月球科研站植物生态系统设计AI虚拟仿真实验平台

本课程立足党的二十大“航天强国”与“教育数字化”战略部署，对接“十五五”规划首次将航天强国纳入国家五年规划重点任务的总体要求。月球长期科研站的生命保障系统是探月工程纵深推进的核心瓶颈，而植物原位栽培受制于月面实验高成本、高消耗与不可逆等客观约束，难以开展系统性容错探究。依托人工智能与数字孪生技术构建的虚拟仿真平台，为月壤改良、资源闭环与人机协同布局等设计学命题提供了可反复推演、可安全试错的数字化实验环境，使学生在真实月面任务数据返回之前即具备系统思维与工程决策能力。在此背景下，本课程旨在培养兼具航天系统思维与数字素养的复合型人才，服务于“十五五”期间深空探测自主创新与月球科研站建设的人才储备需求。

1、坚持学生中心与产出导向（OBE）：打破验证性实验的既定框架，赋予学生高度的设计自由度，引导其在多变量冲突中自主生成非标化的系统解决方案。

2、强化强耦合约束与系统思维：将舱体体积、基质总量、光照衰减与能耗红线深度耦合，使学生在推演中深刻体悟复杂系统中参数强耦合引发的连锁反应。

3、实施AI伴随式启发引导：主控AI扮演“设计评图人”角色，通过启发式追问暴露设计盲区；环境监测子智能体提供实时数据预警，构建人机协同的探究场域。

4、贯穿全生命周期评估（LCA）：将能效比、水循环利用率等可持续设计指标纳入评价体系，实现从单一结果评判向多维过程增值评价的转变

   1、知识目标：掌握极端受限环境下的空间设计约束机制；理解原位资源重构与材料工艺逻辑；熟悉受控生态生命保障系统的光温水气肥协同调控原理。
    2、能力目标：具备将模糊需求转化为可量化工程约束的系统架构能力；能在资源极度受限下完成空间排布、微气候调控及突发危机的应急处置；熟练运用多智能体工具进行方案论证与设计反思。
    3、素养目标：培养面向国家深空探测战略的工程伦理与责任担当；建立以数据与证据支撑设计决策的专业习惯；激发以设计创新解决复杂交叉学科问题的学术视野。

   1、专业与年级要求：主要面向设计学类（环境设计、数字媒体艺术）本科二至四年级学生，同时适用于林学、园艺等其他专业学科学生。
    2、先修知识要求：设计类需具备空间设计基础与信息可视化知识；农林类需具备植物生理学基础。
    3、操作能力要求：具备三维空间想象力、实验数据处理能力，能熟练使用主流浏览器进行三维交互操作。

预习与概念生成（18%）：任务书解读的准确度与设计约束提取的完整度。

过程性设计操作（68%）：涵盖载体建模、种核论证、环境调控阈值设定的合理性与危机响应的时效性。

       效能核算与AI复盘（14%）：全生命周期效能评估报表质量，以及AI多智能体生成的综合能力画像。