教育数字化是建设教育强国的重要支撑。通过人工智能与数字孪生技术的融合应用，“AI实训教师”以技术为抓手放大优质资源、创新教学模式、深化产教融合，为实训教学改革开辟新赛道。
□ 冯大伟
当前，教育数字化转型与产业智能化升级不断加快。作为技术技能人才培养的主阵地，职业教育实训教学改革迎来全新机遇。传统教学模式下，优质双师型师资不足、一线实操经验难以有效传承、高危高耗实训开展受限、教学内容滞后于产业实际等问题，成为制约职业教育提质增效的瓶颈。依托经验数字孪生理念打造“AI实训教师”，将一线教师、行业工匠的隐性实践经验数字化、模型化，是重构教学形态、推动教学改革的创新路径。
经验数字孪生运用多模态采集、知识图谱、智能算法等技术，把实训教师、企业技术专家的操作技巧、故障诊断思路、教学指导方法等显性与隐性经验，在数字空间转化为可复刻、可交互、可迭代的经验孪生体。在此基础上打造能够承接优质实践经验、开展个性化指导、持续动态优化的“AI实训教师”智能体，构建数据驱动、人机协同的实训教学新模式。
“AI实训教师”的赋能作用贯穿学生成长、课堂教学、产教生态三大层面，形成层层递进的变革效应。
在学生培养微观层面，可彻底打破传统实训标准化模式，实现因材施教。系统通过采集学生操作行为、学习轨迹、考核数据，生成专属数字画像，针对基础薄弱者推送分步拆解训练，为能力突出者设置故障排查、工艺创新等高阶任务。同时，全程监控操作细节，第一时间识别偏差并给出修正方案，大幅缩短技能掌握周期。
在教学运行中观层面，新模式重塑了实训课堂生态。经验数字孪生技术将零散的个人经验转化为标准化数字资产，让优质实训资源突破时空限制，实现经验传承规模化、教学资源普惠化。在人机协同体系下，智能体承担示范教学、基础陪练、自动考评等重复性工作，人类教师则聚焦价值引领、职业精神培育、高阶思维启发与人文关怀。
在产教融合宏观层面，“AI实训教师”搭建起院校与产业互联互通的数字桥梁。平台可实时对接企业生产数据、岗位标准与新工艺规范，动态更新实训教学内容，解决教学与产业脱节的顽疾。借助云端部署优势，数字化实训资源还能跨区域流转，有效缩小不同地区职业院校的师资差距。此外，经验数字资源不仅服务在校学生，还可面向企业职工、转岗人员、社会学习者开放，拓展职业教育社会服务边界，为建设技能型社会提供数字化支撑。
构建功能完备、运行稳定的“AI实训教师”，需遵循经验本体建模、数字孪生映射、智能交互赋能、动态演化优化的逻辑，依次递进搭建完整技术体系。
经验本体建模是整个体系的根基。通过视频录制、传感器采集、专家访谈、眼动追踪等方式，全面收集实操流程、参数设置、故障处置、教学话术等各类经验，再利用知识图谱完成结构化解构，建立统一数据标准，筛选沉淀形成标准化经验资源库。
数字孪生映射是实现经验从现实到数字空间精准迁移的关键。依托三维建模技术复原实训场地、设备形态与操作细节，结合仿真算法复刻标准操作动作与指导行为，打通物理实训场景与数字孪生体的数据链路，实现设备状态、操作行为实时同步，确保虚拟实训与现场实操高度同源。
智能交互赋能打造全方位教学服务能力。系统集成视觉、语音、动作感知模块，实时捕捉学生实训状态；依靠智能算法分析学习数据、判断知识短板，自动匹配指导策略；通过动画、语音、文本、力反馈等多形式输出指导内容，适配不同学生的学习习惯，打造沉浸式、交互式实训课堂。
动态演化优化保障模型长效适配发展。持续采集教学运行、学生学习、产业技术更新等全链条数据，借助深度学习算法迭代优化经验模型，及时纳入行业新技术、新规范，不断提升AI识别精度与指导能力，形成“采集—训练—优化—应用”的闭环迭代机制。
结合职业院校办学实际，“AI实训教师”的落地应用可分为四个循序渐进的实施阶段。第一阶段聚焦资源建设，组建由专任教师、企业专家和技术人员构成的团队，分专业开展多模态经验采集，完成数据梳理、分类与标准化入库，筑牢资源基础。第二阶段着力平台搭建，采用“云—边—端”协同架构，集成数字孪生、智能感知、交互反馈等核心模块，选取部分专业开展试点测试，根据使用反馈优化平台功能。第三阶段推进教学应用，区分基础技能训练、高危场景实训、综合项目演练等不同场景，明确人机协同教学分工，建立涵盖技能水平、学习体验、岗位适配度的多元评价体系，持续优化教学方案。第四阶段健全保障机制，从政策经费、数据安全、技术运维、师资培训、政校行企协同等方面建立配套制度，明确各方职责，规范数据使用与资源共享，守住数据安全与伦理底线，为模式长效运行保驾护航。
面向未来，职业院校应持续深耕经验数字孪生应用，不断打磨技术模型、丰富资源内容、完善应用模式，让智能技术助力职业教育提质培优，为产业转型升级、制造强国建设输送更多高素质技术技能人才。
【作者单位：南京铁道职业技术学院；本文系江苏省高等教育教改研究课题“AI深度赋能高职院校实践教学改革的研究”（项目编号：2025JGYB469）成果】