扈曉翔 肖冰 劉美潔

［摘 要］ 普通高等院校的部分專業(yè)課涉及軍民用大型設(shè)備，但大部分普通高等院校無法為學(xué)生提供全部的大型設(shè)備，只能通過圖像或視頻為學(xué)生講解，教學(xué)效果欠佳。結(jié)合最新的數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展，分析數(shù)字孿生技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，提出將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用到專業(yè)課教學(xué)中，解決高等院校由于大型設(shè)備實(shí)物不足，實(shí)物訓(xùn)練操作平臺(tái)更新?lián)Q代慢、易發(fā)生故障、維護(hù)困難等問題導(dǎo)致的專業(yè)課教學(xué)效果欠佳的實(shí)際困難。同時(shí)結(jié)合數(shù)字孿生系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、訓(xùn)練效率高、動(dòng)態(tài)更新升級(jí)快、硬件損耗小等特點(diǎn)，進(jìn)一步探討了采用數(shù)字孿生進(jìn)行實(shí)際操作的可行性。

［關(guān)鍵詞］ 專業(yè)課教學(xué)；數(shù)字孿生系統(tǒng)；技術(shù)探索

［基金項(xiàng)目］ 2020—2024年國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“非最小相位高超聲速飛行器全服役期精細(xì)容錯(cuò)控制與預(yù)測(cè)維護(hù)技術(shù)研究”（62073265）

［作者簡(jiǎn)介］ 扈曉翔（1982—），男，山東壽光人，博士，西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事飛行器智能控制及其教學(xué)研究；肖 冰（1986—），男，江西贛州人，工科博士，西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事衛(wèi)星智能博弈及其教學(xué)研究；劉美潔（1985—），女，山東煙臺(tái)人，碩士，西安科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心講師，主要從事控制課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）01-0086-04 ［收稿日期］ 2023-09-12

近年來，教育部的相關(guān)文件對(duì)大學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高要求［1］，不僅要求大學(xué)生提高專業(yè)能力和實(shí)踐能力，同時(shí)要求大學(xué)生能夠獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，通過實(shí)踐掌握專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的基本技能和操作技巧，這對(duì)于工科專業(yè)，尤其是航空航天航海等專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)提出了更高要求。由于高等院校經(jīng)費(fèi)與場(chǎng)地等的限制，航空航天航海等專業(yè)的學(xué)生在進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)，很難直接接觸到實(shí)際中的設(shè)備儀器，影響教學(xué)效果。目前，用人單位對(duì)高校畢業(yè)生的要求已經(jīng)不滿足于僅了解基本理論知識(shí)，同時(shí)還需要學(xué)生具備一定的專業(yè)知識(shí)甚至設(shè)備使用知識(shí)［2］。在這種情況下提升高等院校學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)能力迫在眉睫。

數(shù)字孿生技術(shù)的快速發(fā)展應(yīng)用，為高等院校專業(yè)課教學(xué)提供了新平臺(tái)與新方式，成為高等院校立足自身優(yōu)勢(shì)與發(fā)揮職能特長(zhǎng)的重要手段。數(shù)字孿生是指通過數(shù)學(xué)建模等手段，將實(shí)際物理系統(tǒng)映射到虛擬空間，并通過數(shù)據(jù)的交互實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與數(shù)字孿生體的匹配，從而通過數(shù)字孿生體實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。數(shù)字孿生的概念最早可以追溯到20世紀(jì)60年代，是當(dāng)時(shí)美國(guó)航空航天局為了解決太空探索中的通信和控制問題提出的［3］，隨后得到世界各國(guó)的認(rèn)可并獲得廣泛的發(fā)展，目前數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。作為新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)字孿生技術(shù)廣泛運(yùn)用于各領(lǐng)域，并且由于其對(duì)物理實(shí)體的完全精確反映、可靠性強(qiáng)、訓(xùn)練效率高、硬件損耗及安全隱患極小等特點(diǎn)，成為解決目前專業(yè)課教學(xué)中的重要手段，具有良好的應(yīng)用前景。

一、數(shù)字孿生技術(shù)簡(jiǎn)介

數(shù)字孿生技術(shù)是在數(shù)字化平臺(tái)建立與物理實(shí)體系統(tǒng)相一致的數(shù)字化表達(dá)，產(chǎn)生一個(gè)與物理實(shí)體相對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生體。物理實(shí)體向數(shù)字孿生體傳遞可監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息，以便數(shù)字孿生體進(jìn)行對(duì)物理實(shí)體各種運(yùn)行狀態(tài)、性能和功能的模擬，而數(shù)字孿生體則根據(jù)從物理實(shí)體獲得的監(jiān)測(cè)信息，不斷優(yōu)化修正，從而完全反映物理實(shí)體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。數(shù)字孿生體并非只接收物理實(shí)體的信息，而是同時(shí)根據(jù)自身的優(yōu)化結(jié)果對(duì)物理實(shí)體提供優(yōu)化的信息，進(jìn)而促進(jìn)物理實(shí)體的不斷優(yōu)化和改進(jìn)。

二、數(shù)字孿生技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）數(shù)字孿生農(nóng)田智慧種植系統(tǒng)

數(shù)字孿生農(nóng)田智慧種植系統(tǒng)是將數(shù)字孿生技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理中的新型系統(tǒng)，是提高農(nóng)田的種植和管理效率的重要手段［4］。該系統(tǒng)將現(xiàn)實(shí)世界中的農(nóng)田與其數(shù)字孿生體相結(jié)合，根據(jù)真實(shí)農(nóng)田內(nèi)部設(shè)置的傳感器，不斷采集各種土壤濕度、溫度、天氣等信息，并傳輸至數(shù)字化平臺(tái)，對(duì)農(nóng)田信息進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行農(nóng)田的灌溉施肥，確保農(nóng)田得到充足的水分和養(yǎng)料，提高生產(chǎn)效率。數(shù)字孿生農(nóng)田智慧種植系統(tǒng)現(xiàn)已成功應(yīng)用到京東農(nóng)場(chǎng)、運(yùn)城蘋果基地等多個(gè)地方。

（二）數(shù)字孿生變電站

數(shù)字孿生變電站是利用數(shù)字孿生技術(shù)建立變電站的虛擬化數(shù)字模型，旨在提高電力系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行的安全性［5］。數(shù)字孿生變電站包括各種變壓器、電纜線路、開關(guān)設(shè)備等的數(shù)字化模擬，通過輸入實(shí)際變電站的電壓、電流、頻率等的信息，利用變電站的數(shù)字化平臺(tái)對(duì)上述信息進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，保障實(shí)際變電站的可靠運(yùn)行。數(shù)字孿生變電站借助強(qiáng)大的數(shù)字化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)操作管理人員的數(shù)字化培訓(xùn)，在數(shù)字化平臺(tái)模擬可能發(fā)生的各種突發(fā)情況，可提高操作管理人員的應(yīng)急反應(yīng)能力，應(yīng)對(duì)實(shí)際中出現(xiàn)的各種問題。

（三）數(shù)字孿生智慧園區(qū)

數(shù)字孿生智慧園區(qū)是利用數(shù)字孿生技術(shù)建立園區(qū)的虛擬化數(shù)字模型，目的是提高居民的生活質(zhì)量，是優(yōu)化園區(qū)的管理的重要手段［6］。根據(jù)實(shí)際園區(qū)的構(gòu)成建立園區(qū)虛擬化模型，將實(shí)際園區(qū)中基礎(chǔ)設(shè)施的各項(xiàng)信息輸入數(shù)字化模型中，以便管理人員在線監(jiān)測(cè)設(shè)施的健康狀況，并能夠及時(shí)采取有效措施進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)工作；同時(shí)利用數(shù)字化園區(qū)平臺(tái)模擬緊急事件的發(fā)生，幫助管理者在應(yīng)對(duì)真實(shí)發(fā)生的緊急情況時(shí)能夠有效和及時(shí)地處理。

（四）數(shù)字孿生智慧交通系統(tǒng)

數(shù)字孿生智慧交通系統(tǒng)是利用數(shù)字孿生技術(shù)創(chuàng)建城市交通虛擬模型的新型系統(tǒng)，用以改善城市的擁堵情況，保障交通安全性［7］。數(shù)字孿生智慧交通系統(tǒng)通過創(chuàng)建城市道路，城市建筑，交叉路口等虛擬化模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)際交通系統(tǒng)的數(shù)字化表達(dá)；通過傳感器及攝像頭將采集的各種車流量、車速、交通突發(fā)事故等信息傳輸給建立的交通數(shù)字化虛擬模型，通過技術(shù)手段分析和處理，自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的設(shè)置，幫助減少交通擁堵；通過數(shù)字化的管理平臺(tái)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通安全狀況，在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，可以及時(shí)做出響應(yīng)，為救援爭(zhēng)取時(shí)間。

三、數(shù)字孿生技術(shù)在教學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用

（一）數(shù)字孿生醫(yī)療培訓(xùn)

數(shù)字孿生技術(shù)在醫(yī)療培訓(xùn)中有著廣泛的應(yīng)用，借助數(shù)字孿生技術(shù)可實(shí)現(xiàn)醫(yī)療環(huán)境的數(shù)字化模型構(gòu)建，便于醫(yī)學(xué)生在虛擬的數(shù)字化環(huán)境中進(jìn)行各種手術(shù)的模擬操作，提升其專業(yè)技能及手術(shù)的安全性；同時(shí)建立相應(yīng)疾病的數(shù)字孿生系統(tǒng)，在數(shù)字孿生系統(tǒng)中進(jìn)行病情的分析、影像報(bào)告的分析及治療方案的設(shè)計(jì)；數(shù)字化平臺(tái)還能夠模擬各種緊急突發(fā)情況，促使醫(yī)學(xué)生增強(qiáng)緊急事件快速處理的能力。

（二）數(shù)字孿生飛行員培訓(xùn)

數(shù)字孿生技術(shù)可應(yīng)用在飛行員的培訓(xùn)和訓(xùn)練中，建立飛行模擬器，提供極具真實(shí)性的虛擬飛行環(huán)境，以使飛行員通過數(shù)字孿生模型進(jìn)行訓(xùn)練以提高自身的專業(yè)技能。飛行員可借助虛擬的數(shù)字化模擬器進(jìn)行起飛、降落等操作，檢驗(yàn)自己的專業(yè)能力；同時(shí)模擬器還可以模擬各種突發(fā)事件，訓(xùn)練飛行員及時(shí)做出響應(yīng)和處理，培養(yǎng)飛行員在突發(fā)情況下的應(yīng)變能力；數(shù)字孿生系統(tǒng)可通過長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練和模擬，形成屬于飛行員自己的訓(xùn)練模式，對(duì)飛行員自身的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估，以幫助其更好地提升自己的技能。

（三）數(shù)字孿生交通培訓(xùn)

數(shù)字孿生交通培訓(xùn)是利用數(shù)字孿生技術(shù)建立交通模擬器用以培訓(xùn)交通從業(yè)人員的一項(xiàng)技術(shù)，旨在提高交通管理者的專業(yè)技能和決策能力。利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬城市道路、信號(hào)燈設(shè)置、交叉路口等交通信息，建立交通體系模擬器，有助于交通管理者在虛擬化的環(huán)境中進(jìn)行交通管理，駕駛員也可通過數(shù)字化平臺(tái)不斷鍛煉提高自身的駕駛技能。同時(shí)數(shù)字化交通模擬器還可以模擬突發(fā)事件的情況，培訓(xùn)交通警察處理突發(fā)問題的能力。

四、數(shù)字孿生技術(shù)在專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用探索

數(shù)字孿生體反映的物理性質(zhì)包括物理實(shí)體的電氣性能、接口特性、空間環(huán)境等，所得到的復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)外部功用、組成及工作原理等都是可視的，從而驗(yàn)證復(fù)雜系統(tǒng)的電氣參數(shù)、接口設(shè)計(jì)、測(cè)試方法等，這些信息在專業(yè)課教學(xué)中具有重要地位。在缺乏物理實(shí)體的專業(yè)課教學(xué)中，教師一般采用觀看圖片或者視頻的方式進(jìn)行講解，學(xué)生很難完全掌握，而數(shù)字孿生技術(shù)則可以解決這個(gè)問題。下面結(jié)合具體的實(shí)例分析數(shù)字孿生技術(shù)在專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)。

（一）數(shù)字孿生技術(shù)在大型飛行器測(cè)試課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

大型飛行器需要定期進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的基本任務(wù)是得到飛行器健康狀態(tài)的有效信息，測(cè)試方法是借助專門儀器，通過專門的測(cè)試流程對(duì)飛行器各部分的性能進(jìn)行測(cè)試，獲取飛行器的信息。但是大型飛行器的測(cè)試設(shè)備一般不具備普遍性，而是針對(duì)具體型號(hào)設(shè)計(jì)的具體測(cè)試設(shè)備和測(cè)試流程。如果在相關(guān)教學(xué)中只介紹通用的測(cè)試?yán)碚撆c測(cè)試方法，會(huì)導(dǎo)致測(cè)試專業(yè)課教學(xué)缺乏針對(duì)性。但高等院校不可能獲取完整的大型飛行器測(cè)試設(shè)備，因此可以依托數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。

在大型飛行器測(cè)控教學(xué)中，可以建立飛行器的數(shù)字孿生模型，通過數(shù)據(jù)的交互實(shí)時(shí)再現(xiàn)飛行器的運(yùn)行狀態(tài)、故障情況等，并可進(jìn)一步反映飛行器的物理特性，如飛行器測(cè)試信號(hào)的電壓、電流等，從而實(shí)現(xiàn)在無實(shí)物條件下對(duì)飛行器硬件的模擬。數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決高等院校缺乏大型飛行器的相關(guān)測(cè)試設(shè)備，而同時(shí)又需承擔(dān)測(cè)試課程教學(xué)的現(xiàn)實(shí)困難，從而有效促進(jìn)大型飛行器測(cè)試相關(guān)課程的教學(xué)。

（二）數(shù)字孿生技術(shù)在“控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

“控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)”是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的必修課，針對(duì)具體對(duì)象的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)生的重要技能。但目前的“控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)”課程面對(duì)的對(duì)象一般為實(shí)際系統(tǒng)簡(jiǎn)化后的數(shù)學(xué)模型，甚至是傳遞函數(shù)模型；控制器效果的驗(yàn)證一般采用MATLAB等仿真軟件。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)時(shí)，面對(duì)的是經(jīng)過簡(jiǎn)化的數(shù)字模型，控制器設(shè)計(jì)后進(jìn)行驗(yàn)證得到的是仿真曲線，而學(xué)生對(duì)于控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、敏感元件等組成部分不了解，非常不利于專業(yè)課教學(xué)。

在“控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，可通過數(shù)字孿生建立控制系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)根據(jù)信號(hào)的傳遞關(guān)系構(gòu)建被控對(duì)象的可視化數(shù)字孿生模型，并且明確模型中的測(cè)試機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)傳遞機(jī)構(gòu)及控制信號(hào)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)等。在教學(xué)中，通過信號(hào)的傳遞關(guān)系認(rèn)識(shí)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理，通過輸入輸出信號(hào)建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，通過實(shí)際執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)字孿生模型理解控制信號(hào)“控制計(jì)算機(jī)產(chǎn)生—執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收—產(chǎn)生控制力和力矩—被控對(duì)象狀態(tài)變化—測(cè)試機(jī)構(gòu)測(cè)試—與期望對(duì)比產(chǎn)生負(fù)反饋—控制計(jì)算機(jī)”的全過程。數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用，可以讓學(xué)生更加明確地理解控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分，明白控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的來源，了解控制信號(hào)在實(shí)際系統(tǒng)中是如何產(chǎn)生作用并影響整個(gè)系統(tǒng)的，從而更好地促進(jìn)針對(duì)具體對(duì)象的控制系統(tǒng)課程的教學(xué)工作。

（三）數(shù)字孿生技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的具體方法分析

鑒于數(shù)字孿生技術(shù)在專業(yè)課程教學(xué)中的優(yōu)異表現(xiàn)，同時(shí)考慮到現(xiàn)有高等院校教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無法滿足大型專業(yè)設(shè)備的教學(xué)與操作需求，將數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)用于高等院校的教學(xué)中，主要包括兩個(gè)方面：（1）利用編程語(yǔ)言，模擬實(shí)際系統(tǒng)并對(duì)其中功能進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，從而模擬實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行過程和結(jié)果；（2）利用可視化軟件模擬各類儀器，通過操縱位于計(jì)算機(jī)屏幕虛擬面板上的“按鈕”來完成復(fù)雜系統(tǒng)的檢測(cè)或者控制任務(wù)。與以硬件為主的傳統(tǒng)教學(xué)形式不同，在數(shù)字孿生系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集和信號(hào)調(diào)理控制、信號(hào)處理以及結(jié)果顯示等主要通過軟件實(shí)現(xiàn)。

為了能夠通過數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)，需要首先構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字孿生系統(tǒng)；而建立復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字孿生系統(tǒng)，首先需要明確系統(tǒng)的用途，即要有針對(duì)性地建立功能級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)或可視化數(shù)字孿生系統(tǒng)；之后結(jié)合系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行逐步分解，通過復(fù)雜系統(tǒng)的功能對(duì)各個(gè)組成部分進(jìn)行劃分，按照從上到下的順序，最終得到復(fù)雜系統(tǒng)的最小功能單元，如測(cè)量、濾波、統(tǒng)計(jì)、信號(hào)生成、信號(hào)處理等基礎(chǔ)功能單元。在構(gòu)建數(shù)字孿生模型時(shí)，則需要從下到上，建立子系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型，明確各個(gè)子系統(tǒng)的信號(hào)傳遞關(guān)系與邏輯關(guān)系，最終建立整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型。

結(jié)語(yǔ)

目前而言，高等學(xué)校專業(yè)課主要依托視頻或圖片及高等院校配備的操作設(shè)備等進(jìn)行教學(xué)，在設(shè)備集成化智能化程度迅猛發(fā)展的今天，這些手段與實(shí)際復(fù)雜系統(tǒng)，尤其是航空航天航海系統(tǒng)的差異性不斷增大，測(cè)試操作流程更是存在巨大差異，隨著現(xiàn)代智能化技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的不斷應(yīng)用，目前的實(shí)際可用復(fù)雜系統(tǒng)更新迭代更加頻繁，現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備很難及時(shí)跟進(jìn)更新，無法完成大型設(shè)備教學(xué)實(shí)踐的任務(wù)。數(shù)字孿生技術(shù)可以很好地解決這一問題，同時(shí)隨著裝備集成化、智能化水平越來越高，數(shù)字孿生系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)、便于升級(jí)、便于使用，不僅適合高等院校專業(yè)課教學(xué)使用，而且適合高年級(jí)學(xué)生的課程操作與教學(xué)訓(xùn)練，因此開發(fā)推廣大型復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練，具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

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［5］孫瑞江，池威威，李樹榮，等.雄安新區(qū)的數(shù)字孿生變電站應(yīng)用及探索［J］.現(xiàn)代電力，2021（38）：1-7.

［6］何茵錡，王坷馨，林志朋.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)的智慧園區(qū)構(gòu)架分析［J］.無線互聯(lián)科技，2022，19（9）：41-43.

［7］伍朝輝，劉振正，石可，等.交通場(chǎng)景數(shù)字孿生構(gòu)建與虛實(shí)融合應(yīng)用研究［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2021，33（2）：295.

Exploration and Practice of Digital Twin Technology in Professional Course Teaching

HU Xiao-xiang1， XIAO Bing1， LIU Mei-jie2

（1. School of Automation， Northwestern Polytechnical University， Xian， Shaanxi 710129， China;

2. Engineering Training Center， Xian University of Science and Technology， Xian，

Shaanxi 710054， China）

Abstract： Some of the specialized courses in general colleges and universities involve military or civilian large-scale equipment， and most of the general colleges and universities are unable to provide all the large-scale equipment for students to operate and practice， and they can only explain to the students through the way of images or videos， which leads to poor teaching effect. This paper combines the latest development of digital twin technology， analyzes the application of digital twin technology in various fields， and proposes the application of digital twin technology to the teaching of professional courses， to overcome the lack of large-scale equipment in institutions of higher education， the physical training platform is slow to replace and prone to failure， maintenance difficulties and other problems caused by the teaching of professional courses is not ideal practical difficulties. At the same time， this paper combines the strong reliability of the digital twin system， high training efficiency， fast dynamic update and upgrade， small hardware loss and other characteristics， to further explore the feasibility of adopting the digital twin for practical operation.

Key words： specialized course teaching; digital twin system; technical exploration