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虚拟仿真XR数字技术赋能水利水电专业建设：教学与实训的创新实践
发布时间：
2025-03-10 15:30
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新时代、新政策下的教育领域，数字化转型已成为不可阻挡的趋势。《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》明确指出，要“推动数字技术与教育教学深度融合，探索教育资源供给新模式，打造高质量教育支撑体系”。《职业教育产教融合赋能提升行动实施方案（2023 - 2025年）》提出要“建设一批高水平专业化产教融合实训基地”。《职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南》也对虚拟仿真实训基地的建设标准、功能定位等做出了明确规定。
“数字化技术为教育变革带来了前所未有的机遇，它打破了传统教育的时空限制，为教育质量的提升注入了新的活力”。虚拟仿真技术作为数字化教育的重要组成部分，促使教育机构积极探索数字化赋能的新模式。在水利水电专业领域，政策文件为职业教育数字化转型提供了有力的支持和发展方向，提升人才培养质量，满足行业对高素质专业人才的需求。
传统的水利水电专业实训和实训基地面临着诸多困境。据相关数据显示，传统实训教学中，每次大型水利工程模拟实训的设备、材料等资源消耗成本高昂，且随着实训次数的增加，成本呈逐年上升趋势。同时，由于水利工程施工环境复杂，在实训过程中存在较高的安全风险，并且不能很理想的观测、学习、参与到相关内容中去。此外，传统教学方式受时空限制，学生对复杂水利工程的理解往往停留在理论层面，教学效果随着实践环节的缺失而大打折扣，学生在毕业后无法迅速适应实际工作岗位的需求。
面对传统实训的困境，数字化技术成为了有效的解决方案。上海三兴教育科技有限公司专注于数字化技术赋能职业教育建设解决方案，通过利用XR虚拟仿真技术构建了高度仿真的虚拟实训环境和实训对象。其优势在于，打破了时空限制，学生无需身处真实的水利施工现场，即可在虚拟环境中进行全方位的学习和实践操作。同时，数字化技术大大降低了实训成本，减少了安全风险。例如，通过虚拟仿真软件进行水利工程施工模拟，相比于传统方式不仅降低了实训成本，且避免了因操作失误引发的安全事故。
XR技术、元宇宙技术、多人协同技术在水利水电教学中发挥了显著的作用。通过XR技术，学生能够获得沉浸式的学习体验，仿佛置身于真实的水利施工现场，大大激发了学生的学习兴趣。据调查，采用XR技术教学后，学生主动参与学习的积极性显著提高；元宇宙技术则为学生创造了一个更加开放、互动的学习空间，学生可以在虚拟世界中自由探索水利工程的各种可能性；多人协同技术实现了学生之间的远程协作学习，模拟真实工作场景中的团队合作，有效增强了学生的动手能力和团队协作精神。
在水利水电教学中，数字化技术有着丰富的应用场景。以三兴教育科技的《水利MR虚拟仿真实训系统》产品为例，在课程教学方面，教师可以利用虚拟仿真软件，将抽象的水利工程原理以直观的3D模型呈现给学生。如在讲解大坝结构时，学生可以通过VR设备进入虚拟大坝内部，清晰地观察到坝体的每一个结构细节，包括水轮机结构、混凝土浇筑层、钢筋布置等。在实训环节，学生可以借助虚拟仿真平台进行项目流程学习，从坝址勘测、隧洞开挖到截流合龙、土石坝施工等，完整地模拟整个水利工程建设过程。
从宏观战略角度看，数字化技术的应用推动了水利水电专业人才培养的现代化转型，满足了国家对水利行业高素质人才的需求，为国家水利事业的发展提供了有力的人才支撑。从微观教学环节来看，数字化技术让教学更加生动、高效，提高了学生的学习效果和就业竞争力。教育新基建作为教育数字化的重要支撑，对于推动教育现代化具有不可替代的重要性。
数字技术在教育领域的应用前景广阔。随着技术的不断发展，未来的教育将更加智能化、个性化、沉浸式。在水利水电专业教育中，我们应以政策作为指导，充分利用数字化技术的优势，不断创新教学模式和方法，提升教育质量，为培养更多适应时代需求的高素质水利水电专业人才而努力。
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