（问题）长期以来，高校实验教学普遍遇到几类难题：一是部分实验风险高，涉及高压、易燃易爆、强腐蚀等环节，出于安全考虑往往难以开展完整训练；二是一些教学内容受地理与时间限制，实地考察常受天气、交通、经费和组织成本影响，学生“能看见却去不了”；三是文物保护、精密仪器等实验对场地和材料要求严——容错率低——实践教学容易停留演示和讲解；如何在确保安全的前提下，让学生获得更接近科研与生产的训练，成为教学改革的重要课题。 （原因）山西大学对应的负责人介绍，围绕新工科、新文科及交叉学科培养需求，学校将虚拟仿真技术引入实验教学，用“可复现的复杂场景+可追溯的数据链条”重构学习过程。在化学国家级实验教学示范中心，教师郝俊生表示，高压加氢等工艺在真实实验室对操作规范要求极高，任何细小疏漏都可能带来安全隐患，过去更多依靠理论讲授和流程示意，学生难以在真实参数条件下进行系统训练。虚拟仿真把工艺流程与关键环节拆分为可操作模块，让学生在数字环境中完成设备认知、参数设定、过程监测和结果分析。 （影响）在“1,4-丁二醇高压加氢”等虚拟仿真实验中，学生可在不同温度、压力和配比条件下调整方案，系统实时输出转化率、选择性等关键指标，并提供图谱与表征数据，便于从现象回溯原因、用数据提出假设。多名学生表示，这种训练不以“一次成功”为唯一目标，而是在可控范围内反复验证与纠偏，帮助形成更接近科研的思维路径。数据显示，课程上线后访问量持续增长，并通过平台共享覆盖多所高校，带动优质教学资源跨校流动。 在地理与环境相关课程中，“万年冰洞三维建模及地理成因分析”把难以高频组织的野外考察内容转化为可重复训练的课堂实践。学生在虚拟场景中完成洞体结构观察、空间测量与数据记录，结合区域气候与地形条件进行成因推理，从而理解中纬度地区永久冰体保存的机理。对学生而言，虚拟仿真不仅降低了实地教学门槛，也通过标准化数据与流程训练提升了科学调查的规范性。 在文化遗产保护教学中，“山西传统壁画虚拟仿真与实验教学”将壁画病害识别、修复方案比选等环节纳入课堂。通过数字化建模与分层展示，学生可以在不接触文物本体的前提下讨论修复细节，理解“最小干预、可逆性、可识别性”等专业原则，更好兼顾教学与保护。 （对策）业内人士认为，虚拟仿真不应简单替代实体实验，而应与线下实践形成互补：一上用虚拟训练前置关键技能，降低实体实验的试错成本与安全风险；另一方面把虚拟数据分析与真实仪器操作、生产实习衔接起来，形成“虚拟预习—实体验证—综合提升”的闭环。同时，应完善课程标准与评价体系，将过程性数据纳入考核，重点评价学生的问题定义、变量控制、数据解释与方案优化能力；推动跨学科团队共建课程，提升内容的科学性与行业适配度。 （前景）随着教育数字化和实验教学改革推进，虚拟仿真有望在更多高风险工艺、不可逆材料实验以及难以高频组织的野外实习中发挥作用，深入突破时间、空间与成本限制。依托资源共享平台，优质实验课程可跨区域服务更多高校，推动实验教学从“看一看、记一记”转向“做一做、想一想、改一改”，为培养面向产业与科研一线的复合型人才提供支撑。
把高危实验的风险挡在课堂之外，把科学探索的试错留在课堂之内，是虚拟仿真教学的重要价值。面向新一轮科技革命和产业变革，高校实验教学既要守住安全底线，也要提升学生的探索能力。用更真实的场景、更严密的逻辑和更开放的共享机制，把“会做实验”深入提升为“会用证据思考”，才能让课堂更好连接创新的源头。