經過40多年的不懈努力，中國防沙治沙取得了舉世矚目的巨大成就，「三北」等重點生態工程，完成防沙治沙3.05億畝，53%的可治理沙化土地得到初步治理，荒漠化和沙化土地實作「雙縮減」，重點區域實作從「沙進人退」到「綠進沙退」的歷史性轉變。
敦煌鳴沙山北靡的月牙泉
沙生植物的生理學參數研究對於沙地生態恢復和保護具有重要意義，了解不同植被蓋度下土壤水分動態，可以幫助制定有效的生態恢復策略。但有關實驗的開展，卻面臨諸多現實瓶頸。
背景與痛點
在惡劣的沙漠環境中，實地測定生理參數和水分管理的實驗操作非常困難。野外數據收集存在極大挑戰，要求實驗者在沙漠環境中進行實地考察，這可能會受到極端氣候條件的影響，如高溫、幹旱等。
沙生植物的生理學參數測定通常需要使用專門的儀器，如光譜儀、氣體交換測量系統、水分傳感器等。這些器材的購置和維護成本通常很高。
沙生植物參數測試虛擬仿真實驗
獲取復雜，分析難度大，且模擬過程面臨時間段較長的問題。需要對多種植物進行采樣，並要求選擇有代表性的植物種類以及要確保采樣的廣泛性和隨機性，植物需水量、水分狀況、土壤含水量等測定的要求也比較高，一般實驗條件難以達到上訴要求。
傳統教學方法可能過於依賴理論講授，缺乏互動性和實踐操作，這很大程度上限制了學生深入理解沙生植物的生理學參數測定與水分管理過程的能力。傳統教材和教學內容更新可能滯後於最新的科學發現和技術創新，導致學生無法接觸到最新的研究和套用。
解決方案
面對實驗教學問題，恒點與南京資訊工程大學共同推出了沙生植物生理學參數測定及水分管理虛擬仿真實驗，旨在透過創新的虛擬技術，解決實際問題，培養學生的綜合能力，提高教學和研究的效率和效果。
1.模擬真實環境
利用最新的仿真技術，模擬出逼真的沙漠環境，讓學生能夠在虛擬世界中體驗到與實地相同的挑戰。實驗可以反復進行，讓學生有足夠的機會去熟悉和掌握關鍵的操作技能。
虛擬仿真實驗中的環境與器材
2.降低成本
虛擬仿真實驗大幅降低了實驗成本。學生不再需要昂貴的實驗器材，也不需要承擔運輸和維護的費用，也不會額外產生住宿費用，不用忍受極端惡劣的室外環境。這使得更多的學生能夠參與到實驗中，在安全的環境下享受到更高質素教育資源。
3.簡化數據分析
直觀的數據分析工具，將復雜的SPAC水迴圈和能量轉化過程以圖形和圖表的形式展現出來，使得學生能夠快速理解並掌握數據分析的技巧。
4.增強互動性
透過設計互動式學習模組，如模擬操作和角色扮演，我們讓學生在參與實驗的同時，也能夠鍛煉溝通和團隊協作能力。這種互動性不僅提高了學習的樂趣，也加深了學生對知識的理解。
實驗中也可以與老師同學間進行互動
5.即時反饋與評估
該實驗還結合了量化評估系統，能夠提供即時的反饋，幫助學生及時了解自己的學習進度和操作技能。這種及時的反饋和評估，極大地提高了學習效率和效果。
6.靈活的學習路徑
學生可以根據自己的學習節奏和興趣選擇不同的實驗模組，進行深入研究。教學資源豐富，包括影片教程、線上講座和專家訪談，為學生提供了全方位的學習支持。實驗平台鼓勵跨學科學習，學生可以將生態學、植物學、環境科學等多個學科的知識綜合運用，解決實際問題。
7.可持續發展教育
該實驗強調可持續發展的重要性，讓學生在學習過程中意識到保護生態環境的必要性，培養他們的環保意識。
結語
沙生植物生理學參數測定及水分管理虛擬仿真實驗，不僅是一個教學工具，更是一個培養未來生態守護者的平台。它的重要性在於能夠讓學生在安全、經濟、互動的環境中，深入理解沙生植物的生態價值和生理特性，掌握關鍵的水分管理技能。
透過本實驗，學生不僅能夠獲得寶貴的知識，還能夠培養批判性思維和創新能力，為未來的生態保護和可持續發展做出貢獻。這樣的教育創新，能夠激發學生的潛能，共同守護我們賴以生存的地球家園。
