广东工贸职业技术学院破解测绘教学“三高三难”：一个“虚拟场”引发的课堂革命 —广东站

　 “海洋测绘课，学生从来没下过海；隧道监测课，学生从来没进过洞；无人机应急测绘课，学生从来没飞过灾区。”在广东工贸职业技术学院测绘遥感信息学院的一次教学研讨会上，一位老教师的话道出了测绘类专业实训教学的长期困境。

　　测绘行业的许多核心技能，恰恰对应着“高风险、高难度、高成本”和“难看到、难进去、难再现”的“三高三难”场景。海洋测绘要出海，受天气、设备、安全多重制约；隧道矿山测量在地下空间，照明差、通风不良、安全隐患大；无人机应急测绘涉及灾害现场，根本不可能让学生直接参与。这些项目，要么靠PPT“纸上谈兵”，要么靠毕业后的岗位“边干边学”，教学效果大打折扣。

　　如何让这些“进不去、看不见、做不了”的实训项目变成“触手可及、反复演练、安全可控”？广东工贸职业技术学院的答案是：用虚拟仿真数字场，开启一场实训教学的“课堂革命”。

　　痛点：“三高三难”长期无解

　　测绘地理信息行业是一个典型的“室外行业”。与会计、护理等可以在模拟实训室完成全部训练的专业不同，测绘的真功夫必须在真实的地理空间里练出来。然而，恰恰是这些“真场景”，构成了教学的最大障碍。

　　“三高”之困：海洋测绘需要租船出海，一次实训成本数万元；无人机测绘需要空域审批和专用场地，设备昂贵、维护复杂；地下管线测量进入窨井、涵洞，存在中毒、窒息风险。高成本、高风险、高难度的实训项目，学校“开不起、伤不起、教不起”。

　　“三难”之痛：卫星遥感成像过程，学生只能看动画模拟，无法参与数据接收和处理；隧道掘进测量，受工期和安全限制，学生极少有机会进入现场；应急测绘更是“灾难现场”，根本不可能组织教学。这些“看不见、进不去、难再现”的内容，成为教学的“真空地带”。

　　“我们培养的学生，将来要能独立完成海洋测绘、隧道测量、灾害应急。可在学校三年，他们连海都没见过、洞都没进过、灾都没遇过，这能力怎么培养？”一位专业负责人发出了灵魂拷问。

　　破局：虚拟数字场“补位”

　　2016年起，广东工贸职业技术学院开始探索用虚拟仿真技术破解“三高三难”难题。2019年，学校正式将“虚拟数字场”纳入人才培养体系，与校内物理场、校外工程场共同构成“三场联动”的全域育人模式。

　　虚拟数字场的核心思路是：把那些在现实中“做不到、进不去、危险大”的场景，用数字孪生技术“搬”进教室，“装”进电脑，“戴”上头盔，变成可反复操练的虚拟实训项目。

　　学校联合广州南方测绘科技股份有限公司、航天宏图信息技术股份有限公司等链主企业，共同开发了覆盖测绘全领域的68个虚拟仿真模块，建成了国家级职业教育示范性虚拟仿真实训基地。这些虚拟仿真模块不仅“能看”，而且“能练、能考、能复盘”。学生可以反复试错，不用担心设备损坏、人员受伤；教师可以随时设置故障点，训练学生的应急处置能力；每次操作都有数据记录，便于精准评价和个性化指导。

　　虚拟仿真教学系统

　　课堂之变：从“老师讲”到“学生练”

　　虚拟数字场的引入，彻底改变了测绘类课程的教学生态。以《海洋测绘技术》课程为例，改革前后的对比十分鲜明：

　　改革前：教师用4课时讲解多波束测深原理，看一段科考船作业视频，期末考一张试卷。学生反映“学完还是不知道船上怎么干活”。

　　改革后：前2课时在虚拟仿真实训室进行。教师发布任务——“某海域需要开展海底地形测量，请设计测线方案并完成数据采集”。学生两人一组，在虚拟系统中布设测线、模拟船行、采集点云、处理数据、成图分析。遇到风浪干扰、换能器故障等突发状况，需要现场判断并调整方案。后2课时回到教室，各组展示成果、复盘问题、总结优化。期末考核采取“虚拟操作+方案设计”的方式，学生随机抽取场景，在虚拟系统中独立完成一次完整的海洋测绘作业。

　　“现在学生上课的积极性明显高了，每个人都想上手操作。虚拟系统里遇到问题，他们会主动翻书、查资料、问老师，而不是等着老师‘喂’知识点。”授课教师说，“这才是真正的‘做中学’。”

　　类似的变革也发生在《工程测量》《无人机测绘技术》《遥感技术及应用》等核心课程中。虚拟仿真模块已覆盖专业群80%以上的实训项目，年使用超过24万人次。

　　效能之升：成本降了、安全高了、效果好了

　　虚拟仿真教学带来的不仅是形式的变化，更是效能的飞跃。

　　成本大幅降低。以海洋测绘为例，一次出海实训的综合成本（船舶租赁、燃油、保险、食宿）约3-5万元，且受天气影响大，每年最多组织1-2次。虚拟仿真模块一次性建设投入后，可无限次使用，边际成本几乎为零。学校可以“天天出海、人人出海”。

　　安全风险归零。隧道测量、应急测绘等高危项目，过去学校根本不敢组织学生实操。现在全部在虚拟环境中进行，零风险、零事故，学生却能获得接近真实的操作体验和应变训练。

　　教学效果可量化。虚拟系统后台记录每一个学生的操作轨迹、错误次数、完成时间、各项指标得分。教师可以精准识别学生的薄弱环节，进行针对性辅导。学生也可以看到自己与班级平均水平的对比，激发学习动力。

　　更值得一提的是，虚拟数字场还打通了与校外工程场的衔接通道。学生在大二完成虚拟实训后，大三进入企业实战时“上手快、错误少”。企业反馈，经过虚拟仿真训练的学生，比传统培养的学生适应期缩短了约50%。

　　辐射：从一门课到全国推广

　　虚拟数字场引发的“课堂革命”不仅在校内开花结果。学校通过举办国家级、省级技能竞赛，将虚拟仿真模块开放给全国职业院校使用。目前，已有78所院校引进该成果的资源体系。

　　2024年世界职业院校技能大赛地理空间信息采集与处理赛项中，广东工贸职业技术学院学生以总分第一夺得金奖。评委特别指出：“选手在虚拟仿真环节的操作规范性和应变能力令人印象深刻。”

　　学校还利用虚拟仿真基地开展社会培训，为行业企业员工提供“三高三难”场景的数字化复训。累计培训5400余人次，帮助一线测绘人员在不出海、不进洞的情况下，保持复杂工况作业的熟练度。

　　启示：技术赋能不是“炫技”，而是“补缺”

　　广东工贸职业技术学院的实践证明，虚拟仿真技术不是要替代真实的实训，而是填补“真实做不了”的空白。正如高照忠院长所说：“虚拟数字场不是炫技的工具，而是育人的刚需。它解决了测绘教学几十年来的‘老大难’——那些学生必须掌握、却无法真实开展的技能，终于有了练习的场所。”

　　从“纸上谈兵”到“虚拟练兵”，这不仅是教学手段的升级，更是教育理念的革新。当“三高三难”不再是教学的拦路虎，职业院校就能真正培养出“下得去、用得上、靠得住”的高素质技术技能人才。

　　这场由“虚拟场”引发的课堂革命，还在继续。

　　编辑：林剑