问题：机械及航空航天工程教学中，风洞测试等实验对理解气动力学、结构与推进系统等核心理论至关重要。然而，传统风洞实验依赖大型设备和严格场地条件，排课与容量受限，学生难以在课前预习或反复练习。部分基础薄弱或缺乏实操经验的学生，进入真实实验前难以建立完整的流程认知，影响学习效果。 原因：首先，风洞实验涉及高价值设备、复杂操作和安全要求，教学资源稀缺，难以实现“人人动手、反复验证”。其次，航空航天工程知识跨学科且抽象，仅靠讲授和二维图示难以直观理解，学生对参数变化与物理现象的对应关系掌握不足。此外，在高等工程教育加速数字化转型的背景下，传统实验教学在“可及性、可重复性、可评估性”上存短板。 影响：港科大团队通过3D扫描数字化重建校内风洞实验室，搭建智能驱动的扩增实境实验室，并引入数字孪生技术提升虚实交互的真实性。学生仅需智能手机或平板电脑即可随时开展虚拟实验，突破设备和场地限制。平台还提供“智能导师”功能，逐步提示实验流程与关键知识点，并通过互动问答帮助学生将现象与理论对应。系统可生成学习报告，帮助教师掌握学生的常见错误和概念混淆点，从而优化课堂讲解与辅导。 对策：沉浸式虚拟实验更适合作为真实实验的补充。一上，可用于课前预习和基础训练，帮助学生熟悉实验步骤和参数含义；另一方面，可用于课后复盘和反复练习，让学生在不同条件下对比验证。对于教师，建议结合学习报告、课堂测验和实验报告评价，形成“过程性+结果性”评估闭环。对于课程建设，可在不增加设备负荷的前提下扩展实验教学覆盖面，提升公平性。 前景：全球工程教育正向虚拟仿真、混合式教学和数据驱动方向演进。港科大该平台获2025年QS全球教学创新大奖“沉浸式体验学习”组别银奖，说明了国际教育对教学创新的关注。未来，虚拟实验有望继续拓展：一是覆盖更广的航空航天工程主题；二是从操作训练转向设计—仿真—验证的综合能力培养；三是推动跨校、跨区域共享优质资源，缓解教学条件不均衡问题。港科大表示，该平台自2023年起已在多门课程中试行，每年约有100名学生使用，后续优化迭代的示范效应值得关注。
数字孪生技术正在重塑高等教育的实验教学模式。港科大该突破物理限制的创新表明：教育的核心不在于设备数量，而在于如何用技术拓宽认知边界。在全球教育数字化转型的竞争中，“以学生为中心”的理念或许比技术本身更具深远意义。