根据国务院《国家职业教育改革实施方案》、教育部《职业教育提质培优行动计划（2020—2023年）》要求，职业教育需要每年向社会输送数以千万计的高质量技术技能人才。实践性教学学时原则上占总学时数50%以上，顶岗实习一般6个月，为此需要加强实践性教学，需要积极推行认知实习、跟岗实习、顶岗实习等多种实习方式，深入推进“学历证书+若干职业技能等级证书"（简称1+X证书）制度试点，建设一批资源共享，集实践教学、社会培训、企业真实生产和社会技术服务于一体的高水平职业教育实训基地。

针对职业教育实训面临看不到、进不去、成本高、危险性大等特殊问题，基于虚拟仿真实训建设职业教育虚拟仿真实训基地，既是改革传统教学育人手段，推进人才培养模式创新的迫切需要，也是强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动，有效弥补职业教育实训中看不到、进不去、成本高、危险性大等特殊困难的重要措施。为此教育部2020开始，开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设工作。

将职业教育示范性虚拟仿真实训基地打造成集教学、实训、培训、科研、竞赛、科普等功能于一体的综合性实训基地、虚拟仿真实训教学资源校企协同开发平台和虚拟仿真实训技术成果展示与应用推广平台；解决实训教学过程中高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现的“三高三难"痛点和难点；发挥示范、引领、辐射、带动作用，为推动现代职业教育高质量发展增效赋能。

（1）科技引领，虚实结合

采用新一代3D和VR虚拟仿真实训技术与学校教学实训深度融合，构建具有感知性、沉浸性、交互性、构想性、智能性的虚拟仿真实训教学场所，搭建以实带虚、以虚助实、虚实结合的虚拟仿真实训系统，有效解决实训教学过程中的“三高三难"痛点和难点。

（2）科学管理，规范考核

建立健全专门的管理机构，设置专门的管理人员，制订完善的管理制度、运行机制、考核规定等实训基地维护与可持续发展的保障措施。建立有利于增强学生自主学习和就业创业能力、提高各级各类实训教学和职业培训质量的教学效果考核、评价和反馈机制。

虚拟仿真实训教学基地的建设包含仿真实训资源+教学环境+教学管理（教学管理、场地管理、资源共享）+教学评估等的整体建设方案。其中，虚拟仿真实训资源是基础，教学环境（终端设备、服务器、网络环境、实训场所）等是教学开展的支撑，教学管理和评估是纽带和总控，将各种教学要素有机的结合起来，完成实训教学目标。

针对实训教学过程中的“三高三难"问题，有针对性地开发虚拟仿真实训资源，切实遵循“以实带虚、以虚助实、虚实结合"原则，对传统实训教学模式进行创新再造，实现实训教学的生动性、趣味性、互动性和自主性。 科大奥锐有20多年的虚拟仿真实验开发经验和专业的开发团队，产品涉及集成电路虚拟实训、电子电工、电气工程、光电器件制造、材料、新能源、护理类方向等专业方向。

虚拟仿真实训设施设备应达到行业企业前沿技术和新业态所要求的先进水平，并伴随行业企业发展与时俱进地持续更新升级。虚拟仿真实训设施设备还应与实训教学模式及虚拟仿真实训资源的展现形式相匹配。建议选用不易造成身心不适感的新技术设施设备，比如桌面式操作一体机、沉浸式大屏等。

虚拟仿真实训教学管理及资源共享平台用于对虚拟仿真实训教学场所、虚拟仿真实训设施设备和虚拟仿真实训资源进行跨专业、跨院校、跨地域的统筹管理，具备虚拟仿真实训教学过程的监控分析及虚拟仿真实训资源汇聚分配的管控统计等功能。

虚拟仿真实验建设，是推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措，对卓越人才和创新人才的培养有重要意义。

为贯彻落实《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》(教高〔2018]2号)和《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022-2026年)》(工信部联电子〔2022]148号)文件精神，推进数字技术与高等学校实验教学的深度融合，提升虚拟仿真教学环境建设和创新应用水平，教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）组织开展“高等学校虚拟仿真教学创新实验室项目”。

项目围绕虚拟仿真教学创新实验室建设与应用深入开展教学实践，从而提升教师的虚拟仿真教学和研发能力，推动虚拟仿真教学环境建设模式应用模式和评价机制创新，形成可供借鉴推广的虚拟仿真教学环境建设与创新应用案例，构建虚拟仿真实验教学交流平台，以高质量的虚拟仿真实验教学促进高等学校数字化转型和育人水平提升。

虚拟仿真实验室建设要服务于学校人才培养建设目标，打造集教学、竞赛、科普素质教育为一体的综合型平台。

建设流程：

（1）根据学校人才培养目标，结合专业特色、梳理虚拟仿真实验课程体系，选择相应的虚拟仿真实验题目。

（2）根据教学要求设计实验内容、效果，选择相应硬件展示设备。

（3）根据专业特色和教学要求，建设支撑教学的虚拟仿真实验环境，包括场所、服务器、网络、电力等设备。

（4）建设教学管理和评价平台，根据实际教学、服务应用情况，不断优化、完善。

虚拟仿真实验室的建设采用新一代信息技术与实验深度融合，构建具有感知性、沉浸性、交互性、构想性、智能性的虚拟仿真实验场所，搭建以实带虚、以虚助实、虚实结合的虚拟仿真实训系统，有效解决实严教学过程中的痛点和难点，通过建设配套的考核、评价和反馈机制，对项目建设不断优化优化。

1. 虚拟仿真实验资源建设

科大奥锐产品在国内900所高校得到教学应用，专业方向涉及基础物理、核物理、X射线、凝聚态物理、光学、量子信息、激光器、集成电路、天文、电子电工、电气、光电器件、化学、材料、新能源、医学、中学等方向。

科大奥锐有20多年的虚拟仿真实验开发经验和专业的开发团队和成熟、规范的项目开发经验，支持：

（1）多种教学方式：沉浸体验，认知强化，能力训练，自主设计，多人协作等。

（2）提供3D、VR、AR、MR，XR等多种体验形式。

（3）支持Windows系统和国产化操作系统运行。

开发效果展示图

2. 教学环境

采用新一代信息技术与实习实训深度融合，构建具有感知性、沉浸性、交互性、构想性、智能性的虚拟仿真实验教学场所。可为教学、科普素质教育和仿真实验开发、升级提供支持。

（1）专业仿真实验实：提供计划内大课学习、小组讨论学习、个人学习，计划外开放教学等。

（2）仿真实验体验实验室：根据院校特色选择内容用于体验、宣传和科普等素质教育服务，激发学生学习热情。

（3）仿真实验研创实验室：根据教学反馈，对已有资源升级维护和新实验资源开发提供服务。

配套硬件设备

（1）教学用机：PC，桌面一体机，VR，AR ,MR , XR等设备。

（2）教学展示设备：沉浸式LED大屏，CAVE、激光投影、互动大屏等。

（3）实验室基础设备：音响设备、门禁、视频监控、人工智能行为管理、电力、网络设备等。

3. 教学管理和资源共享平台

针对虚拟仿真实验教学中存在资源缺乏集中管理、公开共享不充分、教学过程数据统计困难、实验室开放共享利用率低、将虚拟仿真教学与传统教学融合缺乏有效模式等困难，建设实验教学管理及资源共享平台。

用于对虚拟仿真实验教学场所、虚拟仿真实验设施设备和虚拟仿真实验进行统筹管理，覆盖教师备课、学生课前预习、课堂教学、课后复习、实验考核等全教学链，实现教学的统一管理，具备虚拟仿真实验教学过程的监控分析及虚拟仿真实验资源汇聚分配的管控统计等功能。此外，在满足正常的教学任务外，还可以将实验室资源开放出来，以满足学生个性化学习的需要。

主要功能如下：

（1）资源的学校统一管理，资源校内、校外共享管理，提供跨平台浏览器和多硬件终端适配技术。

（2）可按照学校教学开展相应计划的虚拟仿真实验实验和开放性虚拟仿真实验教学，管理教师、学生、实验场所、每次实验安排等。

（3）通过实验全流程的实时数据采集和汇总，实现数据汇总、分析、教学决策等。

（4）提供数据接口，与外部系统互通互联，包括学校教务系统、智慧校园一卡通系统等。

建设特色：

（1）符合实际教学需要，将虚拟实验教学融入实物实验的方案，建设统一实验教学管理平台，可同时满足实物教学、虚拟仿真实验教学、虚实融合混合教学的不同教学模式，可满足金课工程建设需要。

（2）统一管理虚拟仿真实验，提供公开、共享机制，充分利用教学资源。

（3）统一实验教学管理平台，将实验教学从学生选排课、课前预习、上课考勤、课堂教学、课后作业、师生互动交流、课后复习、课程考核等全过程进行数字化，为教学分析和评估提供数据支撑。

（4）采用信息化手段建设智能化实验室，实现软硬件统一数字化管理，包含实验室，门禁、视频监控、实验设备、安全培训考核等。自动采集课内、课外教学活动的全周期信息和日常管理情况。

（5）建立实验室效益评估模型，能够自动得出实验室的效益评估得分、评级，能够生成统计数据图表，能够根据预设的实验室效益评估报告模板生成参考评估报告。

（6）将开放实验室管理与开放教学管理联动，充分利用空闲资源，通过预约、审核为开放式教学提供服务，可在满足计划内学的基础上，支持竞赛、素质能力培养等开放教学。

为深入贯彻落实国家关于推进教育现代化的战略部署加快人工智能在高等教育领域的创新应用，利用智能技术支撑人才培养模式的创新、教学方法的改革、教育治理能力的提升，构建智能化、网络化、个性化、终身化的教育体系。教育部高教司特组织开展第二批“人工智能+高等教育”的典型应用场景案例征集工作。

（1）AI+实验报告评阅

根据教学要求整理实验报告模版和评判方法，建设规范化的报告模版资源。对报告评判方法复杂、耗费大、机械性强的数据处理部分，利用AI技术自动评判，实验总结和思考体现创新思维部分人工评判，在保证评阅质量基础大大提高评阅效率，将老师从繁琐、机械的劳动中解放出来，更好的掌握学生学习情况，可投入更多的精力到教研上，推动教学质量不断提高。

（2）AI+仿真实验

AI赋能仿真实验，针对实验教学点提供智能引导和互动式答疑，辅助学生强化实验知识的掌握基础上完成实验，学生实验过程和实验结果自动记录。科大奥锐基于人工智能的实验考试在一般实验考试对单个步骤和实验数据评判基础上，利用人工智能实现对学生的操作，操作步骤、过程进行自动识别、表达，进一步实现对实验操作过程的评判，更加全面、真实的反馈学生实验能力。可用在预习、课堂教学、实验考试等多个环节，激发学生学习热情。

（3）AI+学习自测

基于知识点的实验课程在线学习系统，相关教学知识点配套题库。AI辅助自测功能可根据知识点学习需要自动出题、组卷、评测，提供答案和相关题目说明。

（4）AI+智能问答

提供一对一的智能助手，用户主动提问，系统及时给与反馈和建议。

（5）AI+智慧实验室

采用AI赋能建设智慧实验室，满足预习、复习、开放性教学、创新实践等教学需要，实现高效开放共享。

智慧实验室建设包含开放教学管理机制、实验场所环境、开放教学管理平台（教学管理、场地管理、教学评估）等的整体建设方案。

开放实验教学管理，包含计划内教学管理和选排课、开放教学管理、实验室管理、门禁管理、实验室安全准入管理、考勤管理、电子门牌管理、智能视频监控分析管理、移动端管理、数据统计和分析管理。

智慧实验室场所环境建设中，利用智能硬件通过图像识别、人工智能等先进技术对人员、环境进行自动化监控和行为分析、预警，提高实验室的智慧性、安全性和管控能力。

（6）AI+实验教学管理

科大奥锐支持虚实结合教学的管理平台，利用平台可将虚拟仿真实验教学无缝融入传统实验教学中，覆盖教师备课、课前预习、课堂教学、课后复习、实验考核等全教学链，实现教学和实验室的统一管理。平台自动获取、汇总各个教学环节的教学情况数据，可对学生学习、教师教学、实验室使用情况进行多维度的分析，辅助教学决策。

通过AI技术赋能实验教学管理，可实现：

(1) 通过学生的学习情况、数据，自动得到学生的个性化学习路径，通过多维度的数据实现学生画像。

(2) 根据学生的学习情况，及时发现个性化的问题、预警，推荐个性化学习路径和配套的教学资源，实现个性化学习。

(3) 汇总课程内学生学习情况，及时发现共性问题、预警，辅助老师针对性开展备课，实现精准教学。

(4) 汇总课程内学生的学习情况和成绩，智能化评估教学，辅助教学决策。

诺贝尔物理学奖代表物理研究最高水平，在物理学中有重要意义和学习价值。

科大奥锐诺贝尔奖虚拟仿真实验，给用户提供模拟真实的实验环境和教学引导。通过让学生自主操作、观察现象并完成实验，学习实验背景和意义、解决问题的思路和方法，从而激发学生学习兴趣、培养学生科学思维和创新能力，提高综合素质。

可在学生认知课、物理实验课、文化素质课等课程的课堂教学、课后复习和在线学习得到广泛使用。

随着科技的快速发展，分析测试设备在物理、化学、材料、 生命、医学等领域的重要性日益凸显。然而，传统分析测试设备的使用面临高成本、高耗费、操作复杂等困难，设备对用户能力要求高，学生、研究人员难以获得足够的实践机会。由于缺乏有效的能力考核方法，导致培训风险大、成本高，限制的资源的有效利用，导致科研工作和人才培养受到严重制约。

针对以上困难，科大推出分析测试设备虚拟仿真实验系列产品。通过提供模拟真实的实验环境和操作引导，让用户自主操作、观察现象并独立完成实验内容。系统自动记录用户操作、自动评判。为设备培训和考核提供了高效、低成本的解决方法，可在教学、培训和科研中得到广泛应用。

裸眼3D技术，让用户无需佩戴任何辅助设备，即可体验深度立体的视觉效果。作为一种革命性的显示技术，正在逐步改变我们对视觉体验的认知。实验教学中，裸眼3D技术可将抽象的知识、复杂的仪器结构和原理采用直观立体的形式呈现，帮助学生更好地理解和掌握；同时，通过沉浸式更佳的交互体验，使仿真实验过程更真实、更易用！

通过集成裸眼3D显示设备，构建新型数字化实验空间。让用户无需再佩戴传统3D眼镜，即可享受自由、沉浸式3D体验，打造未来课堂新体验！满足实验型人才培育目标和社会培训的需要，有效提升实验教学环境，进一步加强专业建设，拓展专业领域，提升教学质量和学生技能水平。

裸眼3D沉浸式实验室建设方案计划建设大屏教学展示区、多人小组协同实验学习区两大板块，大屏教学展示区（选配）和多人小组协同实验学习区包含裸眼3D智能硬件及虚拟仿真实验软件两个部分。

裸眼3D沉浸式实验室建设效果图

裸眼3D/XR设备是利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备（如3D眼镜、头盔等）的情况下，即可获得具有空间、深度的逼真立体影像。画中事物即可以凸出于画面之外，也可以深藏于画面之中。色彩艳丽、层次分明、活灵活现、栩栩如生，是真正意义上的三维立体影像。裸眼3D/XR立体影像以其真实生动的表现力，优美高雅的环境感染力，强烈震撼的视觉冲击力及无需佩戴外设的舒适性深受广大教育者的青睐。

裸眼3D沉浸式实验室中虚拟仿真实训智能硬件分为3个部分，即裸眼3D大屏、裸眼3D桌面智能交互显示器及高性能图形工作站。

可为高校、职教、中学、企业等用户提供物理、集成电路工艺、电子电工、化学、材料、医学、艺术等众多学科方向的裸眼3D仿真实验产品和定制开发服务。

1.仿真实验

仿真实验由实验原理和背景、实验仪器、开始实验、考核成绩4个模块组成。通过内嵌自动评判模块，对学生的实验学习情况完成评判。

2.仿真实验题目