恐龙在2亿年前是如何生活的？喜马拉雅山是怎么隆起的？太阳风如何形成并影响了大气电离层的变化？极光的形成过程和空间结构是怎样的？河流阶地的演变过程是什么？这些看起来颇有难度的问题你可以在北京大学地球科学虚拟仿真实验中心找到答案。通过三维可视化技术、二维模型和一些特殊的软件和系统，实验中心将虚拟的世界呈现在眼前。

所谓虚拟仿真，实际上是一种可创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。它的交叉领域和应用领域非常广泛。将其应用到地球科学的相关科研教学中，能够很好地辅助教学，提高学生的科研兴趣，并解决现实实验平台无法实现的难题。在前不久教育部印发的《教育部办公厅关于批准北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心等100个国家级虚拟仿真实验教学中心的通知》（教高厅函〔2014〕6号），“北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心”获批为国家级虚拟仿真实验教学中心，是唯一一个覆盖地球科学各学科的国家级虚拟仿真实验教学中心。

“北京大学地球科学虚拟仿真实验教学中心”建设在“北京大学国家级地球科学实验教学示范中心”的基础上，面向地质学、地球化学、地理信息系统、地理科学、资源环境与城乡规划管理、地球物理学、空间科学与技术、大气科学等8个地球学科专业以及北大基础学科通选课的实验教学，提供多层次、多方法的虚拟仿真实验教学平台和综合性强、创新性强、复杂度高的典型实验项目，并与企业展开密切合作形成“产学研”一体的可持续发展模式。仿真实验教学中心由原北京大学国家级地球科学实验教学示范中心主任、北京大学地球与空间科学学院名誉院长潘懋教授担任负责人。中心下设地质学、地球物理学、地理学和大气科学4个分中心，依托2个教育部重点实验室、1个北京市重点实验室、3个国家理科基础科学研究和教学人才培养基地的基础建设以及25个教学实验室、7个野外实习基地、3个计算机教学实验室、3个图书资料室的支持。目前《普通地质学》、《地球科学概论》、《大气热力学》、《数字地球导论》等课程的实验教学有相关应用。虚拟仿真教学资源具有人机互动、状态参数动态模拟、角色分配、实景仿真等功能，与软件内部所提供的丰富教学资源相配套使该系统在人才培养的各个环节中发挥着难以替代的作用。

地球与空间科学学院副院长刘建波教授介绍，中心之所以能成功获得国家级认证，起步早、平台广是很重要的原因。中心的建设经过十多年的历程，包括了早期探索、规划积累和全面建设的不同时期。中心主任潘懋教授在1997年建立了北京大学“地质信息研究实验室”，并逐步建成地质空间信息系统（GSIS）。GSIS 1.0是北京大学地球科学虚拟仿真教学中心自主研发的新一代真三维地学信息系统系列软件，基于分布式系统的地质空间信息系统，包括三维空间数据生成和管理、模型化数据对象管理及多媒体数据存储查询、模糊处理、专家系统等功能。该系统是我国第一个参加科技部软件测评的真三维地学信息系统软件（1997年至2001年），在教学中应用在“地貌学与第四纪地质学”中，在实际生产中广泛应用于城市地质、岩土工程、环境地质、矿产资源勘查等众多地学相关领域，在国内处于领先地位。2007年3月，中心与北京龙软科技发展有限公司联合成立“数字矿山联合实验室”，进行数字矿山平台的研发，形成了产学研可持续发展模式。2008年，“基于组建技术的煤矿地测空间管理信息系统”获得教育部科学技术进步一等奖。该项科研成果通过“虚拟矿井仿真教学平台”和“数字矿山三维应急响应仿真实验项目”等方式为“3DGIS”、“GIS设计和应用”、“地理信息系统实验”等课程提供支持。2009年国家级教学示范中心获批之后，中心拿出一半的经费用于虚拟仿真的研究和建设，引进了计算机系统方面的博士人才。2011年之后中心进入全面建设、快速发展阶段，在实验教学信息化平台、典型虚拟仿真实验教学项目、野外实习三维虚拟仿真协同实验系统等多个方面取得长足的进步。

目前中心的一项重要工作是如何将其教学资源更加广泛地共享，建设开放型信息化平台，期待有一天每一个学生都可以通过网络平台直观地了解虚拟仿真系统下种种有趣的事物。

编辑：舍予