一、微专业简介

在当前数字化浪潮下，数字孪生技术作为引领新时代科技创新和产业升级的核心力量，正日益凸显其战略价值。为积极响应党的二十大精神，贯彻落实党中央、国务院关于加强新时代高技能人才队伍建设的战略部署，我校根据国家工业信息安全发展研究中心的指导要求，申请获批了首批“百城百校—数字孪生工程中心”试点项目的建设。

基于此，数字孪生应用技术微专业针对国家数字孪生应用技术的人才需求，融合三维测绘、数字孪生应用技术和物联网技术，依照2024人力资源社会保障部办公厅，工业和信息化部办公厅联合颁布的《数字孪生应用技术员》国家职业标准，开设物联网系统与软件实训、数字孪生概念与法规、数字孪生模型构建实训、数字孪生应用场景概述、结构设计基础知识与实训、三维结构测绘六门创新课程，旨在培养学生掌握孪生空间模型建模、孪生体构建、孪生平台运行与维护等相关技能。

数字孪生应用技术微专业培养人才将在未来成长为数字孪生领域的专业数字工程师人才，以满足数字化转型和工业智能化的需求，为数字“新基建”等国家重大产业发展战略的实施提供有力支撑。

二、微专业特色

1.多学科交叉：融合智能机器人、物联网和数字孪生等技术，学生将学习计算机科学与电子通信工程等学科内容，培养跨领域的综合能力。

2.实践导向：注重实践能力的培养，学生通过项目实践、实验操作等方式，掌握数字孪生平台构建、运行和维护相关应用技能和方法，提升解决实际问题的能力。

3.专业新颖：契合社会数字化转型、新时代科技创新和产业升级的核心技术和市场需求，实现数字孪生平台建设、控制管理和维护，实现企业服务。

三、培养目标

数字孪生应用技术微专业的培养目标全面而深入，具体涵盖以下五大维度：：

1.坚实理论基础：学生将深入理解物联网、数字孪生概念及其核心法律法规框架，同时掌握三维测绘等基础理论，为后续实践奠定扎实的学术基础。

2.卓越技术能力：旨在培养学生掌握数字孪生平台操作与应用的核心技能，包括孪生场景建模、三维测绘技术实现环境孪生化、数字产品数据接口与孪生模型的无缝对接，以及平台数据同步与可视化展示。通过实战项目，学生将能独立完成从场景建模到平台搭建、运行及维护的全流程，展现其在数字孪生领域的全面技术能力。

3.强化技术应用能力：鼓励学生以校园或“智能家电产业集群科产教融合实训中心”为实践基地，深入探索数字化安防、工业生产、交通管理、应急预警等多个领域的应用，通过丰富的实验实训课程，精通三维测绘与数字孪生业务平台技术，提升解决实际问题的能力。

4.团队协作与创新能力：注重培养学生的创新思维与团队协作能力，通过模拟企业需求，引导学生组建项目团队，按照真实项目开发流程分工合作，共同研发具有市场竞争力和创新性的数字孪生解决方案。此过程将极大提升学生的项目管理、技术创新及复杂问题解决能力。

5.伦理意识与社会责任感：在传授技术知识的同时，强化学生的伦理道德教育，使其深刻理解数字孪生技术发展背后的社会、法律和道德责任。学生将学会在技术应用中综合考量各种因素，为数字孪生技术的可持续发展贡献力量，展现出高度的专业素养和社会责任感。

通过以上培养目标的实现，本微专业致力于将学生培养成为既精通数字孪生平台建设与运维，又具备深厚伦理素养的综合型应用人才，确保其达到并超越《数字孪生应用技术员》国家职业标准中三级工至高级技术人员的水平，为科技行业的快速发展和社会经济的繁荣贡献力量。

四、课程设置

1.《物联网系统与软件实训》

本课程是物联网技术与数字孪生技术深度融合的实践导向型课程，旨在通过一系列精心设计的实训项目，使学生深入理解物联网系统的架构与工作原理，掌握数字孪生体在物联网环境中的构建、互联与应用技术。课程强调理论与实践相结合，通过模拟真实场景下的项目开发，提升学生的系统设计、开发、调试与运维能力。

课程内容主要包括：

（1）物联网系统基础：介绍物联网的基本概念、发展历程、体系结构、关键技术及应用领域。

（2）数字孪生技术原理：详细阐述数字孪生的定义、特点、关键技术及其在物联网中的应用价值。

（3）物联网设备与传感器技术：学习物联网设备的分类、工作原理、选型方法及传感器技术在数据采集中的应用。

（4）物联网通信与网络技术：掌握物联网中的无线通信技术、有线通信技术、网络协议及组网技术。

2.《数字孪生概念与法规》

作为数字孪生应用技术微专业的一门核心基础课程，旨在为学生奠定坚实的理论基础与法规意识。本课程深入解析数字孪生技术的核心概念、发展历程、技术架构及应用前景，同时，全面梳理并探讨数字孪生领域的相关法律法规、政策导向及伦理规范，确保学生在掌握技术精髓的同时，也具备高度的法律素养与道德责任感。

课程内容主要包括：

（1）数字孪生技术概览：介绍数字孪生的起源、定义、特点、发展历程及未来趋势。

（2）数字孪生技术架构与原理：详细解析数字孪生系统的组成部分、关键技术及工作原理。

（3）数字孪生应用案例分析：通过行业案例分析，展示数字孪生技术在智能制造、智慧城市、航空航天等领域的实际应用与成效。

（4）数字孪生相关法律法规：梳理国内外数字孪生领域的主要法律法规、政策文件及标准规范，分析其对技术应用的影响与要求。

（5）数据保护与隐私安全：重点讲解数字孪生中涉及的数据收集、处理、存储、传输等环节的数据保护与隐私安全问题。

（6）知识产权与合规管理：探讨数字孪生技术中的知识产权保护策略及合规管理要求，帮助学生了解并遵守相关法律法规。

（7）伦理与道德考量：引导学生从伦理道德角度审视数字孪生技术的发展与应用，培养其在技术应用中的社会责任感与道德自律。

3.《三维结构测绘》

该课是数字孪生应用技术微专业中的一门高级实践课程，专注于培养学生利用同时定位与地图构建（SLAM）技术及无人机平台进行复杂环境三维结构测绘的能力。本课程将理论讲授与实际操作紧密结合，通过系统学习SLAM算法原理、无人机操控与数据处理技术，使学生掌握高效、精准的三维测绘方法，为数字孪生模型的构建提供坚实的数据基础。

课程内容主要包括：

（1）SLAM技术基础：介绍SLAM的基本概念、分类、算法原理及关键技术，包括视觉SLAM、激光SLAM等。

（2）Unity 3D和3DMax技术：介绍三维模型建立技术和建模方法实训。

（3）无人机技术概览：讲解无人机的基本构造、飞行原理、控制系统及在三维测绘中的应用优势。

（4）无人机操控与数据采集：教授无人机飞行安全规范、航线规划技巧、数据采集策略及实战演练。

（5）SLAM与无人机数据融合：探讨如何将SLAM算法与无人机采集的数据进行有效融合，实现高精度三维地图的构建。

（6）数据处理与后分析：学习无人机数据预处理、点云生成、模型构建及优化等后处理技术，掌握三维测绘成果的质量评估方法。

案例分析与实战项目：通过分析典型三维测绘案例，引导学生设计并实施自己的测绘项目，提升综合应用能力。

4.《数字孪生模型构建实训》

《数字孪生模型构建实训》是一门旨在培养学生掌握数字孪生模型构建技能、理解数字孪生技术原理与应用的实践导向型课程。通过本课程的学习，学生将深入理解数字孪生模型的概念、构建流程、关键技术及其在工业制造、智慧城市、医疗健康等领域的应用价值，同时通过实际操作项目，提升模型构建、数据分析与处理能力。

课程内容包好多个实际案例，共同学们学习。

5.《数字孪生应用场景概述》

《数字孪生应用场景概述》是一门旨在全面介绍数字孪生技术在不同领域应用场景的课程。通过本课程的学习，学生将深入理解数字孪生的概念、原理及其在各行业中的实际应用，掌握数字孪生技术如何推动各行业数字化转型和智能化升级。本课程将结合丰富的案例分析和前沿技术探讨，使学生具备将数字孪生技术应用于实际问题的能力。

6.《结构设计基础知识与实训》

《结构设计基础知识与实训》是土木工程及相关专业的核心课程之一，旨在通过理论讲授与实践操作相结合的方式，使学生掌握结构设计的基本原理、方法和技术，培养学生在实际工程中进行结构设计的能力。本课程不仅涵盖结构设计的基础知识，还注重实训环节，通过实际项目的设计、计算和分析，提高学生的实践能力和创新思维。

课程内容包含多个实际案例，共同学们学习。

五、培养模式

数字孪生应用技术微专业的学生培养模式是一个注重理论与实践相结合、强调跨学科综合能力培养的过程。通过系统化的课程体系、多元化的教学方法、优秀的师资力量以及丰富的实践机会，以项目为基础，需求为导向，培养学生将能够全面掌握数字孪生技术的核心知识和技能，成为具备高素质和创新能力的复合型人才。强调跨学科融合，涵盖计算机科学、电子信息工程、网络技术等领域，以实践为主导，注重理论与实践相结合。该微专业秉持学科交叉、科教融合、产教融合的理念，实施“以用为‘体’，教产学研为‘翼’”，深度融合课堂教学、网络教学、实践教学、思政教学的“一体四翼”赋能型创新创业课程教学模式。并拟以“真品对接课程、课程衔接创新创业”为新的教学理念与方法，培养真才实学的真人才，将教学地点从传统的教室转到实训室进行，可以充分调动学生的积极性以及增强他们的认知能力。

我们紧密围绕数字孪生技术的最新发展趋势与产业技能需求特点，精心优化课程结构，设置了六门专业核心课程：《物联网系统与软件实训》、《数字孪生概念与法规》、《三维结构测绘》、《数字孪生模型构建实训》、《数字孪生应用场景概述》、《结构设计基础知识与实训》。这六门课程旨在全方位构建学生的理论知识体系与实践技能框架，修读年限设为紧凑高效的1年，总学分要求达到15学分（相当于240学时），确保学生在短时间内迅速掌握关键技能，满足行业快速变化的需求。

为强化学生的实践能力与团队协作精神，我们创新性地构建了“校企双驱动+项目教学法”的协同育人机制。通过深度融合企业资源与学校教育资源，实现校企双方优势互补、资源共享。企业工程师与学校教师携手合作，以产业真实生产性项目为教学核心，采用“教师引导、学生主体、师生共创”的教学模式。学生不仅能在课堂上学到理论知识，更能在实践项目中将所学应用于解决实际问题，从而有效提升其实际操作能力与团队协作能力。

本微专业致力于营造一种“师生共创、融合发展”的教学新生态。在项目实施过程中，师生共同参与、相互启发，形成紧密的教学相长关系。这种教学模式不仅能够有效提升教师的教学效能与学生的学习积极性，还能激发学生的创新思维与探索精神，助力他们成长为具备高度专业素养与创新能力的数字化复合型人才。

六、教学安排与修业年限

数字孪生应用技术微专业的学习分2个学期进行，上课地点白云校区；6门课程共12学分，具体的教学计划表如表5.1所示：

表5.1课程教学计划

总学分	15				授课学期数		2学期
课程设置
课程名称		学分	学时数				考核 方式	开课 时间
			总学时	理论	实验	实践
物联网系统与软件实训		2	32	16		16	考察	第一学期
数字孪生概念与法规		2	32	32			考试	第一学期
三维结构测绘		2	32	16		16	考察	第一学期
数字孪生模型构建实训		2	32	16		16	考察	第二学期
数字孪生应用场景概述		2	32	16		16	考察	第二学期
结构设计基础知识与实训		2	32	16		16	考试	第二学期
合计		15	240	160		80	-	-

七、考核与证书

在规定时间内修完所有课程并按各课程要求顺利通过考核，取得学分，将颁发微专业结业证书与企业考核结业证书。