据其对人才的需求科学、合理的开发设施功能，教学过程按照“循序渐进”的理念设置，主要包括基础知识、安全培训、认知实习、基础技能实训、生产综合实训、应急综合实训。通过系统的的理论学习和训练实践最终使学员养成良好的职业习惯和素养。

1.基础知识培训

环境工程基础知识是学员在开展AAO+MBR工艺学习前需掌握的最基本的知识内容，主要包含AAO+MBR工艺知识、污水处理设备知识、仪表知识、安全防护知识等方面的内容，本模块主要是结合我司的网络平台，利用软件资源完成学习，这些资源不仅可以支撑正常的课堂授课，学员还可以进行线下的自主学习。

2.安全培训

在污水处理的各个环节都存在较多的不安全因素，因此掌握和了解基本的安全知识是学员在学训过程中最基本的内容。本项目为了让学员可以系统的学习环境安全知识，专门设置了系统的安全培训的相关内容，主要有：三级安全教育、应急知识、个体防护知识、风险分析及隐患排查知识、事故案例五个方面的知识内容，利用线下实物和线上软件的方式灵活开展教学。

3.设备认知实习

环境生产是一个复杂且存在一定危险性的过程，学员了解、熟知过程中的每一个要素是一项很重要的学习内容，在本项目中设置有环境单元、主要设备、常见仪表、安全附件、常见阀门等设备设施的认知学习内容。不仅可以分类进行学习还可以结合工厂环境或半实物工厂进行系统的学习。

认知实习的学习过程采用线上和线下双体的方式运行，线上仿真的形式，将项目包含的软件、素材等资源全部完成在线访问及运转，学员可以自主灵活的进行线上学习，可以满足多人的知识学习、仿真实训。线下是结合装置现场的实物完成学习，现场实物都是依据工业现场真实实物加工设计而成，同时现场设置有手机自助扫码学习内容，学员可以随时随地的学习。

4.基础技能实训

基础技能实训是学员在进行综合实训前必要的、基本的技能训练，为了让学员可以更全面、系统的掌握这些基本技能，我公司在设计上结合AAO+MBR工艺半实物工厂的设备设施以及环境，划定多个训练工位旨在满足人才培养的需求，基础技能训练主要包含：基本维修、调节阀维修维护、劳动防护用品使用、应急防护用品使用、消防实施正确使用、生命救护技能实训等。

5.生产综合实训

本项目可满足多个专业、多种岗位的仿真操作培训与考核，包括工艺设计、顶岗实训(工艺实训、环境仪表自动化实训、生产统计指标核算)、机电仪设备维护、风险分析及安全隐患排查、故障排除及事故应急等多种培训与考核内容。满足个人独立操作、多人联合操作等多种培训模式。

6.应急综合实训

应急综合实训主要是让学员系统、全面的掌握应急知识，利用现场的设备设施和构建的工厂环境来完成综合训练，主要包含：风险分析及隐患排查、生产故障排除、事故应急处置。

四、面向各类教学场景 拉近企业与院校距离

模仿真正的工厂环境，学生可以更直观的了解生产工艺及设备;导入真实数据进行计算，学生可以根据现有所学知识，直接进行现场操作，并通过数据运算，对学生设计的工艺进行标准的评判，以此达到让学生对整个工艺流程的了解和学习。

本设备设计了多场景应用，包括师资培训培养、学生和企业新员工实习实训、1+X职业技能等级证书考核、大学生职业技能大赛、企业职业素质提升培训、相关科研项目以及教师教学创新等，解决大学生、企业员工和教师在教学、实训、培训过程中高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现的“三高三难”痛点和难点。

五、效果图展示 结合智慧实训室建设

《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》指出：“发挥新一代信息技术的创新活力，激发数据要素的转型动力，按照问题导向、应用牵引、系统突破的思路，着力补短板、锻长板，以集成创新加速产业变革、管理优化和战略转型，促进质量变革、效率变革和动力变革”。

融合新一代信息技术，拉近企业与高校距离，环境产业教学培训设备开拓者“北水·小鱼”应运而生，北控水务集团致力于在更广范围、更深程度、更高水平上实现产教融合创新发展，为培养多样化人才，促进大学生就业，开创教师教学新模式搭建产业平台。

编辑：赵凡