一、实验的必要性及实用性由于水电站建设周期长，工程建成后不可逆，以及正常教学与工程施工之间的时效性等问题，都给学生深入学习水轮机结构、水电站发电与检修过程、厂房的组成与电站的施工等知识带来了难度，根据能实不虚，虚实结合的原则，我们开发了寒区平原河流水电站虚拟仿真实验软件，该实验软件能够满足高阶性、创新性与挑战度的要求。该实验软件的开发突出了寒区工程特色，在依托工程的灯泡式水轮发电机组基础上，又增加了立轴混流式机组的水电站进行虚拟仿真。软件对工程和实验资源实现了三维全景的虚拟现实，是基于区域地形地貌、水轮机、发电机、水电站厂房和坝体等而开发的，能够模拟出一个可交互的、虚拟的水电站内部设备和厂房的三维空间虚拟工程场景，其中包括所有相应内部结构部件、施工及运行等实际过程的多比例、多视角切换的三维空间虚拟工程场景，将水电站枢纽布置、水电站厂房内部结构、蜗壳和尾水管结构、水轮机结构、水轮发电机组发电过程、机组检修过程等直观的呈现在学生面前，让学生在接近真实水电站运行环境的虚拟现场进行模拟实验，弥补了教学过程中因不具备实际工程场景与资源，很难让学生对比较抽象的水电站相关知识彻底了解的问题，大大调动了学生学习的积极性和主动性，收到事半功倍的学习效果，达到了教学大纲的要求，显著地提高了学生的创新和实践能力。二、教学设计的合理性运用了虚拟仿真实验这种教学方法,从课程体系到教学方法上都进行了富有成效的创新与改革，使学生更好的掌握寒区平原河流水电站的设计原理、方法以及运行管理知识。教学方式采用了研究式、问题探究式、任务驱动式、团队合作式、互动式、自助式等。利用了虚拟仿真实验这种新的手段，重新设计了虚拟仿真实验和实际现场实验的组织方式和实验方法，完成了虚实结合的有机统一。改革了实验课程教学方法，建立适合的课程评价体系、多元化的考核方式和及时考评激励。采用灵活的评价系统和丰富的测验、考评模式，极大地提高了学生学习的积极性,培养学生虚实结合的学习方法。三、实验系统的先进性寒区平原河流水电站虚拟仿真实验系统突出了地域特色，在传统本科水电站教授内容的基础上进行了知识的延伸与拓展。软件提供了开放性、拓展性、兼容性的教学管理平台，实现网络共享，使服务的范围得到了拓宽，同时根据大家应用的反馈信息持续改进，以求本实验软件得到进一步的完善。本实验软件设置的课程知识体系科学,资源配置全面合理，教学模式多样化，有效地提高了教学质量。实验软件技术先进、功能完善，具有结构展示、虚实结合与人机交互等功能，具备水电站枢纽相关过程的三维全景虚拟现实功能、以及专业知识动态链接讲解等功能；具有操作简单、界面友好、三维工程场景生动形象等特点；能够实现不同用户权限管理功能；满足版权保护的要求。