——面向高职及本科院校的产教融合教学培训与未来学习中心建设路径
一、政策背景与改革需求
2026年4月，教育部、国家发展改革委、工业和信息化部、科技部、国家数据局等五部门联合印发《“人工智能+教育”行动计划》，明确提出打通人工智能应用“最后一公里”，深化虚拟仿真实验建设，推动智慧课程建设与未来学习中心布局，加快构建人机协同、虚实结合、泛在可及的智慧教育新形态。在此战略指引下，环境工程、给排水科学与工程等学科亟需智能化升级。如何在污水处理这一兼具工艺复杂性与现场风险性的实践教学场景中，实现安全可控、过程可量化、结果可追溯的学习路径，已成为高校教学培训改革的关键议题。
二、传统实训困境与虚拟仿真优势
传统污水处理实训长期面临三重困境：污水处理厂多位于市政基础设施区，难以批量组织学生进厂实操；在线监测涉及强酸强碱试剂与高压电气设备，现场操作风险偏高；化学需氧量、氨氮等关键指标分析周期较长，课堂学时难以覆盖完整工艺反馈链路。“人工智能+污水在线监测虚拟仿真软件”以数字孪生技术还原真实工艺流程，将工业现场转化为可反复操作、可个性反馈的数字化学习空间。这一思路与《行动计划》倡导的“开发强交互虚拟仿真实验，提升沉浸式体验和个性评价反馈”高度契合，是环境类专业实训改革的可行路径。
三、软件功能与教学逻辑
该类虚拟仿真软件以真实污水处理厂工艺为蓝本，集成化学需氧量、氨氮、总磷、pH值、溶解氧等关键水质参数的在线监测原理，构建从样品预处理、传感器标定、数据采集到智能预警的全链条仿真环境。借助人工智能算法引擎，系统可动态生成异常工况、模拟典型设备故障，引导学生开展数据诊断与决策训练。教学逻辑遵循“基础认知—工艺仿真—故障排查—综合考核”四级递进式设计，紧扣立德树人根本任务与“应用为王”的教学理念，使学生在虚拟环境中完成认知—操作—反思的学习闭环。
四、产教融合与人才培养
产教融合是此类软件的内在属性。教学剧本由企业一线工程师与高校教师共同打磨，覆盖《水污染控制工程》《环境监测》《在线分析仪表》等核心课程实训需求，可作为校企共建实习实训基地的数字化补充，回应了《行动计划》中“联合行业企业制定人才培养方案、共建实习、实训、实践基地”的政策要求，有助于培养面向新兴岗位的高技能人才。对高职和本科院校而言，软件可同步服务岗位认知教学、技能等级认定与岗前培训等不同培养目标。
五、培训考试系统与智慧课程建设
软件内置培训考试系统，支持按章节、知识点或岗位能力点灵活组卷，自动记录操作步骤、参数偏差与决策路径，生成多维度学习档案，兼容学时考核、技能等级认定、岗前培训等多种场景。结合智慧课程建设需求，软件可与学校学习管理平台对接，输出结构化学习数据，支撑教师开展循证教研，并为学生构建可追溯的能力图谱。这种人机协同的教学模式，正是《行动计划》强调的“探索人机协同教学模式”在环境类专业中的具体落地。
六、未来学习中心与实训中心建设
面向未来学习中心与未来实训中心建设方向，虚拟仿真软件可作为环境工程、市政工程、化工安全等专业群的核心数字资源，支持沉浸式课堂、跨校协同实训与远程督导。无论是本科院校的科研型实训，还是高职院校“岗课赛证”融通教学，均可按需配置场景与考核标准，构建“虚实融合”的实训育人空间。
七、总结与展望
站在《“人工智能+教育”行动计划》全面实施的新起点，虚拟仿真作为连接课堂与产业的关键桥梁，将持续推动环境类专业教学范式的深层变革，为智能时代高素质技术技能人才培养提供有力支撑。
