峨眉山植被群落及生物多樣性保護虛擬仿真實驗是四川師範大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：峨眉山植被群落及生物多樣性保護虛擬仿真實驗
- 課程負責人：付長坤
- 建設院校：四川師範大學
- 授課教師：陳順德、陳勁松、黃春萍、付志璽
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
群落對生態系統過程至關重要，是生物多樣性保護的重點內容。然而，隨著人類活動的干擾增加，群落的生物多樣受到的威脅逐漸增多，有的生態系統功能甚至嚴重退化。這主要在於基礎科研教育較薄弱，人們對生物群落的保護意識不強，生物多樣性保護規章制度仍不完善等諸多問題。這不利於人們形成良好的生態環境保護意識，也不利於我國生態文明的全面發展。師範院校是培養教師的搖籃，未來教師的生態學理念引領著下一代學生的生態文明意識。因此，學生更應該接受全面的生態學知識，尤其應該加強對生物群落知識的研究與實踐。但是，縱觀國內高校，群落調查和生物多樣性教學雖然是生物學、農林類專業的必修環節，然而生物群落及生物多樣性知識的實踐教學開課率較低、教學效果差。其主要有四個方面因素：第一，實驗場地時間空間跨度大，實踐性強，實驗的實際操作難度大；第二，野外實驗的安全風險不可控，實地環境往往危險、不可及，且可及之處的不可控危險因素多，如落石滾石、野獸襲擊、懸崖跌落、山洪、天氣突變等都危及師生安全；第三，實驗廣度與深度不夠。野外觀察的生物樣本具有一定隨機性，例如動物的出現具有隨機性，植物中的偶見種受樣線樣方選擇的局限，都影響實驗的研究廣度和深度；第四，教學精力有限。野外環境中，由於安全因素、臨時問題等，師生都難以有效集中精力實現優質教學。因此，學生往往不能直觀地了解群落的知識點，難以形成較高的生物多樣性保護意識，亟待虛擬仿真實驗教學。
峨眉山，世界文化與自然雙重遺產，素有“峨眉天下秀”之美譽。擁有世界亞熱帶山地保存最完好的原始植被景觀，資源豐富，在中國乃至世界都極為罕見，具有極其重要的教學科研價值，是中外學者教學研究的天然實驗室，是眾多高校農林學科、生物學、生態學等專業重要的實習基地。一方面，峨眉山生物資源豐富，植被類型完整，生物多樣性高；而另一方面，旅遊業等人為活動干擾對生物多樣性的威脅逐漸增大，缺乏一個長久有效的教學宣傳保護模式。因此，當前亟需加強峨眉山生物群落教學推廣及生物多樣性的宣傳保護。然而，峨眉山山體雄秀險峻、氣候覆雜多變，野外實驗難度大、危險性高；同時，植被群落及生物多樣性保護實驗 時間空間跨度大，操作難度大。因此，開展虛擬仿真實驗是峨眉山野外實驗教學的必要手段，然而，目前峨眉山區域還沒有專門關於生物多樣性保護的野外實驗教學虛擬仿真項目，亟待建設。
本實驗是峨眉山首個生物多樣性保護虛擬仿真實驗項目，四川師範大學生命科學學院結合30餘年的峨眉山實習教學經驗，以植物群落的垂直分異和動物的分布為知識主線，總結完善峨眉山不同海拔生境的生物群落資料，設計了數百種具有峨眉山特色的動植物仿真模型，構建峨眉山生物多樣性資料庫，建立虛擬仿真實驗平台（圖1）。教學突破實習場地的時空限制，實現虛擬與現實相融合、線上與線下相結合的效果。
教學目標
1.學生通過仿真實驗的虛擬調查、動植物辨認，掌握動植物調查與分析方法，直觀了解峨眉山生物多樣性特點及保護現狀；
2.學生通過虛擬仿真實驗的推理互動、虛擬場景考核，理解峨眉山生物群落的垂直分異規律；
3.學生通過虛擬仿真實驗的群落識別、調查及線下總結，掌握群落的主要類型及生物多樣性指數的計算方法。
4.學生通過本實驗的學習，將為後期課程中生態系統的結構與功能等章節奠定知識基礎。
5.學生通過互動操作，自主學習與獨立探究，發揮主觀能動性、鍛鍊實踐操作能力，培養生物多樣性保護意識，最終達到保護生態、敬畏自然的情感價值目標。
