实验要求
（1）海洋油气勘探虚拟仿真实验主要面向海洋科学等专业本科生，要求学生具有海洋科学导论、普通地质学、海洋地质学等相关专业课程的基础知识。
（2）学生可独立操作、完成海洋油气勘探虚拟仿真教学实验平台内模块学习，实验流程完整、规范、正确，实验结论可靠、实验结果讨论有理有据，能对实验流程、方法和结果进行探索和思考。
（3）实验前预习实验背景及资源，实验中按步骤完成4个模块的全部实验内容，并就实验数据和结果开展分析讨论和自主探究，实验后在线提交实验报告，查看实验成绩。
教学成果
1、主持的教学研究课题：
（1）课题名称：海洋地质过程与资源虚拟仿真实验项目，来源：河海大学2020年度校级虚拟仿真实验教学项目，年限：2020.06-2021.06；
（2）课题名称：本科生海洋地质实习教学模式的改革与创新，来源：河海大学2020年小型教学研究项目，年限：2021.02-2021.11；
（3）课题名称：海洋科学实训教学课程中3D虚拟仿真技术的融合路径探索，来源：河海大学海洋学院2021年中央教改经费项目，年限：2021.03-2021.11；
（4）课题名称：基于微信小程序的本科生海洋地质实习教学模式的探索与构建，来源：河海大学2021年本科实践教学改革研究项目，年限：2021.05-2022.04。
2、教学教改论文：
（1）张旭，张鹏辉*，茹亚磊，等.海洋油气勘探虚拟仿真教学实验平台的设计与实践[J].实验科学与技术, 2021, 19(5)：54-59.
（2）刘喆昊，张鹏辉*，曹旭，等.基于微信小程序的地质实习教学平台构建[J].教育现代化, 2021, 8(68)：10-15.
（3）张金亮，张鹏辉.学科交叉视域下的理工科专业高年级本科生科研素质培养模式的构建与探讨[J].中国地质教育, 2014, 3：51-54.
实验背景
21世纪是海洋的世纪。党的十九大报告提出：“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”。
河海大学作为一所拥有百余年办学历史的教育部直属全国重点大学，河海大学是一所拥有百余年办学历史，以水利为特色，工科为主，多学科协调发展的教育部直属全国重点大学，是实施国家“211工程”重点建设、国家优势学科创新平台建设、“双一流”建设以及教育部批准设立研究生院的高校。
河海大学海洋学院的办学历史可追溯到1957年的海洋水文专业。1960年学校设立海洋水文教研室，1995年成立海岸及海洋工程系，2000年设立海洋技术与科学系，2004年学校成立海洋学院（与交通学院联合办学），2015年10月18日独立设置河海大学海洋学院。
学院以“进军深海大洋，探索学科前沿，服务海洋经济”为发展战略，学院依托学校近岸动力学传统优势，强化了极地科学、海洋环流与气候变化研究方向，并结合江苏地方需求，进一步拓展了海洋生态环境和海洋地质环境等特色学科，丰富了学科结构体系、建成了海洋科学一级硕士点、博士点和博士后流动站，已构建起“本科—硕士—博士”多层次、完整的人才培养体系。学院的海洋科学专业为国家级一流本科专业建设点、江苏省重点专业建设点，海洋科学学科入选江苏高校优势学科建设工程项目（二期和三期），物理海洋学为江苏省重点建设学科。学院目前设有三个系：物理海洋系、海洋生物系、海洋地质与地球物理系；建设有面积约2200平方米的海洋科学实验中心；与国家海洋环境预报中心共建自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室。
海洋油气勘探开发作为重要的能源增长极，为保障国家能源安全，推动经济社会发展作出重要贡献。为此我院开设了《石油与天然气地质学》、《海洋调查方法》等相关课程。但是开展油气勘探活动需要专业的调查设备和船只，并具有费用高、周期长、安全风险大等特点，导致传统的教学活动很难让学生亲身参与到海洋油气勘探的学习实践中。因此，河海大学充分发挥海洋科学一流学科优势，结合前沿的海洋调查技术和科学实验，依托河海大学虚拟仿真实验教学共享平台，开发了海洋油气勘探虚拟仿真实验。
设计原则
1、实验的必要性
由于海洋油气勘探是一项高度综合和复杂的系统工程，涉及很多海洋科学、工程技术和地质过程等方面的系统知识，相关实验研究和调查设备操作需要巨额的资金投入和大量的人力物力。同时学生在学习相关专业知识时缺乏直观、系统地了解，这对于海洋油气勘探相关研究的基础理论和实验学习造成了很大的困难。长期以来，海洋油气勘探相关的多个知识点仅停留在理论讲授阶段，缺乏必要的实践操作学习和训练。
海洋油气勘探虚拟仿真实验的开发，将前沿的海洋调查技术和科学实验转化为实验教学内容，并融合课程思政，使学生深入了解专业的海洋地质调查技术方法及其工作原理，身临其境地开展海洋油气勘探全过程体验，探究海底深部油气资源综合探测技术为代表的海洋科学领域前沿领域。既培养学生的创新实践能力，又激发学生在建设海洋强国新征途上的碧海丹心、能源报国的情怀。
2、实验的实用性
本实验采用模块化的方式来实现包括4个功能模块即4个阶段的实验内容，共计15个步骤，不同功能模块内容涉及不同的知识点，且相对独立，能满足海洋科学专业多门核心课程的实践教学。
学生可以利用电脑随时随地学习，仅用3学时即可替代实际常规海洋油气勘探长达数月的实验内容，仿真度高，高度还原海上现场工作场景和操作，实际数据来自实际海洋油气勘探实践及其相关的最新科研成果，并可反复进行操作学习和训练。
3、实验的合理性
合理设计实验教学过程，融合多种教学实验方法，同时实验步骤的设置循序渐进，符合实际的工作流程和方式方法，引导学生由浅入深地开展学习实践，也符合学生的学习规律。
学生可以自主选择航线，激发学生的学习兴趣和学习自主性，并结合海域含油气盆地的实际案例分析，每条航线针对不同的海底油气藏地质剖面，有助于培养学生解决海底油气藏分析评价实际问题的创新能力。
4、实验的先进性
实验内容围绕国家海洋能源资源重大需求，中国已成为全球最大的原油和天然气进口国，油气对外依存度依旧呈上升趋势，面临的能源安全形势十分严峻。提升海洋油气勘探开发力度，既是贯彻落实中央关于加大国内油气勘探开发工作力度，保障国家能源安全要求的具体举措，也是保障中国能源安全的必然要求。作为海洋大国，我国海洋油气资源丰富，但总体勘探程度相对较低，海洋油气是我国长期、大幅增产的重要领域。实验内容体现最新的海洋地质调查技术和实践成果，具有实验内容的先进性。
实验平台以国内先进的海洋地质与地球物理调查船—“海洋地质九号”船为原型，“海洋地质九号”船是中国领先的同时具备专业地震调查与综合地质地球物理调查功能的调查船，国际先进的以短道距地震电缆二维（三维）多道地震为主，集地球物理测量、水文环境测量和地质取样技术等为一体的多功能综合物探（地质）调查船，已于2017年入列。自入列以来，在海洋基础地质调查、海域油气资源勘查、深海探测技术应用等方面发挥重要作用，肩负着自然资源部党组提出的引领深海探测国际科学前沿的目标，具有实验模型的先进性。
本实验融合海洋科学、地质学、地球物理学等多学科领域，融合海洋科学研究和海洋技术，连接了传统课程和实验所需的从海面到海底的实验场景，有效带动学生深度参与海洋油气勘探的全过程，具有实验理念的先进性。
实验目标
1、课程总体教学目标
海洋油气勘探虚拟仿真实验以海洋调查方法、石油与天然气地质学理论知识和海洋油气勘探实践等为基础，以虚拟仿真技术为媒介，设计一个能为学生提供安全操作、功能全面且成本可控的教学实验平台，通过构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，在虚拟环境中开展实验，集演示、学习、实践、分析、考核等功能于一体，营造多元化、宽松化和趣味化的教学环境；允许自由参观的同时，结合系统提示，学习掌握单波束、多波束、浅地层剖面、多道地震、海洋重力仪及海洋磁力仪等专业的海洋调查设备及其工作原理，引导学生完成出航、使用设备、操作流程、数据记录、数据分析及结果讨论等实习内容，更好地探索符合海洋科学专业实践教学发展方向的新思路。激发学生探索海洋油气资源的兴趣，激励学生筑梦深海、向深海进军，增强学生的创新思维、实践动手与科学研究能力，培养学生具备从海水到海底表层、海底浅部地层和海底中深部地层的海洋综合探测专业素养，将更好地提升教学效果，培养适应“一带一路”战略推进和具有海洋科学观的综合性创新人才。
知识巩固层面：帮助学生认知海洋调查船及主要调查设备的结构和功能，理解海洋油气勘探各环节原理及其对应的知识点。
能力培养层面：熟练掌握交互性实验操作，培养运用理论知识的能力，能对数据处理和结果讨论分析，培养学生的创造能力和科学探索能力，培养解决复杂海洋地质调查实际问题的能力。
价值引领层面：实验面向深埋海底油气资源宝藏，发掘海洋油气资源潜力是保障国家能源安全的关键举措。引导学生逐梦蓝海，不忘能源报国初心，牢记海洋强国使命，在建设新时代的大路上全力奋进。
2、各实验模块环节的教学目标
（1）第1模块海底地形地貌调查：通过本模块的学习和操作，理解海底地形调查、海底地貌调查、海洋调查质量等知识点的原理，以及掌握相关仪器、软件的工作方法。
（2）第2模块海洋地震勘探：本模块的设计训练，帮助学生掌握勘探作业步骤、设备施放的方式和顺序，完成地球物理数据的采集工作。
（3）第3模块海洋地球化学探测：通过本模块的学习和训练，引导学生打开海洋油气勘探的地球化学研究视角，为海域含油气盆地油气重点区带评价提供地球化学依据。
（4）第4模块海洋油气成藏要素分析：应用所学理论知识点，通过探索和思考，完成分析油气藏地质剖面图的基本岩性地层特征、标定油气生储盖组合、圈定圈闭位置等操作步骤，培养解决海底油气藏分析评价实际问题的创新能力。
成绩评定
（1）做好课前预习，完成预习报告，在实验前提交指导教师。指导教师依据预习报告和课前提问，给出预习报告成绩，占实验总成绩的20%；
（2）完成实验各个步骤，做好实验数据的记录，保存重要的实验过程和实验结果。指导教师依据实验操作表现，给出实验操作成绩，占实验总成绩的40%；
（3）认真撰写实验报告，按时提交依据实验报告撰写质量和实验结果来给出实验报告成绩，占实验总成绩的40%；
（4）以上三个步骤都必须要达到合格及以上，实验总成绩低于65分者，需要提交申请，补做实验。学生根据实验报告成绩，对自己的实验操作、海洋地质相关理论知识等进行评价。