数字孪生驱动的未来工程教育深度学习革新

工程教育培养造就了一大批实现技术自主创新、解决复杂工程问题的工程科技人才队伍，是推动产业迭代升级、助力经济转型发展以及赋能技术创新的中流砥柱。数字孪生与仿真推演的融合所具备的虚实映射、现实场景复刻、实时信息传输等功能为我们解决当前工程教育存在的问题带来了崭新的契机。基于此，我们提出基于数字孪生与仿真推演融合的工程教育深度学习模式，以期改善和解决当前我国工程教育发展面临的困境。

数字孪生在工程教育深度学习应用中的路径分析：

1.数字孪生与仿真推演的融合构筑工程教育深度学习展开的载体基础

仿真推演是一种依据部分真实环境信息通过计算机技术和程序建立合适的数学模型“仿真”出“全部”的客观条件和环境，对现实世界中的事件或系统的变化过程和发展趋势进行“推演”以得出可能结果的一种数字化方法。数字孪生为学习者提供了与物理实体等同的虚拟映像，仿真推演则为改变不同条件下的操作与应用提供了复现客观真实场景的工具，因而两者的融合为工程教育深度学习的展开构筑了坚实的载体基础。

2.多向度实现工程教育认证核心理念贯穿课堂教学

通过数字孪生与仿真推演技术的结合，教师得以拥有更全面的视角，既能洞察教学活动的整体纵向脉络，又能细致比较每位学生的横向表现。针对学生在工程技能与思维方式的培养、理论知识与实践操作的融合、以及工程伦理与价值观的塑造等核心教育领域，教师能够基于学生“最近发展区”的动态演变，不断调整教学策略、进程及评价标准，从而有效促进工程教育中的深度学习。

3.多方位重塑面向工程实践应用的工程能力和思维

融合数字孪生与仿真推演技术，为学生构建了一个更加全方位的模拟“真实”场景的学习环境，使他们能够在其中应对复杂的工程问题，并获取完整的任务情境与必要的构成条件。在这样的课堂氛围中，学生们逐步以工程项目实践者的姿态，自信地代入政府、企业、用户等工程实践中的关键利益相关者的视角，去识别、剖析和阐述工程推进中的种种挑战。

基于数字孪生与仿真推演融合的工程教育深度学习理论框架：

在工程教育的深度学习中，数字孪生与仿真推演技术相互融合时，教师教学的出发点不再是单纯基于教师想传授的内容，而是聚焦于学生通过自主探索能够习得的知识。这种教学模式的转变，使得课堂的焦点从教师的“教”转移到学生的“学”，学生在与教师传授知识的互动与碰撞中，逐步完善自己的知识体系。

数字孪生与仿真推演技术的结合，凭借其虚实映射、现实场景复制以及实时信息传输等特性，为教师和学生共同搭建了一个与所学知识紧密契合的学习情境。这一技术不仅成为了学生拓展思维、深入探索的得力工具，还丰富了知识传递的渠道和展示的平台，使得知识的广度和深度得以显著提升。

数字孪生与仿真推演相结合的系统具备实时追踪学生学习进程的能力，能够多面监测、深入分析及准确预测学生的学习行为和动向，广泛收集包括学习进度、行为路径、错误频率以及兴趣焦点在内的多维度数据。基于这一融合技术的工程教育深度学习模式，引导学生运用工程思维和方法去审视并攻克复杂的工程难题，鼓励他们依据正确的工程伦理及价值观，设计、创造并验证更加贴合工程实践需求的解决方案，这不仅深化了工程教育深度学习的理论精髓，也充分贯彻了其价值追求。