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■ 卢宇婷 彭筱婷
在虚拟仿真系统中操作行云流水，一到真实设备前操作就频频卡顿——这道困扰智能制造人才培养的“虚实鸿沟”，表面看是技术衔接问题，本质上却是认知心理层面的问题：人的技能究竟如何在具体情境中形成？虚拟环境中的操作经验，为何难以迁移到真实场景？厘清这一认知机制，是打通数字技术赋能工业人才培养“最后一公里”的关键。
“去情境化”的知识为何难以迁移。认知弹性理论指出，知识的本质是：在知识获取过程中，相关线索的深度与所获取知识的丰富度之间，存在相对、可变且具有弹性的关联。学生在虚拟环境中习得的操作程序，依附于屏幕界面、视觉反馈等特定线索；一旦切换到真实设备——面对物理旋钮、声音反馈、触觉阻力和环境干扰——原有线索消失，操作程序便难以有效激活。这正是“虚拟好手”往往成为“真机新手”的深层原因。
从认知负荷理论来看，虚拟环境中认知资源的消耗集中在“任务逻辑”层面；但在真实场景里，操作者需要同时处理设备反馈、环境变量和任务目标等多重信息流，认知负荷会急剧上升，原本熟练的操作自然会变形走样。
技能迁移的“双向校准”何以可能。破解迁移困境的关键，在于利用数字技术实现“双向校准”机制——让虚拟训练保留情境线索，让真实操作降低认知负荷。从“迁移适当加工理论”看，学习情境与迁移情境匹配度越高，迁移效果越好。数字孪生的价值恰在于高保真模拟真实设备的物理反馈，缩小训练与应用的认知距离。
一些院校的探索已触及这一逻辑。湖南工程职业技术学院依托国家级建筑施工示范性虚拟仿真实训基地，构建“云工地+孪生空间+数智工坊”三阶体系：学生在“云工地”完成虚拟认知，在“孪生空间”接入企业真实数据进行高仿真操作，在“数智工坊”对接真实项目完成从设计到转化的全流程。这一模式的核心在于虚拟训练不再是“去情境化”的抽象练习，而是情境化程度不断加深的渐进过程。湖南汽车工程职业大学的做法是：将真实设备的声音、振动、温升等物理反馈通过传感器“反向映射”到虚拟环境中，使学生在云端训练时就能感知到设备的“物理性格”。换言之，虚拟训练不再是一个“去情境化”的抽象练习，而是情境化程度不断加深的渐进过程。
从教育心理学看，反馈机制在此过程中扮演关键角色。即时反馈是技能习得的必要条件，但反馈“颗粒度”同样重要——过细则导致依赖，过粗则导致迷失。数字孪生系统能将反馈调节至“恰到好处”的粒度：既指出错误，又保留学习者自主发现的空间，契合“最近发展区”理论的核心主张。
“能力画像”背后的自我效能感重塑。数字孪生系统的另一价值，是通过数据可视化重塑学习者的自我效能感。班杜拉指出，个体对完成某一任务的信念与自我预期，主要来源于过往的成功体验。借助数字孪生系统的“量化”与“可视化”呈现，学生不仅能直观感受到每一次操作的偏差，发现自身响应速度的不足，还可以清晰地看到自身能力的成长轨迹，进而完成自我评估。
自我调节理论指出，只有当学生能够有效监控、把握自身学习进程，并对学习策略、方法、步骤作出相应调整时，学习才真正从被动接受转向主动建构。正所谓“得之以自强，不得之以他强”，这才是真正意义上的“赋能”。以湖南工程职业技术学院的“三全育人”智慧平台为例，该平台将十余亿条育人数据以罗盘形式实时呈现，让学生的技能成长变得“可见”，对增强学生专业认同感、提升学生的职业投入动力起到了重要推动作用。
架设“认知接口”的三条路径。基于上述分析，当前深化数字技术赋能工业人才培养应从三条路径重点突破。第一，以“情境渐进”替代“一步切换”。 虚拟训练体系应分阶段引入真实设备的物理反馈特征，使学生在接触实体设备前已积累足够的情境化认知准备。教育部2025年颁布的758项职业教育专业教学标准已对此作出制度回应。要求运用虚拟仿真等技术手段开展实训教学，当下的重点在于推动从“技术配置到位”走向“认知设计到位”。第二，以“数据可视化”重塑自我效能感。 将隐性的操作技能转化为显性的成长数据，为学生建立清晰的能力坐标与进步参照。这既是激发持续学习动机的心理基础，也是工信部专项行动中“技能成长数字画像”的实践落地。第三，以“人机协同”为导向重构能力目标。数字孪生不是对人的替代，而是对人的系统性判断能力提出了更高要求。有媒体报道指出，高端制造领域“复合型工程人才需求持续走强”，智能制造系统运维、数字孪生应用等新兴岗位既要求扎实的理论功底，也强调过硬的动手实践能力。工业人才的能力内核，正从“单一操作熟练度”向“人机协同决策力”演进。
从“虚拟好手”到“真机能手”，横亘其间的并非技术之墙，而是认知之桥。当政策引导、技术手段与认知规律形成合力，工业人才培养的“虚实接口”方能真正贯通——以数字孪生承载试错成本，以真实生产检验育人成效。这既是工业人才培养范式转型的内在要求，也是制造业高质量发展的现实呼唤。
（作者单位：湖南工程职业技术学院）
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