近年來，數(shù)字技術(shù)所蘊(yùn)含的巨大潛力正在充分釋放，尤其是人工智能技術(shù)的進(jìn)步，為重塑教育形態(tài)、推動創(chuàng)新發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。黨的二十大報告首次提出“推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會、學(xué)習(xí)型大國”。

教育部深入貫徹黨中央的戰(zhàn)略部署，扎實(shí)推進(jìn)教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動。高等教育司提出，人工智能引領(lǐng)高等教育數(shù)字化創(chuàng)新發(fā)展，在高等教育的育人理念、辦學(xué)路徑、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)范式、評價方式等方面進(jìn)行深層次變革，塑造“智能+”高等教育新生態(tài)。

當(dāng)前，以高科技、高效能、高質(zhì)量為特點(diǎn)的新質(zhì)生產(chǎn)力，正在成為發(fā)展的全新趨勢，其中包括AI大模型、虛擬仿真。日新月異的技術(shù)不斷改變?nèi)粘Ｉ?，既對培養(yǎng)與之相適應(yīng)的高素質(zhì)新型人才提出了更高的要求，也對教育與培訓(xùn)模式的升級換代有著不可估量的影響。

現(xiàn)實(shí)教學(xué)痛點(diǎn)

各個學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、社會組織正在采用的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練模式，難免存在“三高四不”——即高風(fēng)險、高投入、高難度，不可達(dá)到、不可觸及、不可重現(xiàn)、不可逆轉(zhuǎn)。尤其是一些涉及生物、核物理、化學(xué)的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)，醫(yī)學(xué)、駕駛或軍事實(shí)操，以及遙不可及的景觀講解。

高風(fēng)險，即實(shí)驗(yàn)或?qū)嵅俦旧砭哂酗L(fēng)險性，如涉及細(xì)菌、病毒，放射性物質(zhì)，易燃、易爆、有毒的高?；瘜W(xué)品，高空作業(yè)，井下作業(yè)等情況的操作。

高投入，即實(shí)驗(yàn)或?qū)嵅俦旧硇枰嘿F的設(shè)備，或者消耗大量的材料。

高難度，即操作本身不易上手，理論上應(yīng)當(dāng)反復(fù)操練才能進(jìn)行實(shí)際操作，如飛行器駕駛。

不可達(dá)到，即實(shí)驗(yàn)或?qū)嵅賹ο蟊旧砭嚯x遙遠(yuǎn)，比如旅游業(yè)中部分人文、自然景觀的講解訓(xùn)練，又比如特定氣象條件下的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵅佟?/p>

不可觸及，即實(shí)驗(yàn)或?qū)嵅賹ο?，由于具有危險性、過于微觀等因素，難以直接觀測，如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中參與反應(yīng)物質(zhì)在分子層面的微觀變化。

不可重現(xiàn)、逆轉(zhuǎn)，即實(shí)驗(yàn)或?qū)嵅俦旧硪坏┻M(jìn)行，難以重新演示一遍，不能作為課程素材反復(fù)運(yùn)用，也不可能讓過程逆向進(jìn)行。

虛擬仿真解決方案

順應(yīng)國家教育行業(yè)的發(fā)展趨勢，恒點(diǎn)基于新一代互聯(lián)網(wǎng)（空間互聯(lián)網(wǎng)）平臺，綜合運(yùn)用空間計算、AIGI、大空間激光三維建模、虛擬互動、元宇宙、虛擬仿真技術(shù)，為教育用戶、行業(yè)用戶、政企單位，提供各崗各專業(yè)的智能實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)空間整體設(shè)計解決方案。

智能+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)空間，是智能技術(shù)賦能教育創(chuàng)新的新質(zhì)生產(chǎn)力，代表著高效能、高質(zhì)量的教育特征，符合教育創(chuàng)新發(fā)展理念。人工智能技術(shù)的進(jìn)步，為重塑教育形態(tài)、推動創(chuàng)新發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

恒點(diǎn)通過人工智能+虛擬仿真技術(shù)以解決“三高四不”難題。

以虛助實(shí)，解決高風(fēng)險、高難度、不可觸及痛點(diǎn)。學(xué)生通過前置的虛擬操作后進(jìn)行實(shí)物實(shí)訓(xùn)，避免設(shè)備損壞和人員傷亡；虛擬環(huán)境引導(dǎo)下自學(xué)自練、減輕老師教學(xué)壓力；虛擬操作結(jié)合原理展示，讓操作的微觀細(xì)節(jié)得以清晰呈現(xiàn)，便于透過現(xiàn)象看本質(zhì)，理解原理。

以虛補(bǔ)實(shí)，解決高投入、不可達(dá)到、不可重現(xiàn)、不可逆轉(zhuǎn)痛點(diǎn)。解決實(shí)物臺套數(shù)嚴(yán)重不足的問題，對無法開展、組織難度大的實(shí)物實(shí)體實(shí)訓(xùn)，進(jìn)行純虛擬訓(xùn)練練習(xí)，在降低實(shí)驗(yàn)與實(shí)操門檻、素材消耗量以及風(fēng)險性的同時，壓縮準(zhǔn)備環(huán)節(jié)；讓實(shí)操過程可以反復(fù)進(jìn)行。

虛實(shí)孿生。在虛實(shí)孿生設(shè)備的調(diào)試聯(lián)調(diào)聯(lián)動，以虛擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果改變實(shí)物，或反之，通過實(shí)物變化，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行充分的對應(yīng)模擬。

這套多元集成的模塊化解決方案中，包含XR數(shù)字融合工作站、3D-LED交互顯示系統(tǒng)、XR交互-資源開發(fā)編輯器等多種恒點(diǎn)產(chǎn)品，做到以虛助實(shí)、以虛補(bǔ)實(shí)，并結(jié)合專業(yè)的實(shí)物實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生。

XR數(shù)字融合工作站

恒點(diǎn)XR數(shù)字融合工作站，以其空間計算能力、虛擬顯示與交互功能，為實(shí)驗(yàn)與實(shí)操提供高度仿真的虛擬環(huán)境。作為硬件和軟件的高度集成平臺，既可以作為普通電腦使用，也可以支持支持AR、VR、MR等虛擬仿真操作，全面服務(wù)實(shí)訓(xùn)管理、數(shù)據(jù)采集、評價報告等工作。

3D-LED交互顯示系統(tǒng)

3D-LED交互顯示系統(tǒng)由顯示渲染、交互追蹤以及中心控制三大核心技術(shù)構(gòu)成，用戶可以根據(jù)需要增加異地互聯(lián)系統(tǒng)、VR、AR、MR等硬件設(shè)備。

高清晰度、強(qiáng)烈的3D出屏效果能夠帶來極致的沉浸式體驗(yàn)；產(chǎn)品使用紅外光學(xué)動作捕捉技術(shù)，能夠提供更廣的光學(xué)追蹤范圍、更精準(zhǔn)的交互操作，為用戶帶來更自由的虛擬交互體驗(yàn)；獨(dú)有的中心控制系統(tǒng)能夠支持多人交互、設(shè)備一鍵管理、跨終端互聯(lián)的功能。

將該系統(tǒng)用于教學(xué)，教師通過可視化演示、實(shí)時示范、交互式教學(xué)和實(shí)時注釋等功能進(jìn)行講授，并提供逼真的虛擬環(huán)境供學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)習(xí)者可以在虛擬場景中進(jìn)行模擬操作、協(xié)同演練和決策訓(xùn)練，以提高技能和應(yīng)對復(fù)雜情況的能力。

XR交互-資源開發(fā)編輯器

XR交互-資源開發(fā)編輯器VRC-Editor是一款用于虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)內(nèi)容制作的開發(fā)工具，基于零編程、流程化、模塊化的使用理念，可以用于實(shí)訓(xùn)室與實(shí)訓(xùn)基地的配套課程開發(fā)。能夠精準(zhǔn)模擬材質(zhì)、環(huán)境、光線，并以高度仿真的物理引擎運(yùn)行驅(qū)動。

其兼容主流硬件設(shè)備，能夠在多種VR頭戴顯示設(shè)備、PC、手機(jī)、平板等設(shè)備上進(jìn)行多人協(xié)同交互式操作，允許協(xié)同編輯、共同創(chuàng)作，為優(yōu)質(zhì)虛擬仿真資源的建設(shè)與共享提供了低成本、高效率、系統(tǒng)化的解決方案。

結(jié)語

由以上工具帶來的交互式、沉浸式教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，變“被動學(xué)習(xí)”為“自主學(xué)習(xí)”，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)意思維，將重心從“學(xué)知識”轉(zhuǎn)向“強(qiáng)能力”，發(fā)掘?qū)W員成為新型技術(shù)人才的潛力，使得教學(xué)專業(yè)結(jié)構(gòu)從被動調(diào)整轉(zhuǎn)為主動升級。聯(lián)網(wǎng)協(xié)作模式，也能增強(qiáng)團(tuán)隊合作。

教師可以組織各種形式多樣的教學(xué)活動，進(jìn)行精細(xì)、科學(xué)的教學(xué)評價與管理，從“結(jié)果評價”向“多元評價”轉(zhuǎn)變，從“師生交互”向“師/生/機(jī)”深度交互轉(zhuǎn)變。其過程，也可以在線共創(chuàng)共享，促進(jìn)教育公平。

從而革新育人理念，升級辦學(xué)路徑，創(chuàng)新教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)范式，完善評價方式，契合“人工智能+”高等教育新生態(tài)構(gòu)建的題中之義。

近期，國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《推動大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動方案》的通知，更是在財政方面投入上萬億元，其中包括對智慧教育、實(shí)訓(xùn)室、機(jī)房、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等進(jìn)行更新，鼓勵高校、職校置換先進(jìn)教學(xué)及科研技術(shù)設(shè)備。

推動符合《行動方案》通知條件的高校、職業(yè)院校(含技工院校)更新置換先進(jìn)教學(xué)及科研技術(shù)設(shè)備，提升教學(xué)科研水平。恒點(diǎn)歡迎大家共同申報！