警察院校課程實訓教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用研究

王天瑞

關(guān)鍵詞：警察院校課程；實訓教學；虛擬現(xiàn)實技術(shù)

0 引言

高職教育是以技術(shù)運用、技能訓練為主，以提高學生的動手、操作、處理問題的能力為重點的教育。近幾年，警察類高職院校課程實訓教學手段發(fā)展迅速，實訓設(shè)備條件也變得更加完善。但在當前的警察院校課程實訓教學中，仍然存在一些不足，例如復雜的、逼真的、高危的訓練場面難以實現(xiàn)，實訓課程覆蓋率較低等，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以很好地彌補這些不足[1]。高職警察院校課程培養(yǎng)的是實用型、技術(shù)型人才，對實訓課程的創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性提出了更高層次的要求，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在其中發(fā)揮著更多作用。

1 警察院校課程實訓教學現(xiàn)狀

1） 實訓學時普遍不足。目前我國警察院校在實習過程中，由于實習環(huán)境的限制，實習過程中很難對實際工作進行全面的體驗，導致實習質(zhì)量不高。具體而言，當前警察類高職院校實訓教學主要有企業(yè)實訓、校內(nèi)實訓兩種方式。在這些實踐活動中，大多時候都是在期末或者是在畢業(yè)之前進行，實際訓練課時所占比例過低，不能有效地組織學生對各項專業(yè)技能展開全面、細致的操作，實踐活動的結(jié)果普通[2]。

2） 實訓場地或訓練設(shè)備受到限制。警察院校的專業(yè)中，多數(shù)校外實訓場地涉及司法所、矯正中心、強戒所等涉密場所，這些場所因其特殊的工作性質(zhì)以及地理位置造成學生實習實訓協(xié)調(diào)、交通、技能掌握受限，校外實習受眾面較小。而校內(nèi)實訓場地更新?lián)Q代較為緩慢，不能跟上時代步伐，沒有配備最先進的訓練設(shè)施，學生無法進行相應的實踐訓練，訓練的內(nèi)容與第一線的實際情況有較大出入。而且不是所有的學生都能參加實踐訓練，大部分學員都是以“小組”的方式進行，使得實際的訓練變得空洞。

3） 缺乏對學員進行高危作業(yè)的培訓。警察類院校的實訓教學內(nèi)容具有一定的危險性，比如警械器具使用等作業(yè)如果在實訓室中進行有關(guān)的實際操作，那么很有可能會引起一些安全問題。在實訓過程中，實訓指導教師往往只關(guān)注于參觀和撰寫報告，實訓的質(zhì)量并不高，效果不理想。

2 警察院校課程實訓教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的現(xiàn)狀和優(yōu)勢

2.1 現(xiàn)狀

1） 投入的資金有限。當警察院校在使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時候，會對虛擬現(xiàn)實實訓教學的建設(shè)進行資金方面的投入，投資金額較大，但部分院校對于虛擬現(xiàn)實實訓室的建設(shè)資金非常有限。在一定程度上，會影響到軟硬件的建設(shè)效果，進而對實際訓練的教學效果產(chǎn)生影響，這不利于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用。

2） 器材有限。在警察院校的多數(shù)實訓場景都是需要佩戴VR頭盔使學員進入到虛擬環(huán)境中，從而達到身臨其境的目的。部分學員會有頭暈的感覺，從而影響到他們的日常工作；在一些硬件設(shè)備上，三維模型技術(shù)的運用還不夠充分，在時間、物質(zhì)、動作三個維度上缺乏真實感，使學生難以獲得身臨其境的體驗；一些硬件系統(tǒng)的響應時間過長，可靠性和實時性不高。

3） 缺乏教育資源。警察院校很多專業(yè)由于其特殊性和稀缺性，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用背景下，對教育資源進行開發(fā)的過程中存在著較大的難度，能夠購買到的教育資源非常有限[4]。

4） 教師資源缺乏。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在警察院校實踐教學中的運用還處于起步階段，教師對其認識還不夠深刻，無法將其與警察院校教學和實踐教學相結(jié)合。與此同時，要想有效地使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，就需要警察院校的教師具備一定的技術(shù)素質(zhì)。目前，部分警察院校的實訓指導教師在對虛擬實境訓練中心的軟件、硬件等方面還存在著一些問題，嚴重制約了虛擬仿真教學的發(fā)展與應用。

2.2 優(yōu)勢

1） 針對實訓情境和教學方式進行充實，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對所有操作情景進行模擬，從而有效地解決了警察院校實訓設(shè)備缺乏的問題，能夠有效地加強學生的實際操作能力，并彌補傳統(tǒng)多媒體教學的不足。警察院校在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建一個模擬平臺，建立多種實踐教學情境的仿真模型；學生可以使用智能手機、電腦、VR眼鏡等虛擬現(xiàn)實設(shè)備在被安排的虛擬環(huán)境里接受各種培訓。目前，可以將其與傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、媒體嵌入技術(shù)、3D建模技術(shù)等結(jié)合起來，擴大模擬平臺的作用，以達到對實訓教學的各種要求。

2） 保證實訓的安全性，模擬實習環(huán)境對學員沒有產(chǎn)生現(xiàn)實危害。在此基礎(chǔ)上，通過對各種危險的操作進行仿真，擴大實習的教學內(nèi)容。

3） 降低實訓費用，虛擬現(xiàn)實教學能夠降低對訓練儀器設(shè)備的維護維修以及訓練材料的消耗[3]。在此基礎(chǔ)上建立的模擬平臺的維護費用會大大降低，為警察院校節(jié)省了大量的實踐和教學費用。

4） 實踐訓練具有較大的任意性，學員能夠突破實訓教師、時間和空間的限制，挑選出自己想要提高的技術(shù)，進行實踐訓練，可以有更強的選擇和目標，進而促進學生的學習熱情。

3 警察院校課程實訓教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用對策

針對在警察實訓教學中存在的一些問題，應該從教師、軟硬件、資金和資源四個方面入手，建設(shè)高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實實訓教室，從而為學生營造高質(zhì)量的實習環(huán)境，提升實踐教學層次。

3.1 增加實習訓練資金

警察院校要增加虛擬仿真實踐教學經(jīng)費的投資，并對虛擬現(xiàn)實軟件平臺進行優(yōu)化。教育部在2018年和微軟公司簽訂了高職技術(shù)學院的聯(lián)合計劃，為我國高等警察院校的虛擬現(xiàn)實實訓基地的建立提供了可資借鑒的經(jīng)驗。以此為依據(jù)，警察院?？梢栽诤侠碛媱澖逃С鰰r與企業(yè)單位開展雙贏合作，利用企業(yè)單位的社會資本引入國外的先進儀器，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實訓練中心的目標。

3.2 引入先進的平臺系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在院校平臺系統(tǒng)中的應用是為了讓學生的實訓體驗得到提升，警察院校應該與科技企業(yè)進行更多的合作，引入先進的實訓平臺系統(tǒng)，從而將虛擬現(xiàn)實技術(shù)推廣到更多的專業(yè)實訓教學中。在此基礎(chǔ)上，針對各學科的實際情況，搭建面向各學科的實驗平臺。

針對部分實操能力要求較高的課程，比如計算機信息安全、社區(qū)矯正實務、痕跡檢驗等，在建立VR虛擬仿真訓練室的過程中，制定指導方針并對該平臺進行擴充，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實協(xié)同，為實際訓練提供硬件支撐。在擴大功能的同時，合理設(shè)定教學、5DT數(shù)據(jù)手套（增強物理真實感、智能感知學生操作）、考練（虛擬考試、教師演示）等功能，對學生的虛擬體驗進行優(yōu)化。在VR協(xié)作方面，將虛擬現(xiàn)實裝置的把手與頭盔裝置的連接進行優(yōu)化，并對其進行360°的精準跟蹤。另外，該系統(tǒng)還能實現(xiàn)多個地點的遠程協(xié)同，使分處各地的學生有能力在某段時間里完成實訓，為職業(yè)院校的實訓和教學提供了極大的便利。

3.3 強化教研工作

警察院校要根據(jù)不同的專業(yè)特征和需求，合理加強教學資源的運用，確保在所有專業(yè)的訓練項目中都能使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，這樣可以豐富實際訓練操作內(nèi)容，拓展學生的動手能力。在警察院校的教學實踐中，可以通過兩個途徑在虛擬實境中獲取教學資源。

1） 采購教材。警察院?？梢耘c技術(shù)公司進行合作，建立教學、研究基地，通過與企業(yè)的各種實習資源共享，培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)的人才?；谠撃Ｐ停煸盒？梢酝ㄟ^向企業(yè)以較低的成本購買有關(guān)專業(yè)的虛擬實境教學資源從而降低購買的成本，同時也能更好地滿足實際訓練和教學的需要。

2） 發(fā)展教育資源。為在警察院校中節(jié)約教育經(jīng)費，拓展虛擬實境教育資源，警察院校應當加強自身的學習研究，并針對不同的警察院校的教學資源進行有針對性的開發(fā)，以增強警察院校的綜合能力和有效性。在對虛擬現(xiàn)實教學資源進行開發(fā)的過程中，警察院校應該將自身的優(yōu)勢發(fā)揮到最大，對各個專業(yè)的實訓教學需求進行深入的調(diào)查，并為開發(fā)虛擬現(xiàn)實資源對專業(yè)老師進行工作安排計劃，同時與之合作，向合作企業(yè)授予向其提供項目研究成果的優(yōu)先權(quán)。在此基礎(chǔ)上，通過對教學資源的優(yōu)化構(gòu)建，對實踐教學課程體系進行創(chuàng)新設(shè)計，對虛擬教學資源進行規(guī)范和合理使用，并對實踐教學進行“虛實結(jié)合”，以保證實踐教學的常態(tài)化和持續(xù)性[5]。

4 警察院校教育教學實訓中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實踐應用實例

以虛擬現(xiàn)實訓練為基礎(chǔ)，對其在警察訓練中的運用進行歸納，并對其實施的關(guān)鍵問題進行探討，以期對高等職業(yè)學校如何更好地運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行訓練進行有益的探討。根據(jù)各專業(yè)的特征，對各種實訓教學資源進行開發(fā)，并從多個方面對虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行運用。

4.1 計算機信息安全實訓教學

網(wǎng)絡(luò)虛擬教學可以在用戶界面上進行，但也要確保仿真場景與真實場景的一致，學生要能將其中出現(xiàn)的問題當成實際問題來處理，才能獲得理想的結(jié)果。這也就對該實驗的設(shè)置提出了更高的要求，必須要有專門的人來進行綜合的情境設(shè)計，能確保實驗的真實性。而學生在實驗時，最重要的就是進行實驗的反應回饋，如果不能在虛擬實驗中得到相應的反應，那么就很難實現(xiàn)實驗的目標。教師應圍繞技術(shù)難點，精心做好網(wǎng)上虛擬教學系統(tǒng)的前期籌備與研制工作。仿真實驗要注意科學性的指導，網(wǎng)絡(luò)仿真實驗教學在展示實驗方面更加細致、生動，所以要站在學生的立場上，給他們安排由淺入深的學習過程，并在某些地方給他們留空白，讓學生去填充。計算機信息安全實訓室如圖1所示。

4.2 社區(qū)矯正宣告程序?qū)嵱柦虒W

社區(qū)矯正宣告程序的虛擬現(xiàn)實教學，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)還原社區(qū)矯正宣告的情景，用不同的任務和角色扮演來模擬整個宣告的過程，為學員們提供了可以在虛擬世界中隨時在任何地方進行社區(qū)矯正宣告環(huán)節(jié)的實習機會。為了讓每位同學都能有足夠的經(jīng)驗并投入自己的角色中去，在社區(qū)矯正宣告虛擬仿真模擬中，采用高效率、高靈活性的創(chuàng)新模式，實施個性化、自主化教學，學生自選社區(qū)矯正宣告員、書記員、社區(qū)矯正對象、矯正對象的家屬及監(jiān)護人、社區(qū)志愿者等角色進行高度仿真的體驗操作與模擬。這種教學模式更有利于培養(yǎng)學生的職業(yè)技能，使教師能夠圓滿地完成教學任務，提高學生的實際操作能力。

5 結(jié)束語

總之，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于職業(yè)教育實踐，可以有效地解決目前職業(yè)教育實踐中缺乏實驗設(shè)備和高風險操作的實習培訓問題。警察院校在提供實踐訓練經(jīng)費的問題上，增加實訓資金的投入，對平臺系統(tǒng)進行創(chuàng)新開發(fā)，對教學資源進行強化，并對專業(yè)的師資隊伍進行培養(yǎng)，從實訓平臺、實訓課程和實訓教師等方面入手。對虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行合理開發(fā)和利用，充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢，從而獲得理想的實訓教學效果，培養(yǎng)出更高質(zhì)量的應用型人才。