近海海洋生态调查虚拟仿真实验的设计与实践 .pdfVIP

近海海洋生态调查虚拟仿真实验的设计与实

践

作者：孙际佳陈骁张晓勇于宗赫何玉慧

来源：《现代信息科技》2022年第08期

摘要：海洋生态调查是海洋科学专业学生必须掌握的基本实践技能，然而出海调查受场

所限制且实施成本高、周期長、具有较高风险性，实践教学难以开展。针对这一现状，采用

Unity3D仿真技术，设计并开发了由出海安全、游泳动物调查、大型底栖生物调查、浮游生物

调查和微生物调查5个功能模块构成的“近海海洋生态调查虚拟仿真实验”系统。采用虚实结合

的教学方式，激发了学生的学习兴趣，提高了实验教学质量，有助于海洋科学创新人才的培

养。

关键词：海洋;生态调查;虚拟仿真;实验教学

中图分类号：TP391.9;G434文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）08-0138-04

DesignandPracticeofVirtualSimulationExperimentofOffshore

MarineEcologicalInvestigation

SUNJijia，CHENXiao，ZHANGXiaoyong，YUZonghe，HEYuhui

（CollegeofMarineSciences，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，

China）

Abstract：Marineecologicalinvestigationisabasicpracticalskillwhichmustbemasteredby

studentsmajoringinmarinescience.However，itisdifficulttocarryoutpracticalteachingduetothe

limitationofthesite，highcostofimplementation，longcycleandhighriskforthesea

investigation.Inviewofthiscurrentsituation，asystemof“virtualsimulationexperimentof

offshoremarineecologicalinvestigation”isdesignedanddevelopedbyusingUnity3Dsimulation

technology.Itconsistsoffivefunctionalmodulessuchasseasafety，nektonsurvey，macrobenthos

survey，planktonsurveyandmicroorganismssurvey.Itusestheteachingmodecombiningthereal

withthevirtual，stimulatesthestudents’learninginterestandimprovesthequalityofexperimental

teaching.Itisconducivetocultivateinnovativetalentsinmarinescience.

Keywords：marine;ecologicalinvestigation;virtualsimulation;experimentalteaching

引0言

近海是海洋开发、海洋经济和国防建设的核心区域。海洋科学研究涉及物理、化学、生物

和地质等诸多领域，是一门综合性很强的科学。海洋生态调查是海洋科学专业学生必须掌握的

基本实践技能，但是受经费和条件所困，大部分高校既没有自己的海洋科考调查船，也无力租

用科考调查船。另一方面，普通的科考船舱位有限，无法承载几十上百名学生上船实习。同

时，出海调查实施周期长，具有较高的危险性[1-2]。因此对于大部分高校来说，海洋科学专业

本科生的海洋生态调查实习活动难以开展，教学有理论而无实践，往往陷于纸上谈兵的困境。

近年来，随着3D图像技术和虚拟现实技术的发展，虚拟仿真技术已广泛应用于许多专业

的实验教学，如生物类[3，4]、医学类[5，6]、机