IMMERSIVE META LEARNING SPACE FOR NETWORK MAJORS

01

网络专业沉浸式元学习空间

NECESSITY OF CONSTRUCTION

“元学习空间”包括“元认知”沉浸式体验平台、“元实训”虚仿仿真实训平台、“元

场景”虚仿沉浸式平台，学生通过 5G+硬件系统，沉浸到会展中心、商务酒店、智慧校园等

网络工作场景，真实工作环境、设备、工作任务等逼真呈现，满足学生专业和职业认知、专

业实训和教师研创的需求。

网络专业虚拟仿真实训基地建设必要性

高投入：学校现有网络实训室是最基础、单一型号和厂商的网络设备，实际行业应 用中的接入、汇

聚等高端设备和覆盖多厂商的网络设备，投入巨大；同时，如想完 整呈现数据中心行业应用场景，

投入巨大；

难再现：在学校现有传统实训室中，主要呈现网络设备配置，难以再现工作场景中岗位角色及网络需

求探索分析、网络规划设计、网络部署实施、网络联调测试、项目运维验收等真实工作场景中的业务

流程，难以再现网络规划设计、设备安装部署等真实项目场景中工作过程；并且，网络项目实施有严

格的时效性，难以满足学生按照教学安排进入真实项目进行实习。

难观摩：绝大部分数据中心是企事业单位的保密区域，学生难以实地、 批量观摩。元学习空间建设框架

图：网络专业沉浸式元学习空间建设框架

02

网络专业沉浸式元学习空间 “元认知”管理平台

“元认知”管理平台基于虚拟仿真技术打

造的，是关于网络技术发展历程和内容的展示

的学习平台。平台集合 VR、AR、人工智能

等技术融合三维、影视语音打造的。其中包含

网络的前世今生、网络通讯 VR 博物馆、AR

系统三大模块，采取模块化管理的形式。学生

可通过管理平台自主操作和体验相关内容，实

现了“突破时空限制，在互动和探索中学习”

目的。

图：“元认知”管理平台

网络前世今生体验系统

《网络的前世今生》主要展现了网络发展历史，其中包含了烽火狼烟、骑马送信、无线电

报、步话机、手持式电台、中继器、集线器、交换机等内容，为体验者介绍网络发展历史。影

片采用三维动画、二维动画、传统视频、画面等多种展现形式。生动形象地诠释了主题内容，

为学生提供丰富的视听体验，潜移默化地感受和了解网络发展史。

03

网络专业沉浸式元学习空间

网络发展史 VR 沉浸式虚拟体验博物馆

基于网络通讯发展过程所涉及的硬件迭代更新及其他使用环境等内容，采用三维建

模打造的一个网络通讯 VR 博物馆，该展馆是大的元宇宙平台里的一部分，其中元宇宙

平台包含会议、社交、数字展厅、数字虚拟人、文旅、科普教育等。

网络通讯博物馆里有网络通讯发展的上百减硬件设备展示、交互、学习。沉浸式交

互体验学习有利于让学生培养自我探索、自我学习的习惯，化被动为主动。博物馆配备

有展品三维模型、图文信息等多种形态展示内容。

NETWORK DEVELOPMENT HISTORYVR IMMERSIVE VIRTUAL EXPERIENCE MUSEUM

网络技术 AR 数字展馆

通过 AR 技术，将网络技术专业相关硬件设备及其

他文化知识融合在一个系统内， 体验者只需打开手机摄

像头识别图片、实物，就可以与屏幕里的三维内容交互，

如放大、缩小、拖拽、打字等交互。采用虚拟人作讲解。

达到寓教于乐的目的。

11

04

网络专业沉浸式元学习空间

“元实训”网络规划设计数字孪生云实训系统

“元实训”网络规划设计数字孪生云实训系统基于虚拟数字人、智能语音、视频、智能

视觉、语义分割与理解、三维重建等技术手段，实现路由交换类、无线网络类、操作系统类、

网络安全类任务，为学生提供沉浸式的实训体验，更有利于培养学生的独立解决问题能力和

综合职业素质的养成。体验者可以通过选择操作，如同在一个真实项目和流程进行学习。

“元实训”管理平台

通过 “元实训”管理平台基于

数字孪生技术打造的，有元实训相关

内容的展示和学习平台。平台在内容

呈现上结合数字孪生、三维重建、影

视语音、视频等技术，融合为网络规

划设计项目场景展现形式，采取模块

化管理的模式加以管理。学生可通过

管理平台自主操作和体验相关展示

形式和内容，实现“突破时空限制，

在互动和探索中学习”的目的。 图：“元实训”管理平台

05

网络专业沉浸式元学习空间 “元实训”网络系统部署虚拟仿真实训系统

“元实训”网络规划设计支持各种标准网络协议，能够与实物网络互联互通，获得的试

验结果数据真实可靠。虚拟网络平台工作原理科学先进，构建的网络虚拟化环境符合欧洲技

术标准局（ETSI）架构，综合利用了网络功能虚拟化（NFV）、软件定义网络（SDN）、大

数据、数字孪生和虚实互联等技术，平台性能价格比极高，并且具有构建灵活且速度快，维

护成本低且应用服务质量（QoS）有保证等优点。

平台应用案例

建立数字孪生 NFV 企业网 网络设备或系统的虚拟测试环境 网络攻防演练

本平台功能，能够构建与实际企业 网等价的

数字孪生 NFV 企业网。由于 NFV 企业网结构、

技术、协议、应用等于 企业网完全等价，原先哪

些不便在企业网上进行的操作如可靠性评估、路

由调整、链路扩容、新应用测试等，就能够在 NFV

企业网进行，并能够得到可信的数据。中间窗口

展示了一个具有 7 个主干路由器的虚拟主干网，

通过向该主干网注入用户流量，就能呈现出该网

络的性能情况。通过改变某个链路、路由器的状

态或路由，就能改变该网络的流量分布并在旁边

的小窗口展现相应的性能分析结果。

测试新网络设备或系统需要搭建网络测试环

境，有时因为投资巨大、周期漫长或难以保证网络

可靠安全而不可行或代价过高。图 3 给出了一种

可行的方法，由平台定制虚拟网络提供测试资源与

环境，采用虚实互联技术将被测试的设备或系统用

RJ45 线缆与平台接口相连，就能够得到与实际网

络测试环境等价的测试结果。

下图是虚拟网络平台进行网络攻防研究的一

个示例，在这个 DDoS 攻防应用的可视化界面中

有多个窗口以观察、分析、呈现关键数据，如攻

击效果、流量分布等。其中的网络路由器、主机、

C&C 和傀儡机等设备都具有标准和真实的功能，

实体间通过网络协议交互；平台分析、处理与显

示俘获的关键数据，利用大数据技术存储和检索

海量数据；平台可重新定义或改变网络结构、定

义攻击模式和攻击流量等，使在互联网上难以分

析研究的网络应用变得易于管控、方便定量分析。

06

网络专业沉浸式元学习空间 “元场景”管理平台

平台具有教学人员、组织、VR 教

学内容、VR 教学实训、VR 教学数据

等模块。对 VR 教学内容、VR 教学实

训、VR 教学数据等呈现时都须支持

3D 呈现，具体包括 3D 文字、3D 模型、

3D 数据，其中 VR 教学内容、VR 教

学实训在管理平台的简介须同时支持

2D 文字配 3D 模型方式与 3D 文字配

3D 模型方式，3D 模型须可沉浸式体

验。图：“元场景”管理平台

特定场景沉浸式演练系统，必须嵌入到沉浸式演练平台中使用。该系统基于 Unity3D 引擎开发，

再现会展中心网络、商务酒店网络、智慧校园网络等行业场景的网络规划与部署工作流程，通过“网

络需求探索分析”、“网络规划设计”、“网络部署实施”、“网络联调测试”、“项目运维验收”

五个模块让学习者身临其境地学习，可在 Windows 操作系统中运行，基于虚拟数字人、智能语音、

视频、智能视觉、语义分割与理解、三维重建、三维空间识别与追踪、三维实时定位等技术，实现

复杂空间场景和精细空间场景的沉浸式 3D 学习体验。各场景有多个虚拟角色进行互动，配备有资

源池，并有一定的容错路径，选择不同的操作会产生不同反馈结果，可测试学生是否掌握正在的知

识点。

“元场景”虚仿沉浸式演练系统

07

网络专业沉浸式元学习空间

通过会展中心网络项目的学习，为学生提供

沉浸式的实训体验，让学生近距离的感受 VR 技

术的“临境、交互、感知”特性，强化学员感受，

丰富趣味性，打破思维惯性，让学生在会展中心

虚拟仿真实训项目中模拟实战，学习会展中心网

络整体工作流程，会展中心虚拟仿真实训项目匹

配有三维模型动画展示、二维动画模拟、图文信

息介绍等多形态的展示内容，同时实训内容匹配

网络专业核心课程，让学生在虚拟场景的操作流

程中掌握网络核心专业课程。

通过商务酒店网络项目，为学生提供沉浸式

实训体验，让学生声临其境的感受虚拟商务酒店

现场网络工作流程。学生可以通过实训网络整体

工作流程，如同在一个真实项目和流程程进行学

习，匹配有三维模型动画展示、二维动画模拟、

图文信息介绍等多形态的展示内容，同时实训内

容匹配网络专业核心课程，让学生在虚拟场景的

操作流程中掌握网络核心专业课程。

03 会展中心网络沉浸式演练系统

02 商务酒店网络沉浸式演练系统

以学校的教学楼、实训楼和计算机学生宿舍

为项目综合实战项目资源，以新建和改造两种方

式来设计网络工程项目，基于课程整体架构、原

理及常用网络设备等，采用各类 VR 元素，例如

三维模型、VR 模板、三维动画、三维仿真、数

据可视化、融媒体资讯、AI 决策等，建设形成项

目实战实训 VR 教学资源，根据教学需求结合各

类交互、显示方式即可实现交互式 VR 教学。

01 智慧校园网络沉浸式演练系统

元宇宙时代助力职业院校网络专业改革创新

In the era of meta universe, help the reform and innovation of Network Specialty in Vocational Colleges网络专业虚拟仿真实训基地建设需求问卷

福建中锐网络股份有限公司

地址：福州市福州大学（旗山校区）创新科技园 8#数字福建产业技术大厦 5F

电话：0591-38201199

网站：www.zrwlkj.com.cn