面向学科交叉创新人才培养的数字孪生教学实践平台与资源建设

作者:时间:2024-10-26点击数:

2024年5月实验室启动“面向学科交叉创新人才培养的数字孪生教学实践平台与资源建设”项目,该项目由胡友民教授领衔,致力于构建一个综合性的教学案例库,旨在通过数字孪生技术促进机械科学与工程学院、生命科学学院以及建筑与城市规划学院的课程整合与资源共享,从而培养学生的创新思维、实践能力和跨学科协作能力。

项目的核心是一个跨学科的数字孪生教学实践平台,该平台将采用虚实结合的教学模式,利用物联网技术,通过布置在教学实践基地的各类传感器和监控设备收集数据,并通过PHM技术进行数据分析处理,再将这些数据上传至服务器。平台还具备自适应学习系统的功能,可以根据学生的学习活动数据动态调整推荐的学习资源,以实现个性化的教学目标。此外,平台还包括数字孪生体架构,能够将教学实践基地的数据实时映射到虚拟模型中,实现从现实到虚拟的映射,并反过来指导实际操作。

项目总体方案图

项目计划在2024年7月至2025年2月期间完成场地规划设计改造、数字化平台搭建、硬件部署以及课程内容建设。随后,从2025年3月至2026年6月,将开展课程实践试点。机械学院团队将负责IoT硬件的布置、孪生平台的搭建,并在建成之后提供平台管理维护和技术支持。生命学院团队则会利用平台开展数字化教学活动,并负责采集植物状况上传平台,依据平台建议对植物进行培育。建规学院团队将利用该平台对学生进行规划设计与后期维护实践教学培养。

该项目将显著提升学生的实践操作能力和创新能力,使他们能够更好地应对未来的科研或职业生涯中遇到的复杂问题。对于学校而言,项目的实施有利于推动产学研一体化发展,促进科研成果的工程实践转化,并为解决多学科、高耦合、跨行业的复杂性工程问题积累宝贵经验。同时,该项目也为学校在跨学科教育和创新方面树立了新的标杆,提高了教学质量和社会声誉。

该项目得到了来自机械学院、生命学院和建规学院的大力支持。机械学院拥有国家级机械虚拟仿真实验中心,具备先进的教学设备和技术;生命学院则在校园内设有专门的教学教育实践基地,多年来一直致力于科技劳动相关教学活动;建规学院则长期专注于城市社区环境提升的研究与实践,为社区花园和绿色驿站的设计提供了支持。此外,各学院还将在教学政策、经费支持和设备使用等方面为项目提供必要的保障。