（1）专业与年级要求

水工、农水、土木、港航等专业，大三下、大四上。

（2）基本知识和能力要求

已经修学过专业基础课水力学、材料力学，专业课水工建筑物，最好有水工建筑物物理模型实验的经历。

我国已建成的9.8万多座大坝中,90%以上为土石坝。由于筑坝材料为松散颗粒，因此土坝的坝坡稳定是设计和运行中关注的重点问题，尤其是大坝蓄水后水位骤降以及遭遇地震情况，极易导致坝坡失稳，引发严重的安全问题。因此，该部分内容在水工建筑物授课中一直是土石坝章节的核心内容之一。

然后，由于问题的复杂性，相关概念比较抽象，例如库水骤降后为何容易引起坝坡失稳、地震作用如何加剧滑坡风险、有哪些工程措施可以采用以提高坝坡稳定性等等，学生理解起来较为吃力，灵活运用则更为困难。因此，如何直观展示其内在机理及滑坡发展全过程，成为了该部分授课的关键。但是，由于坝体内部的渗流肉眼难以观察、水位骤降的非稳定渗流的形成需要较长时间、滑坡实验制备困难且为破坏性实验、过程不可逆，因此，在课堂上开展实物模型实验难度极大，且成本高、耗时长，无法适应课堂教学的需要。而虚拟仿真实验可以在较短的时间内模拟滑坡产生的过程，引导学生理解相关的专业知识，具有很强的实用性。

（1）目标明确：确保实验设计与预期学习目标相符。明确所需达成的学习目标，以便在虚拟环境中针对性地设计实验内容和任务。

（2）真实性和可信度：确保虚拟环境的场景和情境能够准确地模拟现实世界中的相关情况，使学习者在虚拟环境中的实验体验具有一定的真实性和可信度。

（3）互动性：提供学习者与虚拟环境的互动和反馈机制，使学习者能够根据自身操作和决策的结果进行实时反馈和调整，进而促进学习效果的提升。

（4）多样性和灵活性：设计具有多样性和灵活性的实验任务，使学习者能够面对不同的情境和问题，并通过多种途径来解决问题，培养学习者的创造性思维和问题解决能力。

（1）使学生更加深刻地认识土石坝的稳定及其受地震惯性力和渗流力变化影响的演变过程，加深对坝坡稳定性的理解。

（2）通过设计优化的交互方式帮助学生建立牢固的工程概念，并形成这方面的安全设计意识。

（3）依托实际工程，增强工程实践体验，有助于学生熟练掌握知识并在从业后学以致用。

（4）引发学生对土石坝的稳定性和安全性的思考和探讨，锻炼学生的科学思维。