空间辐射效应与防护虚拟仿真实验

负责人:方美华 专业:航天学院 查看项目
南京航空航天大学 空间辐射效应与防护虚拟仿真实验

团队依托航天工程工信部校企协同育人基地、空间核技术应用与辐射防护、深空星表探测机构技术两个工信部重点实验室、空间科学联合创新中心、深空科学探测技术联合实验室等实验平台,坚持以学生为中心的实验教学理念,遵循虚拟仿真实验项目“能实不虚、虚实结合”的原则,开发了空间辐射效应与防护虚拟仿真实验,面向行业和社会开放。实验以实现卫星在轨运行面临空间辐射效应的防护设计为目的开展,学生首先完成相关空间辐射效应的原理学习,然后探究空间辐射效应随卫星轨道高度、倾角、屏蔽厚度的规律,总结其规律变化,确定不同轨道卫星效应风险及防护实施方案;最后学生通过自主设计,规避不同难度卫星任务的辐射效应,并实现防护设计。

南京航空航天大学 空间辐射效应与防护虚拟仿真实验

南京航空航天大学

实验简介

团队依托航天工程工信部校企协同育人基地、空间核技术应用与辐射防护、深空星表探测机构技术两个工信部重点实验室、空间科学联合创新中心、深空科学探测技术联合实验室等实验平台,坚持以学生为中心的实验教学理念,遵循虚拟仿真实验项目“能实不虚、虚实结合”的原则,开发了空间辐射效应与防护虚拟仿真实验,面向行业和社会开放。实验以实现卫星在轨运行面临空间辐射效应的防护设计为目的开展,学生首先完成相关空间辐射效应的原理学习,然后探究空间辐射效应随卫星轨道高度、倾角、屏蔽厚度的规律,总结其规律变化,确定不同轨道卫星效应风险及防护实施方案;最后学生通过自主设计,规避不同难度卫星任务的辐射效应,并实现防护设计。

设计原则

我国航天科技领域飞速发展,对具备空间辐射效应与防护相关专业知识以及实践能力的航天科技人才培养需求非常迫切。然而空间辐射效应与防护实验开设存在严重困难,团队依托相关的教学、科研平台和成果,自主研发了空间辐射效应与防护虚拟仿真实验。

(1)遵循了“学生为中心、问题导向、创新实践”的实验教学理念,合理运用了探究式、任务驱动式、项目导向、探索学习等教学方法,激发学生的学习兴趣,培养学生的工程素质。

(2)遵循学生由浅入深的学习规律,遵循从简单到复杂,从点到面的认知规律,构建了“基础认知-探究学习-探索应用”三个层次递进、环环相扣的教学实验环节。

(3)拓展了实验教学的深度和广度,具有两性一度的金课特征。实验要求学生综合采用相关的基础知识和技能解决航天工程实践的可靠性设计问题,具有高阶性;实验结合了航天工程前沿,采用最新的工程模型和探测数据,采用三维立体虚拟仿真的形式展开教学,学生通过探究性学习实现个性化实验设计,具有创新性;实验与前沿科学技术相融合,实验内容具备综合性和探索创新性内容,且实验涉及空间物理、粒子物理、半导体、材料等不同学科专业知识,体现了学科的交叉性,对学生来说,对不同专业和层次的学生具有不同的挑战性。

(4)实验将航天精神课程思政贯穿始终,实施立德树人。实验中,通过努力学习,获取各个环节的成绩,培养了学生自主学习、不断探索的精神。通过航天工程前沿知识的应用,让同学们感悟国家航天的发展,领悟航天工程师的品格。

实验目的

本实验根据《空间环境学》课程大纲及关键知识点,结合航天工程应用背景,构建了面向航天任务的空间辐射环境可靠性设计虚拟仿真实验,以卫星在空间辐射环境中面临辐射效应-风险评估-防护设计为主线,开展实验,达到以下实验目的:

(1)掌握空间辐射环境特征、空间辐射效应原理,提高学生掌握相关专业基础知识能力水平。

(2)掌握在轨卫星空间辐射效应的计算方法,掌握辐射效应随参数的变化规律,培养学生探究能力、思考总结能力和自主学习能力。

(3)掌握对卫星失效实际案例的重新优化设计及对卫星任务自由探索设计,培养学生探索创新和动手实践能力。

实验在传授知识的基础上,利用计算机信息化、虚拟现实等手段弥补现有学科在实验实践条件上的不足,拓展教学的深度和广度,提升了教学效果,对标人才培养目标。同时在实验中融合了立德树人和课程思政元素,实现学生培养的素养目标,于高水平的航天科学与技术领域人才培养具有重要意义。课程通过实验提升学生专业知识和实践能力,培养学生专业知识应用、专业技能和专业素养。

实验要求

(1)专业与年级要求

专业:可面向空间科学与技术、航空航天工程等专业。

年级:可面向大二至大四学生。

(2)基本知识和能力要求

本实验融合了国家航天科技前沿,具有专业、学科交叉特点,学生应具有相关基础专业理论知识,如“空间环境学”、“航天工程概论”,“空间辐射及其效应”。

能力要求:

深刻理解空间辐射效应与防护原理及风险评估方式;

理解卫星器件参数、辐射环境参数与效应的关联原理及参数变化规律;

具备针对航天工程提出问题、探讨问题、解决问题的能力;

具备反思优化的习惯和科学的思维习惯。

虚拟仿真实验空间物理虚拟仿真实验航天工程虚拟仿真实验

相关推荐

  • 关于举办“AI+虚拟仿真”实验课程建设与创新应用研讨会的通知

    关于举办“AI+虚拟仿真”实验课程建设与创新应用研讨会的通知

    为贯彻《教育强国建设规划纲要(2024-2035年)》提出“实施国家教育数字化战略,促进人工智能助力教育变革”,加快以“智能化、装备化、体系化、标准化”为趋势的新形态虚拟仿真资源的建设与实效应用,分享实践教学数字化经验,推动人工智能与虚拟仿真技术在实验教学中的深度融合。江苏省高等教育学会高校实验室研究委员会联合恒点虚拟仿真,将于4月20日举办“AI+虚拟仿真”实验课程建设与创新应用研讨会。

  • 恒点助力南京航空航天大学AI教学新生态,打造虚拟仿真实验室新样板

    恒点助力南京航空航天大学AI教学新生态,打造虚拟仿真实验室新样板

    在恒点的支持下,南京航空航天大学公共实验教学部依托丰富的实验实践资源,整合教学优势、科研成果,运用AI技术赋能数字化教育空间,重塑教育实践,强化科研保障,构建起学科交叉、科教融汇、虚实结合的虚拟仿真实验室。从“虚实结合”“远近结合”“点面结合”三个方面,开展创新实践训练,不断推动学生工程素养和创新实践能力提升。

  • 虚拟仿真推动智慧物流应用型人才培养

    虚拟仿真推动智慧物流应用型人才培养

    恒点智慧物流虚拟仿真实训基地由智慧物流虚拟仿真专业实训中心、智慧物流虚拟仿真研创中心、智慧物流虚拟仿真公共实训中心、智慧物流虚拟仿真体验中心四大部分构成。在物流教育领域,智慧物流虚拟仿真实训基地可以模拟生产、仓储、分拣、发货等全流程,让学生全面掌握生产管理系统、无人仓储作业管理系统等信息化管理方法,赋能物流专业人才培养。

  • 案例分享 | 药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验

    案例分享 | 药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验

    恒点与南京中医药大学共建药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验,其以虚拟仿真技术为核心,基于现实参数构建高精度3D发酵罐模型,还原工业级操作界面,动态模拟菌丝增殖、多糖合成等微观过程,实现“透视级”教学体验。学生可零风险完成高压灭菌、参数调节等操作。

  • 中医药教育数字化的虚实融合新实践

    中医药教育数字化的虚实融合新实践

    恒点与校方共建的中医药专业虚拟仿真实验项目项目坚持以学生为中心,采用个性化、智能化教学模式。围绕中草药生产关键步骤,利用虚拟仿真实现理论讲解、实践操作与考核评估协同,提升学生实践与创新能力。通过内置VR/AR场景和多模式学习功能,支持双平台接入,借助系统进行数据分析与实时反馈,帮助老师及时变更教学策略,实现因材施教。教学过程还融入思政教育,培养德才兼备的高素质生物制药人才。

  • 虚拟仿真赋能传统中医药人才培养

    虚拟仿真赋能传统中医药人才培养

    传统中医药实践教育长期受困于设备成本高昂、操作风险大及产学脱节等瓶颈,难以满足现代化人才培养需求。恒点通过虚实融合技术,搭建中医药专业虚拟仿真,重构实践教学模式,为中医药教育注入创新活力。

  • 政策赋能教育革新,恒点虚拟仿真领航教育新基建

    政策赋能教育革新,恒点虚拟仿真领航教育新基建

    恒点以“硬件+软件+内容”形成核心竞争力。恒点提供包括XR数字融合工作站、MR智能互动沙盘、3D-LED 交互显示系统、红外大空间协同交互系统、MR大空间协同系统等产品,凭借兼容常规应用与虚拟仿真教学的适配性、沉浸式交互与高精度模拟能力的品质,为校方升级传统机房或多媒体教室提供优质技术载体。

  • 恒点成功举办虚拟仿真资源建设及实验条件建设交流探讨会

    恒点成功举办虚拟仿真资源建设及实验条件建设交流探讨会

    为深化高等教育数字化转型,推动虚拟仿真技术与实验教学体系深度融合,探讨如何以虚拟仿真技术赋能高质量实践育人,恒点信息科技有限公司在教育部虚拟仿真实验教学改革虚拟教研室的支持下,联合东南大学、南京航空航天大学于3月15—16日在南京举办“虚拟仿真资源建设及实验条件建设交流探讨会”。

  • 新能源汽车专业的虚拟仿真教学改革与创新

    新能源汽车专业的虚拟仿真教学改革与创新

    恒点以新能源汽车驱动系统为核心内容,采用“虚拟现实+互联网”的教学手段,完整地还原了新能源汽车的运行场景,解决了传统教学中的诸多问题,顺应了教育改革的时代潮流,新能源汽车为当前国家推行的教学改革提供了新的思路和工具,最终为新能源汽车产业发展打造高素质专业人才团队。

  • 案例分享 | 智能掘进工作面虚拟仿真实验

    案例分享 | 智能掘进工作面虚拟仿真实验

    恒点与中国矿业大学遵循“能实不虚,虚实结合”的原则,共同开发《智能掘进工作面虚拟仿真实验》,让学生在虚拟环境下学习掌握真实煤矿智能掘进工作面工作环境、设备、配套方式、安全操作流程、关键结构组成及功能等。增强学生综合知识能力和实践创新能力。

相关产品

虚拟仿真实训室交互显示系统

3D-LED交互显示系统

集成了三维LED技术和扩展现实技术的交互式显示系统

虚拟仿真实训数字工作站

XR数字工作站

集成PC/VR/AR装置为用户提供一体化工作站

虚拟仿真教学资源共享平台

虚拟仿真教学资源共享平台

为本科/职业/军事院校提供虚拟仿真实训/实验资源共享开放平台

虚拟仿真实验项目开发软件

XR交互-资源开发编辑器

一款零代码、低门槛的虚拟仿真/虚拟现实内容开发编辑工具

3dppt/xr内容+营销展示的创作平台

XR演示-编辑开发平台

为演示/演讲用户提供3D/VR/MR内容的开发工具(3D版PPT)

VR / MR头戴设备

VR / MR头戴设备

独立设计研发教育专用操作系统的VR/MR头盔及眼镜

综合解决方案

XR内容定制服务

职业教育:虚拟仿真基地资源;本科教育:虚拟仿真一流课程

XR生产能力输出

帮助企业建设XR内容生产能力;与高校相关专业共建生产基地

虚拟仿真示范基地建设

基地平台、特色资源开发;基础软硬件条件建设

虚拟仿真专业实训室

基础软硬件条件建设;专业特色资源销售和定制

数字化研创中心

基础软硬件条件建设;研创软件工具及培训服务

虚拟现实课程实训室

虚拟现实人才培养课程;虚拟现实内容创作教室建设

数字融合创新设计中心

为数媒/艺术专业打造创新设计;XR开发、作品、课程

理实结合教室

实物展示设计、虚拟资源开发;教室信息化软硬件条件建设