传统工程教育长期面临设备资源有限、实践机会不足、高危实验难以开展等现实困境。
如何在保障教学安全的前提下,让学生获得充分的实践训练,成为工程教育改革的重要课题。
长春工业大学机电工程学院积极探索解决路径,系统构建了"三维数模认知-增强现实虚拟操作-虚拟仿真实验-实境实训操作"四位一体的教学新体系。
该校自主研发的9套三维交互模型和10项增强现实实验系统,让学生能够突破时空限制,在虚拟环境中安全完成各类复杂操作。
课程负责人谷东伟教授指出,虚实融合的核心在于通过技术手段扩展实践教学的边界,而非简单替代真实操作。
学生通过虚拟仿真系统,可在数分钟内完成原本需要数小时甚至数天的工艺流程,学习效率显著提升。
教学实践表明,这一创新模式产生了积极效果。
数据显示,采用虚实结合训练后,学生掌握操作技能的时间平均缩短30%,操作准确率提高25%,课程满意度连续三年保持在95%以上。
机械工程专业学生反映,通过增强现实技术能够多角度观察设备结构,深入理解工作原理,学习体验远超传统教学模式。
虚实融合教学的推广应用正在产生更广泛影响。
该课程建设的教学资源已通过网络平台向全国64所高校开放共享,累计访问量达8.5万次。
广东海洋大学等多所院校已采用相关教学方案,累计惠及学生超过1000人。
课程团队还承担师资培训任务,为50余名教师提供虚拟仿真教学指导。
从教学模式变革角度观察,虚实融合推动了教育理念的深层转变。
教师角色从知识传授者转向学习活动设计者和指导者,更加注重培养学生的工程思维和实践能力。
课堂时间分配得到优化,更多精力投入项目研讨、方案设计和虚拟验证环节。
专家认为,虚实融合教学模式契合了工程教育发展趋势,为解决实践教学难题提供了有效路径。
随着新技术不断成熟,这一模式有望在更多专业领域推广应用,推动高等教育质量整体提升。
当前,数字化转型正在重塑教育生态,虚实融合代表了工程教育改革的重要方向。
各高校应结合自身特色,积极探索新技术与教学深度融合的有效模式,为培养高素质工程人才提供有力支撑。
教育的核心在于育人,工程教育的关键在于把知识转化为能力。
虚实融合不是对真实实践的替代,而是对实践机会的扩容与对学习过程的再设计。
只有坚持以能力培养为导向,把技术创新嵌入课程目标、教学组织与评价体系之中,才能让更多学生在“可看见、可操作、可验证”的学习场景中练就真本领,为制造业高质量发展夯实人才底座。