虛擬仿真平臺在大學生安全教育課堂改革的中應用

黃煌 穆渴心 呂文平 章瑩 羅嬡

[摘 要] 安全是教育事業不斷發展、學生成長成才的基本保障。針對大學生安全教課堂實踐需求，利用虛擬仿真和VR技術，建立學生信息系統、學習系統、安全考試考核系統、安全準入及認證系統、安全管理及大數據分析系統的大學生安全教育課堂虛擬仿真實踐平臺。實踐證明，虛擬仿真教學平臺為大學生安全教育教學的開展提供很好的支持，激發了學生興趣，提高了教學質量，學生課堂滿意度高。

[關鍵詞] 虛擬仿真;VR;大學生;安全教育;課堂改革

[基金項目] 湖北省高等學校實驗室研究項目（HBSY2018-51）

[作者簡介] 黃 煌（1982—），湖北廣水人，碩士，講師，研究方向為大學生思想政治教育;羅 嬡（1993—），湖南長沙人，碩士研究生（通信作者），研究方向為大學生思想政治教育。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）35-0168-02? ? [收稿日期] 2020-05-12

青年大學生是祖國的未來，民族復興的希望。近年來復旦投毒事件、北京交通大學實驗室爆炸事件，暴露出大學生安全教育實踐管理仍存在薄弱環節，2019年教育部印發《關于加強高校實驗室安全工作的意見》教技函〔2019〕36號指出，安全是教育事業不斷發展、學生成長成才的基本保障，要始終樹立安全發展理念，弘揚生命至上、安全第一的思想，要通過持續開展安全教育、加強知識能力培訓，持之以恒狠抓安全教育宣傳培訓。目前各大高校把主要精力投入到專業課建設中，引入虛擬仿真技術等“互聯網+”新技術元素，從而忽略了大學生安全課堂建設實踐。如何行之有效的利用“互聯網+”新技術開展大學生安全教育，成為當前大學安全教育工作者亟待解決的問題[1]，為切實推進高校大學生安全教育課堂教學改革，提高大學生安全教育課堂的趣味性和實效性，學校在大學生安全教育課堂中引入虛擬仿真技術平臺，積極探索大學生安全教育課堂的新思路，有效的提高了大學生安全教育課堂的趣味性，極大提升了大學生安全防護意識。

一、仿真平臺設計思想

虛擬仿真技術以構建與人類感官統一的完整的虛擬環境為典型特征，并通過虛擬環境集成與控制為數眾多的實體。表現客觀世界的真實特征[2]，其具有沉浸性、交互性，虛幻性、逼真性[3]，可極大地提升學生的工程實踐分析能力和創新能力。

安全教育仿真平臺由學生信息系統、學習系統、考試考核系統、準入及認證系統、管理及大數據分析系統組成。

二、仿真平臺設計

（一）平臺設計路線[4]

（二）學生信息系統

學生信息系統一方面負責收集學員基本信息如姓名、性別、班級、學號、專業、聯系方式、照片等，作為平臺學習的登錄端口。另一方面信息系統與教務處相關學分認證系統相關聯，可進行學分認定。

（三）學習系統

此學習系統主要有政策法規理論學習、虛擬仿真安全實操學習和應急情況處理虛擬仿真現實演練學習構成，政策法規理論學習主要包含政策法規、安全管理制度、應急知識的學習，分為線上微課學習和線下教師講授兩個方面，線上學員登入學習賬戶后，線上利用麥課在線安全教育進行打卡學習，微課分別從國家安全、交通及戶外安全、消防安全、實驗室安全等多方面展開，線下學習主要是教師通過動畫、視頻、PPT、虛擬仿真系統進行線下教學講授。

虛擬仿真安全實操學習主要在前期理論學習的基礎上，進行安全實操學習，運用多媒體技術、3D虛擬仿真技術手段以翻轉課堂的形勢進行虛擬實操，提高課堂教學效果。目前引入的課程主要包含安全駕駛、火災逃生演練、急救知識學習等環節構成。應急情況處理虛擬仿真現實演練，主要包含心肺復蘇虛擬仿真系統和火災逃生虛擬仿真系統。

（四）考試考核系統

通過理論學習系統進行學習后，學員進入考核系統進行測試，測試包含基礎理論理論考核和虛擬演練考試。基礎理論考試由系統隨機組成的題庫生成，包含國家安全、人身安全、消防安全等各方面，合格后，學員通過虛擬仿真系統進行安全模擬駕駛考試、火災逃生中滅火器械模擬使用、人員溺水后模擬搶救等環節進行模擬實操考試，相關考試成績進入管理系統，合格后進行下一個環節，考核不合格根據系統提示再次進入學習系統進行學習。

（五）準入及認證系統

學員通過考核系統考核合格后，通過系統數據導入，在關聯的教務處學分認證平臺進行學員的基本信息比對，對學員學習的安全課程作為公選課進行學分認定。此外根據不同的科目學習頒發相應的準入資格證書，如實驗室安全操作學習合格后可以進入相關的專業實驗室進行學習和開展相關實驗活動。

（六）管理及大數據分析系統

本系統可實現對虛擬仿真平臺的管理，主要包含信息管理系統和大數據分析系統。1.信息管理系統。包含管理員權限及管理、學員信息管理、學員電子學檔、學員考試學檔、學員準入學檔、學員意見反饋平臺等四個方面。管理系統一方面對系統自身進行管理。另一方面根據學生反饋的問題存在的問題進行及時處理和更新。2.大數據分析系統。大數據分析系統包含學員網上評教系統、學員學習電子學檔分析系統，通過網上評教系統對教師教學活動和虛擬仿真學習系統效果進行網上測評，根據學生學習效果及滿意度，反饋給教務部門、教師及系統軟件開發者。運用數據分析結果對學生的考核結果進行分析，提出問題，找出解決方案，并有針對性的進行課堂講授和虛擬仿真模擬演示，最終實現學生課堂滿意。

三、基于虛擬仿真平臺的安全教育課堂改革實施效果分析

基于虛擬仿真平臺的安全教育課堂改革在學校新生中進行試點推廣，全校新生3000余人通過微課平臺學習后直接進行考試，隨機選取三個班級進行虛擬仿真學習后在進行考試，通過對比分析，虛擬仿真平臺學習演練得到廣大師生的普遍認可，利用大數據對課堂效果進行分析，師生滿意度高。

四、結語

安全是教育事業不斷發展、學生成長成才的基本保障，是一項長期的系統工程。虛擬仿真平臺在大學生安全教育課堂的應用對于培養學生和教職員工的安全價值觀和安全文化素養具有積極的推動作用，該仿真平臺在大學生安全教育課程實踐改革中取得了很大的成功，整個安全學習都通過該平臺來完成，真實可見。通過學習，學生的對安全教育的學習興趣普遍增強，學生發現問題、分析問題、解決問題的能力得到進一步提高，對于學生的創新實踐能力培養有很好的效果。隨著本平臺的不斷深入應用，將進一步發現問題，豐富功能，完善平臺，爭取在高校中推廣實施，成為高校安全教育教學實踐的新模式，提高教學質量，最終使廣大學生受益。

參考文獻

[1]張英杰.“互聯網+”視閾下大學生安全教育模式創新研究[J].科學咨詢（科技·管理），2019（1）：89-90.

[2]AhC.S.，AhnJ.，AhnC.Electronicsand TelecommunicationsResearchInstitute[J].2015：548-551.

[3]郭燕秋，朱遠征，程平，等.虛擬仿真技術的應用進展[J].科技創新與應用，2020（01）：149-151.

[4]朱睿，方建寧，劉艷霖，等.基于虛擬仿真技術的實驗室安全準入平臺建設與探索[J].化學教育（中英文），2019（2）：78-82.