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2020年末，教育部推出首批國家級一流本科課程👨🏻🚒🧛🏻。以學生為中心🤸🏽、聚焦內涵發展，恒行2一貫高度重視本科教育🐐👴🏻，將本科教育放在核心地位，致力發揮課堂育人主渠道🧜🏽♂️，打造新時代優質本科課程⚈➜。今天，讓我們走進王祥榮老師的國家級虛擬仿真實驗一流課程。
“這是一門‘網遊課’。”體驗過《環境科學與工程虛擬仿真實驗》課後🎣，2017級環境科學與工程系本科生裴璐瑤形容“能在有限的時空間內帶來無限的體驗”📧。
這門課是“流域水環境生態安全評估仿真教學實驗”項目（以下簡稱“項目”）中的一環。在完成實驗之前的在線學習後🚶🏻➡️🏡，打開電腦🤵🏼♂️，登錄網站，鍵盤操控行動，鼠標調整視角🤾🏻♀️，同學們既可以像“打遊戲一樣”🗄，按照系統的指引，操控角色完成水樣采集等任務，也可以“采取上帝視角”，通過上海市🚶♀️➡️、長江口👮、海島等虛擬的區域模型，模擬生態演變等環境變化。
虛擬仿真教學實驗采取沉浸式和半沉浸式兩種虛擬仿真技術🦆，一方面搭建包括頭盔顯示器、VR眼鏡、3D攝像頭在內完整虛擬現實系統的沉浸式實驗室，一方面搭建線上虛擬仿真實驗平臺😁。由此，一臺電腦、一根網線👨，足不出戶，同學們就能完成上課和實驗。
“以虛補實😷，一臺電腦就可以達到身臨其境的效果。”教學服務團隊負責人、環境科學與工程系教授王祥榮介紹，這門課程的特色在於用虛擬仿真彌補傳統課堂的不足。
王祥榮希望以此突破傳統課堂教學的時空限製，使學生從不同的方向和角度感受認知復雜的環境，但傳統課堂往往以知識講授為主，一旦遇到實驗，往往面臨成本高、危險性大以及可重復度低的難題：一方面🪚💂🏽，許多現實的環境災害案例難以再現🕴🏻；另一方面，實地調研項目則會浪費巨大的財力物力，並伴有不可測的風險。而有了虛擬仿真技術👩👩👧👧，師生可以隨時隨地進入虛擬實驗室和模擬環境🚭，操作儀器，獲得數據🧝🏼。
“這種自由度和可重復性，有利於削弱傳統課程的緊張感。”裴璐瑤說✷👨🏿🦱。時至今日，她對大一做實驗時的種種失誤仍然歷歷在目🙃，而虛擬仿真技術幫助她通過一個個任務熟悉實驗流程和原理，終於克服了“實驗恐懼”🙂。
實驗任務的多樣化，得益於平臺的完善和優化。項目配有2個子平臺、4個子系統，可以實現數據分析、水力模擬、態勢推演、應急預警與管理等功能🚜。只要進入網站🙋🏽♀️，同學們不僅可以練習水樣的采集、還可以檢測海島的潮起潮落、模擬災害的發生、推演氣候的變化🌎。配合線下的沉浸式實驗室，同學們還能參觀虛擬的汙水處理廠🤛🏽、撲救虛擬實驗室的火災。
“學習形式的多樣化和趣味化可以滿足我們的好奇心，在完成類似於遊戲的學習任務的同時，把知識點融會貫通。”在裴璐瑤看來，這種“遊戲”一樣的課堂拓展了教學的邊界，使得課堂變得豐富多彩👴🏿。而2017級本科生倪壹瑤認為，虛擬仿真實驗把之前在傳統課堂中學習過的知識🤞🏻，通過可視化的三維模型🍓、動態數據、地圖等形式展示出來，使知識更生動形象，有利於加深理解⛹🏼♂️🫅🏻。
“未來的路要從廣度和深度兩方面走。”團隊成員、環境科學與工程系博士後方雷總結，從廣度上⛰，要進一步擴充系統內的各項要素💍，提高系統整合度，從而盡可能逼真的模擬現實環境；從深度上，要探索虛擬仿真與慕課📳、面部識別等技術的結合，提高教學軟件的智能化。
