年底项目申报 | 数智赋能教育 — 多专业多教学场景解决方案发表时间：2024-12-02 11:04
年底将至，各大高校，职业教育学校在做计划和建设方案。今天小编介绍在虚拟仿真教学培训领域的方案和应用，希望能给老师和厂商带来帮助。 近年来，虚拟仿真教学在教育领域的应用逐渐受到重视，相关政策也在不断完善，以推动其发展和应用。 教育数字化作为国家战略，已经成为推动教育现代化的重要引擎，是实现教育强国目标的关键路径。习近平总书记在《坚定走好教育数字化的中国道路》强调：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”
教育部《职业教育提质培优计划（2020-2023）》：推动信息技术与教育教学深度融合，鼓励职业学校利用现代信息技术推动人才培养模式改革，满足学生的多样化学习需求，大力推进“互联网+”“智能+”教育新形态，推动教育教学变革创新。《教育信息化2.0行动计划》、《中国教育现代化2035》均强调要大力推进数字教材建设，优化完善数字教育资源公共服务体系。在技术与教育深度融合的背景下，教学中采用人工智能、数字孪生、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等已成为趋势，以提高教学效果和学生的实践能力。
多专业多教学场景解决方案，是基于目前部分院校课堂教学模式单一，数字化能力不足、教学数据管理低效等痛点，依托知识图谱、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）、人工智能、数字孪生等新技术新理念，结合教育部专业教学标准和典型院校的人才培养方案，针对不同教学环节、不同课程提供内容丰富、强互动、个性化的教学辅助资源和应用解决方案。 应用场景一：公共基础课程 公共基础课程旨在培养学生的思想政治素质、科学文化素养等，促进学生可持续发展，是实现立德树人根本任务的重要途径。 以《职业生涯规划》为例，其丰富的数字化资源和互动性特点，为学生提供了一个虚拟的学习和探索平台。其中收录的化工行业发展历程、技术革新和文化传承，通过视觉和互动体验增强学生对专业的认同感和归属感。
基础课侧重理论知识与基本技能的培养，是专业学习的基础。仿真软件通过可视化和交互式的方式，将抽象的理论转化为直观的学习体验，强化知识理解与实践应用。
以《化工仪表及自动化》课程为例，对标教育部教学标准、企业岗位职责及院校人才培养方案，剧情化设计锻炼PID整定、串级整定等核心技能，推进教学与市场人才需求的双重契合。
核心课程聚焦专业知识与技能的深化，是培养学生职业能力的关键环节。核心课理论课堂环节以《化学反应过程及设备》为例：聚焦教材，以知识图谱和能力图谱为目录，构建轻量化短时长强交互，适配移动端，可以采集分析教学过程应用数据，助力理论课堂教学过程数字化，辅助数字教材建设和教学模式创新。
核心课的实践性教学环节，以硅材料制备专业《多晶硅生产技术》为例，采用”教、学、考、练、评”五位一体的教学模式，配合教材《多晶硅生产技术（刘秀琼主编）》项目化、任务化的教学模式，模拟实际项目和任务，增强动手能力和实践经验。 数字教材可听、可视、可练、可互动的特点是支撑多感官学习的重要手段，促进教学内容的动态更新与个性化学习。《化工安全技术》课程具有很强的实践性, 传统实践教学受场地、设备和安全限制，而数字化教材通过视频、音频、3D建模、VR/AR等多媒体形式，结合模拟实验和化工仿真，提供高度模拟的实践性学习环境。
核心课程中内容与教学方法的更新离不开岗位需求的驱动。以化工装备技术专业核心课程《化工装备制造技术》为例,该系统对接课程同时融合化工检修钳工国家职业技能等级标准，为学生提供直观、生动的学习体验，帮助深入理解化工装备的结构与原理，掌握维护技能。该系统减少了实验成本与设备投入，提高教学效率与效果，培养具备实践能力和创新精神的化工人才。
实训课程是理论与实践结合的关键环节，旨在培养学生的动手能力、科学思维和创新意识。通过实验课程，学生验证理论知识、掌握实验技能，并提升分析与解决实际问题的能力，为专业学习和职业发展奠定实践基础。  以《有机合成技术》实训课为例，突破传统实验教学的时空限制，数字人导师实时指导实验过程，全程AI实验助手与知识问答，为个性化学习提供全面支持，有效提升操作技能与理论理解。
认识实习课程侧重职业认知与实践启蒙，帮助学生了解行业背景、生产流程及岗位需求。以煤化工企业《现场工程师日常巡检》为例，结合MR/VR等高新技术，构建沉浸式虚拟场景，使学生身临其境地感知工作环境，直击企业一线， “亲身”体验工艺操作与设备控制，提升学习效果与职业认知。
生产实习课程以培养学生岗位适应能力和实践技能为核心，强调理论与实际的深度融合。通过深入企业现场或仿真实训环境，学生学习生产工艺、设备操作及管理流程，提升实践能力、问题解决能力和职业素养，为未来就业与职业发展奠定基础。以生产实习场景为例： 实训基地以服务化工企业及相关从业人员为核心，提供全面系统的技能培训。在工业4.0背景下，基地通过数字化转型和智能化改造，构建数字孪生仿真工厂通过虚拟与现实结合，提供高效、安全的实践环境，帮助学生掌握生产工艺和控制系统，培养工程思维与数字化技能。
深度融合AI技术，构建智能生产控制系统、安全行为监控系统以及智能诊断系统，提升了智能化水平，实现智能优化、实时预测与自适应控制等功能。这一转型不仅推动了传统实训模式的智能化、个性化、数字化升级，还为行业需求与人才培养提供了创新解决方案。 MR混合现实技术，结合仿真工厂、单元装置等实物设备，能够开展化工设备认知、岗位巡检、安全应急处置、特殊作业以及数字孪生等实训培训，解决化工生产过程中“难观摩、难再现”的痛点。 3D仿真技术在生产实习中构建虚拟场景，模拟工艺流程与设备操作，提供安全高效的实践体验，提升学生实践能力与问题解决能力，突破传统实习限制。
以《甲醇装置预塔泄漏着火应急处理》为例，系统秉承理实一体，紧贴岗位思路，通过沉浸式体验火灾应急处置流程，做到自学、自研、自检，使学生掌握火灾的应急流程。
实习类课程旨在通过理论与实践的结合，培养学生的实际操作能力、问题解决能力和综合职业素养，以适应未来的职业需求和社会发展。以产业链视角构建一体化实习课程，旨在帮助学生从全局和系统角度理解专业知识的实际应用，培养复合型人才。 通过全局统筹安排生产实习和认识实习，学生可以从宏观和微观层面全面掌握行业运作，提升跨环节的综合能力。认识实习帮助学生了解产业链结构与趋势，生产实习则加强实际操作与问题解决能力。两者结合，既强化理论与实践的联系，又提升职业素养和团队协作能力，帮助学生明确职业方向，增强就业竞争力，同时促进校企合作，培养符合行业标准的人才。  煤化工产业是中国能源和化工行业的重要组成部分，在能源生产和化工过程中涉及大量的环境保护和安全管理要求。产业面临着节能降耗、绿色化、智能化转型的挑战，行业的持续创新需要大量的技术研发和应用人才。 通过认识实习与生产实习，学生不仅能够掌握传统的煤化工技术，还能接触到智能化、自动化、信息化等新兴技术，为煤化工产业的创新发展提供人才储备。这对推动产业的技术进步和转型升级具有重要意义。下面以煤化工产业链为例介绍实习类课程案例：
赛项人才培养体系定位于构建以赛促学、以赛促教、以赛促创的教育模式。随着职业教育的不断提升，举办高水平技能大赛不仅是选拔和培养技能人才的重要手段，更是传承工匠精神、培育未来工匠的关键途径。以《2024年世界职业院校技能大赛》为例，在生物与化工赛道化工生产技术小组赛项、现代化工HSE技能赛项中，我司为多所院校提供竞赛软件和技术支持，最终助力多支参赛队伍斩获佳绩。 其中，丙烯酸甲酯生产工艺3D虚拟仿真教学服务系统、甲醇生产工艺3D虚拟仿真教学服务系统、乙烯生产工艺3D虚拟仿真教学服务系统、化工装置安全分析演练3D虚拟仿真教学服务系统、化工单元虚拟仿真教学服务系统和化工危险与可操作性（HAZOP）分析虚拟仿真系统作为参赛院校自主申报的仿真系统之一，已多次应用于化工生产技术赛事及现代化工HSE赛事，并得到了广大院校师生的认可。 本方案基于教育数字化战略，提出了一个面向教学环节不同类课程的多专业多教学场景解决方案，旨在通过人工智能、数字孪生、MR、VR等前沿技术的应用，补充教学资源，辅助师生课程改革，提升教育质量和学习效率，助力数智化背景下新型化工人才培养。 |
