半干旱区生态保护虚拟仿真实验资源建设与探索

发布时间：2020-11-18 07:19

　　 半干旱区生态环境脆弱,自然和催化降水下土壤入渗对水循环和生态保护具有重要作用,但是针对半干旱区生态保护的传统实验教学难以解决时空受限、多要素影响的不可逆性以及催化降水的高成本的问题。该虚拟仿真实验以学生自主解决实际问题为出发点,发挥该校大气、生态环境、农学、水文学等多学科交叉优势,围绕降水—植被—入渗的不可逆过程,引入人工催化降水模块,对比了自然和人工催化降雨对土壤入渗过程的影响机制,提高了学生实践创新能力和生态环境保护意识。
【部分图文】：

在实验教学过程中，以学生为中心，围绕8个关键知识点，贯穿“情景体验式”“问题启发式”“自主探究式”和“互动研讨式”等教学方法，突破时空成本限制，使学生全面掌握土壤入渗机理、人工催化降水作业原理和方法。学生在与教师线上互动、线下研讨的过程中，逐渐成为学习的主体，实现了从被动听讲到自主探究的学习方法转变，提高了实践操作技能和自主创新能力，并达到了以下教学效果：(1）虚拟实验训练，规范生产实习操作。在学生开展生态环境野外集中实习之前进行虚拟仿真实验训练，提高了学生对生态环境调查工作流程的熟悉度。在野外集体实习环节中，学生对土壤性质测定设备的操作熟练程度明显增强，实验操作的规范性和准确性明显提高。

(3）科教融合，相得益彰。近年来，人工影响天气工作在服务农业生产、促进生态治理、缓减水资源短缺、防灾减灾和重大活动保障等方面发挥着巨大作用，已成为国家重要生态保护区域、重要水源地等保障生态治理和水源补给的重要举措。本实验项目依托国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”的重点专项“人工影响天气基础理论、数值模式技术研究”，开展人工影响天气综合观测试验，所获得的科研数据和成果为本实验项目提供了强大的理论和数据支撑。图2给出了半干旱区坡面径流区和飞机人工催化降水作业虚拟仿真实验界面。4 结语
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