波浪运动特性虚拟仿真实验的探索与实践

沈 超， 付小莉， 李卫超

（同济大学a.水利工程系；b.地下建筑与工程系，上海200092）

0 引 言

1 建设目标

波浪是海洋中最常见的现象，是岸滩演变、海港和海岸工程重要的动力因素和作用力［1］。了解波浪运动的特性是研究近岸泥沙运动和岸滩演变的基础，对港口选址规划、港口建筑物设计乃至桥梁［2］和海上风电设计［3］等均有着重要意义。因此，学习波浪运动相关知识是港航专业学生的主要任务之一，也是土木工程相关专业同学需了解的重要内容。我校港航专业特将波浪运动特性实验设立在其专业核心课程中，以期达到夯实专业基础，启发专业探索性思维的作用。但经过在教学中的实践和研究发现，目前该实验教学过程仍存在诸多问题：①理论教学和实验教学衔接不够紧密，实验过程可能涉及多方面专业知识，学生无法及时有效回顾；②实验所用的波流水槽设备为大型仪器，实验中学生共用一套设备，受场地和时间的限制，学生无法全过程操作和观察；③专业知识与工程实践和应用间无法有机结合，学生难以真正达到学有所用。实际上，以上问题也广泛存在于类似的工科实验教学中［4-5］。

基于以上分析可知，当前的波浪运动特性实验教学亟待改革和转型。教育部在《关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》（教高厅［2017］4号）中明确指出，要深入推进信息技术与高等教育实验教学的深度融合，不断加强高等教育实验教学优质资源建设与应用，着力提高高等教育实验教学质量和实践育人水平，开展虚拟仿真实验教学项目建设工作［6］。……