實驗簡介：

中國是雜交稻生產大國。截止2019年，中國雜交稻種植面積已超過1333萬公頃，占水稻總種植面積的51%，產量約占水稻總產量的58%。雜交稻的大面積推廣，不僅大幅度提高了糧食產量，而且贏得了巨大的經濟效益。

雜交稻是利用水稻雄性不育系作為母本和作為父本的恢復系雜交后形成的第一代雜交種，它往往表現出比雙親更為優(yōu)良的性狀，但由于它的后代會出現性狀分離，故雜交稻需要年年制種。在雜交稻制種過程中，父本和母本的花期能否相遇是制種成功的關鍵因素；是否遭遇農業(yè)氣象災害是決定制種產量的主要因素。但是，不同品種的生育期長短不同，在不同光溫條件下，水稻的發(fā)育速度也會發(fā)生改變。因此，如何調整父、母本的播種期使兩者能夠同時開花，又避免遭遇嚴重的氣象災害，成為雜交稻制種的核心技術。

設計原則：

發(fā)育期判斷：播種稻種，學生觀察稻種的生長過程，了解整個生長流程，填寫生長報表。

光譜反應特性分析：本項目采用了案例教學法，選取代表學科特色的水稻培育作為典型案例，通過虛擬仿真實驗和實體實驗相結合，使學生全面了解水稻育種這一現代生物技術在農業(yè)生產上的應用實例。利用動畫演示等直觀教學法生動展示稻種生長的過程，易于學生理解和記憶，提高學習效率。通過過場動畫提出科學問題，通過虛擬現實場景開展互動式和沉浸式教學。

雜交稻的制種：通過分期播種試驗，在不同日期進行雜交稻父本和母本試種，了解不同品種水稻的光溫特性，通過對水稻生長的觀察，確定各安全期和災害期制定制種方案，選擇合適的時間進行播種，保證在雜交稻制種時使父母本的花期相遇，同時避免遭遇嚴重的氣象災害。

實驗目標：

利用立體三維模型實現水稻的虛擬生長。學生可以短時間內觀察到水稻生長的全過程從而了解水稻在不同生長發(fā)育階段的形態(tài)特征，掌握水稻發(fā)育期的判斷標準。

利用發(fā)育期模型，結合虛擬仿真技術，真實再現水稻發(fā)育的全過程。學生可以不斷改變光溫條件或者品種參數，對比不同條件下生長發(fā)育速度的變化，加深學生對光溫反應特性的認識，激發(fā)學生自動探索的欲望，發(fā)現事物外部現象和內部原理之間的聯系。采用問題式教學方式，圍繞雜交稻制種中的花期相遇和氣象災害兩大問題，設計了虛擬仿真實驗。學生依據父、母本的光溫反應特征，擬定制種的最佳播種期。如果父、母本擬仿真實驗。學生依據父、母本的光溫反應特征，擬定制種的最佳播種期。如果父、母本的花期相遇，同時又未遭遇農業(yè)氣象災害，則制種成功；如果父、母本的花期相遇，但遭遇了農業(yè)氣象災害，則水稻減產；如果父、母本的花期不遇，則制種失敗。通過實驗，學生不僅了解農業(yè)生產中的實際問題，更能理論聯系實際，增強分析解決問題的能力。