智仿融合：某高校工科实验教学创新范式获突破性进展

    刘俊杰

    在高等教育数字化转型与新工科建设的时代背景下，某高校依托前沿技术创新，在工科实验教学领域取得突破性成果。创造性构建的智能仿真深度融合教学体系，有效破解了传统实验教学长期存在的多重困境，为工程实践教育的模式创新提供了可复制的解决方案。

    一、直面困境：传统实验教学面临系统性挑战

    传统工科实验教学长期受到客观条件限制——涉及高危操作的实验存在安全隐患，固定化的实验流程抑制了学生的探索欲望，表象化的实验结果难以支撑深层机理认知。在培养能够解决复杂工程问题的创新人才的迫切需求下，这些矛盾日益凸显。

    把握人工智能与虚拟仿真技术发展趋势，该高校提出“教师主导、学生主体、虚实交互、智仿融合”的核心教学理念，系统化设计了创新教学模式。该模式将教学过程重构为“认知-实践-创新”三个能力递进层次，将高风险、高成本的原理性认知环节转移至虚拟仿真平台，形成虚拟预演与实体验证相结合的综合训练模式，

    并通过智能化工具支撑前沿性创新研究。

    教学闭环体现为智能设计、虚拟推演、实体验证、数据洞察四个关键环节：学生首先借助人工智能工具进行方案自主设计，随后在国家级虚拟仿真平台完成多参数、多场景的预演测试，再进入实体实验室开展精准验证，最后运用智能分析工具对实验数据进行深度挖掘与机理阐释。这一完整流程使学生经历了从问题定义到解决方案落地的完整工程实践与科研创新训练。

    二、多维成效：人才培养质量实现系统性提升

    改革在多维度取得显著成效：学生的主体地位和探索热情得到充分激发，从被动操作者转变为主动设计者；智能工具的引入使学生从繁琐重复的数据处理中解放出来，将更多精力投入高阶思维活动；通过虚拟与现实的对比分析，推动学生完成从现象观察到本质探寻的深度认知跨越。

    课程有机融入工程伦理、科学精神与家国情怀等内容，使学生在解决真实工程问题的过程中，深刻理解专业知识与国家战略需求的紧密联系。学生通过研究流程优化服务可持续发展目标，在技术实践中自然树立起科技报国的责任担当。

    三、生态构建：形成可推广的教学创新范式

    目前，该教学创新成果已在多门工程实践类课程中成功应用，有效激发了学生的创新潜能，孵化了系列高水平学生科技项目，相关研究成果已在国内权威教育期刊发表。未来，该高校将继续深化智能技术与教育教学的融合，并将这一经过实践检验的教学范式与全国同行共享，共同推进工程教育的内涵式发展，为培养面向未来的卓越工程师贡献力量。

    （作者单位：北京科技大学天津学院。【课题项目】本文系北京科技大学天津学院一流专业建设项目 〈课题编号：YLZY202402〉的阶段性成果、北京科技大学天津学院一流课程建设项目〈课题编号：YLKC202407〉的阶段性成果)