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地質(zhì)學(xué)科

1.1學(xué)科背景

目前地質(zhì)類實(shí)習(xí)實(shí)踐開(kāi)展主要存在以下幾個(gè)問(wèn)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(shí)使用，且實(shí)習(xí)成本巨大，危險(xiǎn)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(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，在很多方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。3D虛擬仿真技術(shù)實(shí)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(guò)虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的虛擬教學(xué)場(chǎng)景趣味性強(qiáng)，很好的迎合當(dāng)代大學(xué)生的興趣點(diǎn)，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.2解決方案

北京潤(rùn)尼爾有豐富的地質(zhì)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，合作客戶遍布全國(guó)各大高校。合作的院校包括：北京大學(xué)（985院校）、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）（211院校）、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（徐州）（211院校）、中國(guó)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(rùn)尼爾地質(zhì)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源涵蓋：野外地質(zhì)實(shí)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(tái)山等）、水文地質(zhì)實(shí)習(xí)考察、地質(zhì)填圖、實(shí)測(cè)剖面、構(gòu)造演化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)庫(kù)、晶體光學(xué)薄片庫(kù)等20余個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

地質(zhì)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品特點(diǎn)：

●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(duì)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(dòng)手和獨(dú)立工作的能力；

●4.引導(dǎo)學(xué)生利用將今論古和時(shí)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(kāi)發(fā)了地質(zhì)工程原位測(cè)試虛擬仿真系統(tǒng)，共包含8個(gè)實(shí)驗(yàn)案例：動(dòng)力觸探虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)直剪虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、樁基靜載虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、巖石聲波測(cè)試虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、巖體應(yīng)力測(cè)試虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、水壓致裂虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、千斤頂法荷載虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

地質(zhì)工程原位測(cè)試虛擬仿真系統(tǒng)采用三維虛擬仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)，全景全真展示了4個(gè)地質(zhì)工程原位試驗(yàn)，逼真模擬地質(zhì)工程原位試驗(yàn)的野外場(chǎng)景、儀器設(shè)備、測(cè)試步驟和成果處理等過(guò)程，在了解試驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上熟悉試驗(yàn)儀器設(shè)備，通過(guò)模擬仿真系統(tǒng)的操作演示熟悉試驗(yàn)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(cè)系統(tǒng)的安裝、加載方式及加荷等級(jí)、沉降觀測(cè)和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)終止條件等）和試驗(yàn)步驟；然后學(xué)生在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行模擬仿真試驗(yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生利用已有專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)，學(xué)會(huì)對(duì)試驗(yàn)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(shí)，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(yàn)方法的選擇，使學(xué)生“真實(shí)感受”不同巖土體和不同測(cè)試方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，提高專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際工程相結(jié)合的能力，培養(yǎng)專業(yè)技能和興趣。

虛擬實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)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(shí)際，構(gòu)造出一系列完整的地質(zhì)工程原位試驗(yàn)場(chǎng)景、儀器設(shè)備、材料的虛擬試驗(yàn)，對(duì)耗時(shí)長(zhǎng)、難度大、高風(fēng)險(xiǎn)的原位測(cè)試試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行全程仿真，逼真再現(xiàn)試驗(yàn)場(chǎng)景，使學(xué)生得到身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，成為未來(lái)工作的良好開(kāi)端。

該項(xiàng)目被認(rèn)定為2018年國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

 1.3.2 中國(guó)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(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院量身定制開(kāi)發(fā)了一套礦山地質(zhì)考察虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，實(shí)驗(yàn)資源包括：柳江盆地地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)、海濱地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)、張巖子-東部落路線地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)、東部落-潮水峪路線地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)、亮甲山-瓦家山路線地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)、黑山窯三疊系-侏羅系路線地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)、雞冠山-祖山路線地質(zhì)考察實(shí)驗(yàn)等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

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(kāi)發(fā)了一系列野外地質(zhì)實(shí)習(xí)類實(shí)驗(yàn)資源，資源包括：柳江盆地地質(zhì)概況虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、張巖子地層路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、雞冠山-祖山構(gòu)造路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、東部落-潮水峪寒武系路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、亮甲山奧陶系路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、瓦家山石炭-二疊系路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、黑山窯三疊系-侏羅系路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、傍水崖路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、海濱地質(zhì)考察路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、吳莊背斜虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、地質(zhì)填圖虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、沙鍋店巖溶發(fā)育規(guī)律分析路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、東部落巖溶水形成與排泄條件分析路線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、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(shí)驗(yàn)、黑山嘴斷裂構(gòu)造低溫?zé)崴梢蚍治雎肪€虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、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(shí)驗(yàn)、活斷層探測(cè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、巖石磨片虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、巖石鏡下鑒定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、碳14測(cè)年虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、光釋光測(cè)年虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等。

附錄：地質(zhì)學(xué)科虛擬仿真實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品目錄