《表1 北京大学空间科学虚拟仿真实验教学部分案例》
作为“北京大学地球科学国家级虚拟仿真实验教学中心”重要的组成部分,空间科学虚拟仿真实验教学构建了空间科学虚拟仿真教学体系,该教学体系已经被应用到以实验为主的课程《空间探测信息可视化处理》中。该实验教学案例将“虚拟仿真技术”和“地面空间模拟实验”有机结合在一起,较好地实现了空间科学教学实验虚实相结合。该教学体系首先通过“虚拟太阳系与空间探测课堂”让学生对整个空间科学的研究对象—太阳系以及其探测技术有一个整体和形象认识,同时让学生了解一些重要的空间物理现象和过程,例如地球磁层形成过程及卫星运行轨道和空间探测等。第2步通过粒子与物质的相互作用仿真软件GEANT4模拟空间粒子辐射探测器探测空间粒子的过程以及卫星及其部件受到粒子作用产生空间环境效应的过程,使学生们对空间粒子探测技术和空间环境效应有一个整体和形象的学习和认识。第3步利用高性能电子源、离子源系统,配合真空舱系统,构建“地面空间模拟实验”,开展地面空间粒子探测技术和空间环境效应模拟实验;利用空间磁场探测实验室的“零磁”空间和空间磁场产生和探测系统,开展地面模拟空间磁场的分布及其探测原理和过程。整个空间科学虚拟仿真教学体系,虚实有机结合,加深并强化了学生对空间科学所学知识及其效果的理解和认识。表1为空间科学虚拟仿真实验教学部分案例设计。
图表编号 | XD00172315700 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2020.02.25 |
作者 | 于向前、郭艳军、张媛 |
绘制单位 | 北京大学地球与空间科学学院地球科学国家级实验教学示范中心地球科学国家级虚拟仿真实验教学中心、北京大学地球与空间科学学院地球科学国家级实验教学示范中心地球科学国家级虚拟仿真实验教学中心、北京大学实验设备部 |
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