3000亿！教育领域大规模设备更新进行时， 看虚拟仿真如何助力实训教育

随着国家对信息技术的依赖不断加深，数字化浪潮席卷各个行业，教育领域也不例外。近年来，教育设备的更新已成为推进教育现代化的重要环节。

市场接近3000亿

设备更新更什么？

2024年3月13日，为了助力经济复苏和促进消费，国务院发布了《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》。随后在2024年6月，国家发改委和教育部联合颁布了《教育领域重大设备更新实施方案》，明确支持普通高校的教学科研仪器设备以及职业院校（含技工院校）的实训教学设备更新。

目标是在2027年前，全国教育领域的设备投资规模比2023年增长25%以上，有效补足普通高校和职业院校的设备短板，推动教育服务区域经济社会发展和现代化建设更好适配。

在普通高校教学科研仪器设备方面，《方案》明确将重点聚焦集成电路、人工智能、量子科技、生命健康、航空航天、材料、能源等战略性急需领域以及新兴学科，支持新工科、新医科、新农科、新文科的建设，更新不适应教学科研需求、性能无法达到教学科研相关配置标准或影响使用安全、已达到最低使用年限的设备。

对于职业院校（含技工院校）的实训教学设备，《方案》强调设备要符合专业教学要求和行业标准，或符合职业院校实训教学条件建设标准，重点聚焦新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、高端仪器、航空航天装备、船舶与海洋工程装备、先进轨道交通装备、能源电子、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等重点行业和领域，更新不适应实训教学需求、未达到相关实训教学条件标准、影响实训教学安全的设备。 

随后，多地响应高校设备更新的政策，各省市的发改委纷纷披露了本地区高校设备更新的详细计划，预计将带来近3000亿元的大市场机遇。例如：

广东省：30所高校的设备更新项目总投资额达到33.39亿元；

贵州省：首批设备更新项目涵盖16所院校，总投资额为20.3亿元；

天津市：8所高校设备更新项目的获批总投资额为20.26亿元；

河北省：发布了15所高校设备更新的可行性批复通知，项目总投资为7亿元。

……

在这些设备更新项目中，智慧教育、实训室、机房、实验设备等教学及科研技术设备都位列其中，成为重要的更新内容之一。

人工智能+虚拟仿真

打造实训教学新体验

在《教育领域重大设备更新实施方案》引领下，教育技术装备升级的号角已经吹响。

实践教学是高等学校整个教学活动中的一个重要环节，它是对理论教学的验证、补充和拓展。然而，传统的实验室或实训基地需要投入大量物理设备、消耗大量实验材料，教学过程也难以重复、复制、共享，其操作可能具有风险性，部分细节也难以呈现、观察。尤其是一些涉及生物、核物理、智能制造的实验或实训，医学、驾驶或军事实操，以及遥不可及的景观讲解等，因此传统实验室、实训基地亟待升级改造。

随着人工智能在教育行业的广泛应用，虚拟仿真实训作为一种利用虚拟现实和人工智能技术进行实验模拟的教学工具，正逐渐成为高校实训教学的重要一环，为学生提供先进的技术支持和实验平台，提升实践能力，并有效解决高校实训面临的“三高三难”问题。

1、虚拟仿真实训研创中心

虚拟仿真实训研创中心为新质生产力赋能下的智能+虚拟仿真实验实训教学，提供优质的教学资源。

研创中心能够给教师提供详细的虚拟仿真技术培训和支持，并帮助他们将全新的技术应用于教学中，通过虚拟仿真技术来提升实践教学质量。

研创中心还为学生提供高度仿真的虚拟环境，用以进行实训操作和模拟练习，通过沉浸式教学，学生可以在安全的环境中进行实践操作，从而更好地掌握实际技能。

更为重要的是，研创中心还能跟企业的相关项目、专业进行合作，开展一系列的研究项目，强化产学融合、校企合作。

2、XR数字融合工作站

XR数字融合工作站，以其空间计算能力、虚拟显示与交互功能，为高校实验与实操提供高度仿真的虚拟环境。作为硬件和软件的高度集成平台，既可以作为普通电脑使用，也可以支持支持AR、VR、MR等虚拟仿真操作，全面服务实训管理、数据采集、评价报告等工作。

3、3D-LED交互显示系统

3D-LED交互显示系统由显示渲染、交互追踪以及中心控制三大核心技术构成，老师还可以根据课程需要，增加异地互联系统、VR、AR、MR等硬件设备。

通过3D-LED交互显示系统来教学，教师通过可视化演示、实时示范、交互式教学和实时注释等功能进行讲授，并提供逼真的虚拟环境供学习者进行实践训练。学生可以在虚拟场景中进行模拟操作、协同演练和决策训练，以提高技能和应对复杂情况的能力。

4、MR智能互动沙盘

MR智能互动沙盘，利用光学空间定位技术，能够将复杂的地理环境、建筑结构、历史场景、产品内部结构等以立体、动态的虚拟形式呈现在面前。在产品组装、产线设计与预演、城市规划、军事想定、工程模拟、地理信息系统（GIS）、灾害应急响应及历史文化复原等多个学科领域发挥了重要作用。

沙盘内置多人协作控制系统，可多人佩戴眼镜进入同一个虚拟环境，在操作者的引导下，共同完成数据分析、产品解析、实验操作等，提高协同作业的能力。并通过与智慧校园、教务系统、学生管理系统等数据链接，破解线下传统实训数据孤岛。

结语

在大规模设备更新的背景下，教育行业正面临着前所未有的变革和挑战。

虚拟仿真实训以其虚实结合、实践教学、高安全性等优势，同时还符合以高科技、高效能、高质量为特点的新质生产力要求，越来越多的高等院校和职业院校都将虚拟仿真应用到实践教学之中。国家也相继出台一系列“人工智能”“虚拟仿真”的支持政策，加快了高校虚拟仿真实验室和实训基地建设的步伐。

未来的教育，将是技术与教学深度融合的智慧教育，虚拟仿真无疑将在其中扮演重要角色，为培养适应未来社会的高素质人才贡献力量。