AI视域下的机械工程实验教学示范中心建设与探索

在人工智能与数字化技术迅猛发展的时代背景下，机械工程实验教学正经历着深刻变革。

机械工程国家级实验教学示范中心(浙江大学)副主任、浙江大学机械工程学院设计工程及自动化系副主任顾大强教授在“人工智能赋能实验教学中心建设暨实验教学数字化创新发展研讨会”上，作《AI视域下的机械工程实验教学示范中心建设与探索》主题报告，提出将虚拟仿真技术深度融入实验教学环节，开创了“虚实融合、智能赋能”的新型工程教育模式。

虚拟仿真驱动的

实验教学转型与创新

传统机械工程实验教学长期面临设备成本高昂、操作风险大和场景覆盖有限等痛点。顾大强表示，通过虚拟仿真技术能够重构完整的实验教学新生态。

这一模式的核心在于：常规实验与个性化实验相结合，将部分个性化实验通过虚拟仿真平台辐射到全国竞赛和各高校。学生首先在虚拟环境中完成基础训练和危险操作，掌握基本流程和规范，然后再进行实体设备操作，大幅降低了教学风险与成本。

虚拟仿真与AI技术的深度融合实现了从简单“模拟操作”到深度“智能赋能”的质的飞跃。通过AI算法对虚拟实训过程进行实时监控与数据分析，自动生成个性化学习报告与改进建议，彻底打破了传统工程训练“一刀切”的局限，实现了真正意义上的因材施教。

顾大强指出，虚拟仿真技术打破了时空限制，使得实验教学资源得以最大化利用。浙江大学机械工程国家级实验教学示范中心依托虚拟仿真平台，建立了开放共享机制，让更多学生能够获得课外探索与实践的机会，实现了优质教学资源的广泛共享。

虚拟仿真在机械工程实验教学中的

协同推进机制

顾大强表示，虚拟仿真实验教学中心建设需要多方协同推进。浙江大学机械工程国家级实验教学示范中心的教学指导委员会由清华大学、上海交通大学、东南大学等多所高校的专家组成，形成了良好的交流指导机制，共同推动虚拟仿真技术的标准化和资源共享。

实验中心应结合重点企业加强虚拟仿真基地建设，推动科技创新与社会、行业结合。通过校企合作，将抽象的结构设计、参数测试等机械原理变得简明易懂。这种合作的核心逻辑是“三位一体”融合——把教学知识、工业场景和科研需求浓缩到虚拟仿真平台中。

此外，“课赛校企联动”是推动虚拟仿真实验教学走深走实的重要模式。浙江大学示范中心注重将学科优势和新兴方向融入专业实验，开发的多个虚拟仿真实验项目不仅用于日常教学，还作为全国性竞赛平台，促进了校际交流与资源共享。

他强调，全国大学生机械创新设计大赛、工程训练综合能力竞赛等赛事中，虚拟仿真技术的应用越来越广泛，这些竞赛反过来又推动了虚拟仿真技术的创新与发展，形成了良性循环。

虚拟仿真

在机械工程实验教学中的未来展望

当前虚拟仿真在机械工程实验教学中的应用仍面临多方面挑战：一是如何保持经典理论与前沿技术的平衡；二是如何将点的突破扩展到面的突破，实现虚拟仿真技术的规模化应用；三是如何实现虚拟仿真师资队伍的持续建设与稳定。

针对这些挑战，需要从政策支持、资金投入、师资培训、技术研发等多个方面采取综合措施，推动虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的深入应用。

顾大强在报告中强调，虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用对于培养具备工程实践能力、创新思维和家国情怀的高素质机械工程人才具有重要战略意义。它不仅能够助力高校培养更多具备技术前瞻性、系统思维和创新能力的工程人才，更为服务国家产业升级、实现制造强国战略提供坚实的人才支撑。

随着VR/AR、数字孪生、云计算等技术的发展，虚拟仿真将更加逼真、交互更加自然、访问更加便捷，为学生提供更加沉浸式的学习体验。未来虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用将朝着“深度融合、开放协同、终身学习、伦理规范”四个方向深化。

结语

虚拟仿真技术不仅是实验教学数字化转型的“工具”，更是推动工程教育理念革新、模式创新的“核心动力”。通过虚拟仿真技术赋能实验教学，构建虚实融合、校企协同、开放共享的实验教学新生态，能够为学生提供更优质、更前沿的工程实践教育，培养适应未来产业发展的创新型工程人才。

随着技术的不断发展和应用场景的不断拓展，虚拟仿真技术将在机械工程实验教学中发挥更加重要的作用，为工程教育创新提供强大动力。