海平面上升環境下的海堤防護虛擬仿真實驗是河海大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：海平面上升環境下的海堤防護虛擬仿真實驗
- 課程負責人：龔政
- 建設院校：河海大學
- 授課教師：姚鵬、張繼生、周曾、潘毅
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
增強海平面上升環境下的海堤防護能力，是保障沿海地區防洪安全的基礎。團隊基於參與的國家重大工程建設，採用虛擬仿真技術，設計了“資料調查分析-防護方案設計-防護方案評價”三個實驗環節，將立德樹人融入教學全過程，著重解決教學過程中無法具象的知識難點，克服實體實驗直觀展示難度大、風暴觀測風險高等不足。以科研反哺教學，突破時空限制，幫助學生系統掌握海堤防護工程設計方法，培養具有前瞻意識的海洋工程師。
教學目標
（1）了解海堤防護措施設計的全流程，促進學生對海岸防護課程群交叉知識點的融會貫通
利用虛擬現實技術，結合實際海堤防護設計參數，融入教學團隊科研及工程最新成果，依託颱風浪與建築物相互作用的數值模型，將海平面上升環境下的海堤防護拆解為“海洋調查資料分析、海堤防護設計以及防護方案評價”三個模組，幫助學生融匯不同知識點。例如，學生可在場景中對不同海岸防護措施進行認知，可在虛擬場景中看到不同海堤防護措施的消浪效果，進而可通過安全性、經濟性及生態友好性對設計方案進行綜合評判。這不僅彌補了課堂教學以及現場認知的不足，更可使學生對海堤防護措施及防護效果形成直觀認知，加深對課程知識點的理解，同時可增強責任意識。
（2）系統掌握設計原理、防護措施類型及防護效果分析方法，培養學生自主式、探究式設計最佳化海堤防護方案的能力，加強前瞻意識
在海洋調查資料分析模組中，學生可通過互動式面板及操作，進行設計波高推算。在海堤防護方案設計場景中，學生通過互動式操作選取不同防護方案，直觀認知不同防護方案的布設方式、設計參數以及實際消浪效果，進而掌握不同防護方案的設計參數選取及其帶來的影響。在方案評價場景中，系統針對學生方案展示安全性、經濟性以及生態性的圖形化評價指標，給予學生直觀認識，從而能制定出更好的方案。在教學設計中倡導學生自主性、探究式的實驗設計過程，激發學生創新思維，培養前瞻意識，不僅可將理論和套用實踐合理的關聯起來，亦將課堂知識與行業需求緊密結合起來。
（3）增強學生專業技能，樹立工程價值觀，強化社會責任意識。
將“課程思政”融入實驗各個模組，例如在實驗伊始的場景認知動畫中，給出海堤防護風暴失敗的案例，通過沉浸式體驗海堤潰堤帶來的生命財產損失。在設計波高計算模組、防護方案設計模組，均設定相關步驟，強調模擬的數據結果將直接影響工程方案的選擇、造價和安全，務必使其樹立嚴謹、誠信、科學的工程價值觀。本實驗的開展將在提高學生專業技能的同時，潛移默化地強化學生防災減災意識，培養學生高度的社會責任感與建設海洋強國的歷史使命感。
