實驗簡介
團隊依托航天工程工信部校企協(xié)同育人基地、空間核技術(shù)應(yīng)用與輻射防護、深空星表探測機構(gòu)技術(shù)兩個工信部重點實驗室、空間科學(xué)聯(lián)合創(chuàng)新中心、深空科學(xué)探測技術(shù)聯(lián)合實驗室等實驗平臺，堅持以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)理念，遵循虛擬仿真實驗項目“能實不虛、虛實結(jié)合”的原則，開發(fā)了空間輻射效應(yīng)與防護虛擬仿真實驗，面向行業(yè)和社會開放。實驗以實現(xiàn)衛(wèi)星在軌運行面臨空間輻射效應(yīng)的防護設(shè)計為目的開展，學(xué)生首先完成相關(guān)空間輻射效應(yīng)的原理學(xué)習(xí)，然后探究空間輻射效應(yīng)隨衛(wèi)星軌道高度、傾角、屏蔽厚度的規(guī)律，總結(jié)其規(guī)律變化，確定不同軌道衛(wèi)星效應(yīng)風(fēng)險及防護實施方案；最后學(xué)生通過自主設(shè)計，規(guī)避不同難度衛(wèi)星任務(wù)的輻射效應(yīng)，并實現(xiàn)防護設(shè)計。
設(shè)計原則
我國航天科技領(lǐng)域飛速發(fā)展，對具備空間輻射效應(yīng)與防護相關(guān)專業(yè)知識以及實踐能力的航天科技人才培養(yǎng)需求非常迫切。然而空間輻射效應(yīng)與防護實驗開設(shè)存在嚴重困難，團隊依托相關(guān)的教學(xué)、科研平臺和成果，自主研發(fā)了空間輻射效應(yīng)與防護虛擬仿真實驗。
（1）遵循了“學(xué)生為中心、問題導(dǎo)向、創(chuàng)新實踐”的實驗教學(xué)理念，合理運用了探究式、任務(wù)驅(qū)動式、項目導(dǎo)向、探索學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。
（2）遵循學(xué)生由淺入深的學(xué)習(xí)規(guī)律，遵循從簡單到復(fù)雜，從點到面的認知規(guī)律，構(gòu)建了“基礎(chǔ)認知-探究學(xué)習(xí)-探索應(yīng)用”三個層次遞進、環(huán)環(huán)相扣的教學(xué)實驗環(huán)節(jié)。
（3）拓展了實驗教學(xué)的深度和廣度，具有兩性一度的金課特征。實驗要求學(xué)生綜合采用相關(guān)的基礎(chǔ)知識和技能解決航天工程實踐的可靠性設(shè)計問題，具有高階性；實驗結(jié)合了航天工程前沿，采用最新的工程模型和探測數(shù)據(jù)，采用三維立體虛擬仿真的形式展開教學(xué)，學(xué)生通過探究性學(xué)習(xí)實現(xiàn)個性化實驗設(shè)計，具有創(chuàng)新性；實驗與前沿科學(xué)技術(shù)相融合，實驗內(nèi)容具備綜合性和探索創(chuàng)新性內(nèi)容，且實驗涉及空間物理、粒子物理、半導(dǎo)體、材料等不同學(xué)科專業(yè)知識，體現(xiàn)了學(xué)科的交叉性，對學(xué)生來說，對不同專業(yè)和層次的學(xué)生具有不同的挑戰(zhàn)性。
（4）實驗將航天精神課程思政貫穿始終，實施立德樹人。實驗中，通過努力學(xué)習(xí)，獲取各個環(huán)節(jié)的成績，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、不斷探索的精神。通過航天工程前沿知識的應(yīng)用，讓同學(xué)們感悟國家航天的發(fā)展，領(lǐng)悟航天工程師的品格。
實驗?zāi)康?/b>
本實驗根據(jù)《空間環(huán)境學(xué)》課程大綱及關(guān)鍵知識點，結(jié)合航天工程應(yīng)用背景，構(gòu)建了面向航天任務(wù)的空間輻射環(huán)境可靠性設(shè)計虛擬仿真實驗，以衛(wèi)星在空間輻射環(huán)境中面臨輻射效應(yīng)-風(fēng)險評估-防護設(shè)計為主線，開展實驗，達到以下實驗?zāi)康模?/p>
（1）掌握空間輻射環(huán)境特征、空間輻射效應(yīng)原理，提高學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識能力水平。
（2）掌握在軌衛(wèi)星空間輻射效應(yīng)的計算方法，掌握輻射效應(yīng)隨參數(shù)的變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生探究能力、思考總結(jié)能力和自主學(xué)習(xí)能力。
（3）掌握對衛(wèi)星失效實際案例的重新優(yōu)化設(shè)計及對衛(wèi)星任務(wù)自由探索設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新和動手實踐能力。
實驗在傳授知識的基礎(chǔ)上，利用計算機信息化、虛擬現(xiàn)實等手段彌補現(xiàn)有學(xué)科在實驗實踐條件上的不足，拓展教學(xué)的深度和廣度，提升了教學(xué)效果，對標人才培養(yǎng)目標。同時在實驗中融合了立德樹人和課程思政元素，實現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)的素養(yǎng)目標，于高水平的航天科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)具有重要意義。課程通過實驗提升學(xué)生專業(yè)知識和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識應(yīng)用、專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)。
實驗要求
（1）專業(yè)與年級要求
專業(yè)：可面向空間科學(xué)與技術(shù)、航空航天工程等專業(yè)。
年級：可面向大二至大四學(xué)生。
（2）基本知識和能力要求
本實驗融合了國家航天科技前沿，具有專業(yè)、學(xué)科交叉特點，學(xué)生應(yīng)具有相關(guān)基礎(chǔ)專業(yè)理論知識，如“空間環(huán)境學(xué)”、“航天工程概論”，“空間輻射及其效應(yīng)”。
能力要求：
深刻理解空間輻射效應(yīng)與防護原理及風(fēng)險評估方式；
理解衛(wèi)星器件參數(shù)、輻射環(huán)境參數(shù)與效應(yīng)的關(guān)聯(lián)原理及參數(shù)變化規(guī)律；
具備針對航天工程提出問題、探討問題、解決問題的能力；
具備反思優(yōu)化的習(xí)慣和科學(xué)的思維習(xí)慣。
