黃河流域多尺度生態-水文耦合虛擬仿真實驗是陝西師範大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：黃河流域多尺度生態-水文耦合虛擬仿真實驗
- 課程負責人：董治寶
- 建設院校：陝西師範大學
- 授課教師：梁偉、李君軼、嚴建武、焦磊
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
近年來，我國將生態文明建設已提升至國家戰略的高度。中共十八大首次把生態文明建設納入中國特色社會主義事業總體布局，標誌著人類社會邁入生態文明時代。黃河作為中華民族的母親河，孕育了古老的中華文明，黃河流域則是中華文明的重要發祥地，也是我國重要的生態屏障帶。由於歷史、自然條件等原因，黃河流域經濟社會發展相對滯後，已成為打贏脫貧攻堅戰的重要區域。2019年9月，習近平總書記指出“保護黃河是事關中華民族偉大復興的千秋大計，黃河流域在我國經濟社會發展和生態安全方面具有十分重要的地位”。如何推進黃河流域的生態文明建設，持續推動黃河流域生態保護和高質量發展已成為地學界關注的重要話題，也成為地理學教學當中理論聯繫實際的典型範例。
近年來，黃河流域儘管生態恢復成效顯著，但流域內呈現降水季節、年際變化劇烈，水資源分布不均衡，水文過程複雜多變，生態結構非穩態等特點。如何讓學生快捷、實時、直觀地了解黃河流域生態水文這些複雜的演變過程，是生態水文和自然地理教學中一直思考的問題，也是揭示地球表層系統過程和地球關鍵帶研究奧秘的關鍵。本項目在大量野外考察基礎上，通過選擇典型區域，採用設備觀測及虛擬野外調查等方式，構建黃河流域坡面尺度的生態水文實驗虛擬空間，依託長期監測並積累的生態水文過程基礎數據資料和生態水文驅動模型，通過基礎理論知識學習、過程原理理解、觀測網路設計構建、過程參數配置、情景模擬結果對比等虛擬仿真實驗操作，系統培養學生的實驗設計、儀器設備規範操作、和過程認知等綜合能力，提高生態水文過程學習的創新思維，激發學生的專業學習興趣。
教學目標
（1）加強學生綜合運用基礎理論與專業知識的能力
學生通過虛擬環境下的浸游認知、實操練習、情景實驗等環節，加深對基礎理論與專業知識的理解，熟悉和掌握綜合自然地理的基本知識點，將原來碎片化知識整理成系統化、形象化的知識體系；通過自主搭建的虛擬實驗平台，掌握生態水文過程的演化機理，認識黃河流域典型坡面尺度上生態水文驅動因素的相互作用，掌握生態水文過程研究的思維方法。
（2）提升學生的綜合性思維能力及解決實際問題的能力
本實驗以黃河流域典型坡面尺度水文過程探索為主線，以土地利用和氣候變化作為重點考慮的自然和人類活動，採用3D建模、動畫設計和人機互動等技術，自主研發了面向生態水文過程呈現、驅動因素分析和水文過程機理揭示的虛擬仿真實驗，通過各種情景的設計，認識水文過程的變化，提高學生解決問題的能力。
（3）培養學生的創新意識與科學研究素養
實驗中每一個模組都允許學生自主設計，自由搭建，未設標準答案，為學生靈活運用理論知識解決實際問題提供了若干種可能，鍛鍊了學生獨立思考解決問題的能力，激發了學生的創新意識。
