北京永定合科技有限公司自 2018 年成立以来，聚焦职业教育与科研实训装备研发，创新推出实体沙盘搭配数字孪生技术的虚实一体化实训平台，针对性解决水利、隧道、环境工程等专业传统实地实训风险高、投入大、场景难以复刻的突出问题，为各大院校、科研单位搭建可反复实操、无安全隐患的现代化实训载体。下面以永定合打造的 900㎡钱塘江水利工程仿真实训沙盘为案例，阐释虚实融合模式重塑实践教学的创新路径。
一、传统工程实训存在多重现实短板
水利专业实地教学存在多重短板。组织学生前往水库、闸坝现场教学，交通、场地协调成本高昂；溃坝、堤防管涌、台风洪涝等高危工况，真实工程不允许人为模拟，学生只能依靠图文理论学习，缺少应急实操机会。
流域调度、水文演算实训需要大量水资源与监测耗材，多次教学会加重经费负担。传统静态沙盘只能展示建筑外观，无法呈现渗流、应力、水流变化；纯虚拟仿真缺少实体空间感知，学生难以建立立体工程认知，理论与实操脱节，难以匹配行业数字化运维岗位要求。
二、虚实融合创新方案，化解实训核心痛点
永定合打造的钱塘江数字孪生沙盘，以实体模型为载体，搭配全域感知系统，实现实体沙盘与虚拟数据双向联动，从安全、成本、教学三方面优化实训模式。
沙盘完整复刻流域水库、隧洞、水闸、堤防等水工设施，搭载模拟监测设备，水位、流量、结构应力等数据可直观转化为沙盘动态效果。学员在终端调节闸门，实体模型同步动作，流域水位、水流实时联动变化，兼顾实体操作手感与智能调度训练。
平台可无限制模拟台风、洪水、坝体渗漏等灾害场景，无需野外实地演练，学生可完成险情排查、闸泵联调、泄洪方案推演，系统实时记录操作并给出优化提示，彻底规避实地实训坍塌、洪水等安全隐患，高危演练可常态化开展。
成本层面优势显著，传统水文实训持续消耗耗材与水资源，重复实训开销大；数字孪生依靠算法模拟工况，调度、应急推演可无限次重复，无额外耗材损耗，一套设备可供多班级循环教学，替代大量野外试验，大幅削减实训经费。
教学上形成完整闭环，点击沙盘建筑即可查看结构原理与运行参数，支持日常调度、多人协同应急演练；实训数据自动留存，生成能力评估报告，精准定位学生实操短板，同时支撑教师开展水利智能调度相关科研课题，兼顾教学与科研需求。
三、虚实沙盘模式适配全行业实训发展需求
数字孪生加实体沙盘的技术模式并非仅适用于水利专业，永定合研发的盾构机实训模型、智慧水务仿真工厂、航天舱体科普设备均采用相同技术逻辑，具备广泛适配性。
该模式首要优势是安全保障，所有高风险、极端工况全部转为数字化模拟推演，从源头杜绝实训安全事故；其次能够有效降低综合办学成本，实体沙盘一次性建成，数字仿真场景可持续迭代更新，省去实地实训的交通、耗材等持续投入；同时兼顾实体认知与数字化能力培养，贴合当下产业智能化升级的人才需求，平台预留开放接口，院校可根据专业课程自主拓展功能，适配技能竞赛、科研课题、科普展示等多元使用场景。
职业教育数字化转型的大背景下，数字孪生与实体沙盘结合的全新思路，突破传统实训模式的局限，高效解决高危、高成本教学难题。以永定合钱塘江水利实训沙盘为代表的虚实一体化方案，把大型复杂工程完整搬进校内实训室，让学生在安全、低成本的环境中完成全流程实操训练，为高职院校培育复合型技术技能人才提供全新实践路径，助力职业教育实践教学高质量升级。
