在数字化时代的大潮中，高等教育领域正以前所未有的热情与速度拥抱数智化进程，致力于通过技术创新提升教学效率，丰富教学手段，拓宽实践边界。其中，虚拟仿真技术作为一种极具前瞻性的技术手段，以其独特的技术优势和广泛的应用场景，扮演着推动高等教育数智化转型的关键角色。北京象新力作为数智化虚拟仿真实训引领者，以其专业研发的虚拟仿真系列产品，为众多高校构建起高效、安全且具有深度沉浸感的实验教学新生态，助力高校实训教学,构建沉浸式教学体验。

一、虚拟仿真技术的优势

灵活性与可扩展性：虚拟环境可以根据教学需求灵活调整，轻松实现不同场景的切换，同时支持多人同时在线互动，拓展了教学的广度和深度。

安全性与低成本： 在虚拟环境中，学生可以进行高风险实验操作，如化工反应、外科手术模拟等，无需担心人身安全或高昂材料损耗，大大降低了教学成本。

灵活性与可重复性： 虚拟仿真不受时间和地点限制，学生可根据个人进度反复练习，直至掌握技能，这在真实环境中难以实现。

深度交互与个性化学习： 通过高度互动的虚拟场景，学生能主动探索，个性化设置学习路径，增强学习动机和参与度。

数据驱动的教学评估： 虚拟仿真系统能够实时收集学生操作数据，为教师提供精准的学习反馈和成效评估依据。

二、北京象新力助力高校实训教学案例

北京象新力依托先进的数值仿真、多学科交叉领域的云仿真计算平台以及三维建模等技术，精心构建了一个个与真实工作环境高度相似的虚拟仿真软件，为高等院校实训教学提供了全新的解决方案。

案例：智能送药机器人虚拟仿真实验软件

随着全球人口老龄化趋势加剧，医疗健康需求急剧增长，智能送药机器人作为提高医疗服务效率的重要工具，正逐渐受到广泛的关注和应用。然而，在传统的实训教学环节中，尽管学生能够通过实体操作接触并学习智能送药机器人的控制原理与技能，但实际操作过程中存在的设备损耗成本高昂、场地空间限制、潜在安全风险以及训练效率低下等问题，使得这种传统教学方式面临严峻挑战。为了有效解决这一问题，北京象新力研发了“智能送药机器人虚拟仿真实验”软件。这款软件凭借其前沿的实验设计理念和先进的虚拟仿真技术手段，成功打破了传统实训模式的局限性，为智能送药机器人控制的教学实践开辟了一条全新的路径。

☑ 产品介绍

本虚拟仿真实验项目以隔离医院为背景，智能送药机器人为主线，将智能送药机器人认知、控制系统设计、通讯设置、智能路径规划等进行综合设计，将各过程相关基本理论、基本操作、设备结构等知识贯穿于操作全过程。本项目依托真实医院智能机器人工程，由浅到深，循序渐进，从学生实践需求出发，构建了认知学习、控制系统设计、构建地图、PID设置等多个模块实验教学内容。

☑ 产品特色

本实验采用考核与探究相结合的方法，不断地引导学生思考与实践，形成以项目目标为导向的闭环教学思路。软件利用Maya技术、U3D相关代码控制，模拟出一个三维空间的高度仿真的医院全场景。全平台的各模型各设备均以逼真的三维模型为基础，让使用软件者更能清楚直观的看到虚拟操作运行仿真实训平台中的实际场景和地形地貌等，有一个整体的感性认识，和局部的具体认识。

☑ 实验内容

○ 认知学习

○ 控制系统设计

○ 设备运行及调试

☑ 支撑课程

○ 机器人控制技术

○ 工业机器人控制系统

○ 自动控制原理

案例：工程热力学基础虚拟仿真软件

工程热力学基础实验作为理工科教育的重要组成部分，承载着培养未来工程师理论素养的重任。传统的实训教学模式在培养学生实际操作技能上发挥着重要作用，然而，在面对设备损耗老化、场地空间限制、潜在安全风险以及效率低下等现实挑战时，其局限性逐渐显现，无法充分满足现代教育对于理论与实践相结合的新要求。为了解决这些难题，北京象新力科技有限公司研发了“工程热力学基础虚拟仿真软件”，该软件以其独特的实验设计和技术手段，为工程热力学专业课的实训教学提供了安全、高效、深度整合理论与实践的新型教学工具。

☑ 产品介绍

本实验的底层算法完全采用机理的物理模型和数学建模，用数值模拟的算法对实验数据进行计算，数据具有极大的精度和灵活性。

实验设备、实验器材、测量表计等装置均与实际实验室相符。泵、阀门、喷管、管道的外观与真实设备一致。设备运行时伴随有设备转动、震动、指示灯开启等现象与现实一致。实验中对设备的操作也与真实操作相一致。

☑ 实验内容

○ 二氧化碳临界状态观察实验

○ 气体热力学过程及分析虚拟仿真教学实验

○ 饱和蒸汽特性实验

○ 气体定压比热容实验

○ 朗肯循环虚拟仿真教学实验

○ 测定二氧化碳P-V-T关系曲线及临界参数实验

○ 饱和蒸汽压力和温度关系实验

○ 喷管中空气流动特性虚拟仿真实验

○ 空气定压比热容测量虚拟仿真实验

○ 绝热节流效应测定虚拟仿真实验

○ 气体热力学过程及参数分析虚拟仿真教学实验系统

○ 朗肯循环原理教学软件

○ 燃气动力循环虚拟仿真实验软件

○ 压气机工作过程与性能测试实验软件

☑ 支撑课程

○ 工程热力学

综上所述，随着人工智能、大数据、云计算等技术的进一步融合，虚拟仿真技术在高校实训教学中的应用将会更加广泛和深入。它不仅能够打破时空界限，实现资源共享，还将促进教育公平，让偏远地区的学生也能享受到高质量的实训教育资源。未来的教育，将是技术与教学深度融合的智慧教育，虚拟仿真技术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。