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地質(zhì)學(xué)科

1.1學(xué)科背景

目前地質(zhì)類實習(xí)實踐開展主要存在以下幾個問題：

（1）地質(zhì)教學(xué)資源不斷被破壞、難以保護(hù)和持續(xù)；

（2）教學(xué)資源遠(yuǎn)離學(xué)校，不便隨時使用，且實習(xí)成本巨大，危險性高；

（3）部分教學(xué)內(nèi)容原理較為抽象，難以理解。

利用虛擬仿真技術(shù)開展實踐教學(xué)，在很多方面有著天然的優(yōu)勢。3D虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)形式逼真立體，有助于演示和理解抽象教學(xué)內(nèi)容；通過虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的虛擬教學(xué)場景趣味性強(qiáng)，很好的迎合當(dāng)代大學(xué)生的興趣點，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.2解決方案

北京潤尼爾有豐富的地質(zhì)類虛擬仿真實驗項目建設(shè)經(jīng)驗，合作客戶遍布全國各大高校。合作的院校包括：北京大學(xué)（985院校）、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）（211院校）、中國礦業(yè)大學(xué)（徐州）（211院校）、中國石油大學(xué)（北京）（211院校）、福州大學(xué)（211院校）、西北大學(xué)（211院校）、防災(zāi)科技學(xué)院、青島理工大學(xué)、成都理工大學(xué)、東北石油大學(xué)等。

北京潤尼爾地質(zhì)類虛擬仿真實驗項目資源涵蓋：野外地質(zhì)實習(xí)考察（秦皇島、北京西山灰峪、昌平虎峪、昌平十三陵、山西五臺山等）、水文地質(zhì)實習(xí)考察、地質(zhì)填圖、實測剖面、構(gòu)造演化虛擬仿真實驗庫、晶體光學(xué)薄片庫等20余個實驗項目。

地質(zhì)類虛擬仿真實驗產(chǎn)品特點：

●1.同課程的專題教學(xué)和多學(xué)科交叉的綜合教學(xué)；

●2.抓住典型地質(zhì)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對地質(zhì)工作的興趣；

●3.重視強(qiáng)化野外地質(zhì)現(xiàn)象參數(shù)的提取技術(shù)的練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生動手和獨立工作的能力；

●4.引導(dǎo)學(xué)生利用將今論古和時空演化的觀念思考不同的地質(zhì)作用，初步建立地質(zhì)思維。

1.3典型案例

1.3.1 西北大學(xué)地質(zhì)系

2018年，我公司為西北大學(xué)地質(zhì)系量身定制開發(fā)了地質(zhì)工程原位測試虛擬仿真系統(tǒng)，共包含8個實驗案例：動力觸探虛擬仿真實驗、現(xiàn)場直剪虛擬仿真實驗、靜載荷試驗虛擬仿真實驗、樁基靜載虛擬仿真實驗、巖石聲波測試虛擬仿真實驗、巖體應(yīng)力測試虛擬仿真實驗、水壓致裂虛擬仿真實驗、千斤頂法荷載虛擬仿真實驗。

地質(zhì)工程原位測試虛擬仿真系統(tǒng)采用三維虛擬仿真技術(shù)開發(fā)，全景全真展示了4個地質(zhì)工程原位試驗，逼真模擬地質(zhì)工程原位試驗的野外場景、儀器設(shè)備、測試步驟和成果處理等過程，在了解試驗原理的基礎(chǔ)上熟悉試驗儀器設(shè)備，通過模擬仿真系統(tǒng)的操作演示熟悉試驗技術(shù)要求（如試件或試坑的尺寸及要求、承壓板的尺寸、位移量測系統(tǒng)的安裝、加載方式及加荷等級、沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)、試驗終止條件等）和試驗步驟；然后學(xué)生在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行模擬仿真試驗操作，引導(dǎo)學(xué)生利用已有專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，學(xué)會對試驗獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（成果整理），獲得所求巖土體參數(shù)；同時，該系統(tǒng)設(shè)置了不同土層（粘性土、粉土、砂類土和含有少量碎石的土層）和不同試驗方法的選擇，使學(xué)生“真實感受”不同巖土體和不同測試方法對試驗結(jié)果的影響，提高專業(yè)理論知識與實際工程相結(jié)合的能力，培養(yǎng)專業(yè)技能和興趣。

虛擬實際現(xiàn)場外景下與三維儀器設(shè)備的結(jié)合最大限度的復(fù)現(xiàn)模擬工程實際，構(gòu)造出一系列完整的地質(zhì)工程原位試驗場景、儀器設(shè)備、材料的虛擬試驗，對耗時長、難度大、高風(fēng)險的原位測試試驗過程進(jìn)行全程仿真，逼真再現(xiàn)試驗場景，使學(xué)生得到身臨其境的現(xiàn)場實習(xí)感，讓學(xué)生更加全面深入的掌握，為以后學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)，成為未來工作的良好開端。

該項目被認(rèn)定為2018年國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目。

 1.3.2 中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院

2016年，我公司為中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院量身定制開發(fā)了一套礦山地質(zhì)考察虛擬仿真實驗教學(xué)資源，實驗資源包括：柳江盆地地質(zhì)考察實驗、海濱地質(zhì)考察實驗、張巖子-東部落路線地質(zhì)考察實驗、東部落-潮水峪路線地質(zhì)考察實驗、亮甲山-瓦家山路線地質(zhì)考察實驗、黑山窯三疊系-侏羅系路線地質(zhì)考察實驗、雞冠山-祖山路線地質(zhì)考察實驗等虛擬仿真實驗。

1.3.3 防災(zāi)科技學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院

2017年，我公司為防災(zāi)科技學(xué)院量身定制開發(fā)了一系列野外地質(zhì)實習(xí)類實驗資源，資源包括：柳江盆地地質(zhì)概況虛擬仿真實驗、張巖子地層路線虛擬仿真實驗、雞冠山-祖山構(gòu)造路線虛擬仿真實驗、東部落-潮水峪寒武系路線虛擬仿真實驗、亮甲山奧陶系路線虛擬仿真實驗、瓦家山石炭-二疊系路線虛擬仿真實驗、黑山窯三疊系-侏羅系路線虛擬仿真實驗、傍水崖路線虛擬仿真實驗、海濱地質(zhì)考察路線虛擬仿真實驗、吳莊背斜虛擬仿真實驗、實測地質(zhì)剖面虛擬仿真實驗、地質(zhì)填圖虛擬仿真實驗、沙鍋店巖溶發(fā)育規(guī)律分析路線虛擬仿真實驗、東部落巖溶水形成與排泄條件分析路線虛擬仿真實驗、亮甲山巖溶水形成條件與富集規(guī)律分析路線虛擬仿真實驗、黑山嘴斷裂構(gòu)造低溫?zé)崴梢蚍治雎肪€虛擬仿真實驗、大石河河谷地表水-地下水形成與轉(zhuǎn)化關(guān)系分析路線虛擬仿真實驗、活斷層探測虛擬仿真實驗、巖石磨片虛擬仿真實驗、巖石鏡下鑒定虛擬仿真實驗、碳14測年虛擬仿真實驗、光釋光測年虛擬仿真實驗等。

附錄：地質(zhì)學(xué)科虛擬仿真實驗產(chǎn)品目錄