警察院校課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用研究

王天瑞

關(guān)鍵詞：警察院校課程；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

0 引言

高職教育是以技術(shù)運(yùn)用、技能訓(xùn)練為主，以提高學(xué)生的動(dòng)手、操作、處理問(wèn)題的能力為重點(diǎn)的教育。近幾年，警察類高職院校課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段發(fā)展迅速，實(shí)訓(xùn)設(shè)備條件也變得更加完善。但在當(dāng)前的警察院校課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，仍然存在一些不足，例如復(fù)雜的、逼真的、高危的訓(xùn)練場(chǎng)面難以實(shí)現(xiàn)，實(shí)訓(xùn)課程覆蓋率較低等，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以很好地彌補(bǔ)這些不足[1]。高職警察院校課程培養(yǎng)的是實(shí)用型、技術(shù)型人才，對(duì)實(shí)訓(xùn)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(shí)技術(shù)在其中發(fā)揮著更多作用。

1 警察院校課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀

1） 實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)普遍不足。目前我國(guó)警察院校在實(shí)習(xí)過(guò)程中，由于實(shí)習(xí)環(huán)境的限制，實(shí)習(xí)過(guò)程中很難對(duì)實(shí)際工作進(jìn)行全面的體驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)習(xí)質(zhì)量不高。具體而言，當(dāng)前警察類高職院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要有企業(yè)實(shí)訓(xùn)、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)兩種方式。在這些實(shí)踐活動(dòng)中，大多時(shí)候都是在期末或者是在畢業(yè)之前進(jìn)行，實(shí)際訓(xùn)練課時(shí)所占比例過(guò)低，不能有效地組織學(xué)生對(duì)各項(xiàng)專業(yè)技能展開全面、細(xì)致的操作，實(shí)踐活動(dòng)的結(jié)果普通[2]。

2） 實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地或訓(xùn)練設(shè)備受到限制。警察院校的專業(yè)中，多數(shù)校外實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地涉及司法所、矯正中心、強(qiáng)戒所等涉密場(chǎng)所，這些場(chǎng)所因其特殊的工作性質(zhì)以及地理位置造成學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)協(xié)調(diào)、交通、技能掌握受限，校外實(shí)習(xí)受眾面較小。而校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地更新?lián)Q代較為緩慢，不能跟上時(shí)代步伐，沒(méi)有配備最先進(jìn)的訓(xùn)練設(shè)施，學(xué)生無(wú)法進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐訓(xùn)練，訓(xùn)練的內(nèi)容與第一線的實(shí)際情況有較大出入。而且不是所有的學(xué)生都能參加實(shí)踐訓(xùn)練，大部分學(xué)員都是以“小組”的方式進(jìn)行，使得實(shí)際的訓(xùn)練變得空洞。

3） 缺乏對(duì)學(xué)員進(jìn)行高危作業(yè)的培訓(xùn)。警察類院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容具有一定的危險(xiǎn)性，比如警械器具使用等作業(yè)如果在實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行有關(guān)的實(shí)際操作，那么很有可能會(huì)引起一些安全問(wèn)題。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師往往只關(guān)注于參觀和撰寫報(bào)告，實(shí)訓(xùn)的質(zhì)量并不高，效果不理想。

2 警察院校課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)

2.1 現(xiàn)狀

1） 投入的資金有限。當(dāng)警察院校在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的時(shí)候，會(huì)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的建設(shè)進(jìn)行資金方面的投入，投資金額較大，但部分院校對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)資金非常有限。在一定程度上，會(huì)影響到軟硬件的建設(shè)效果，進(jìn)而對(duì)實(shí)際訓(xùn)練的教學(xué)效果產(chǎn)生影響，這不利于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用。

2） 器材有限。在警察院校的多數(shù)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景都是需要佩戴VR頭盔使學(xué)員進(jìn)入到虛擬環(huán)境中，從而達(dá)到身臨其境的目的。部分學(xué)員會(huì)有頭暈的感覺(jué)，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(yùn)用還不夠充分，在時(shí)間、物質(zhì)、動(dòng)作三個(gè)維度上缺乏真實(shí)感，使學(xué)生難以獲得身臨其境的體驗(yàn)；一些硬件系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可靠性和實(shí)時(shí)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(shí)技術(shù)的應(yīng)用背景下，對(duì)教育資源進(jìn)行開發(fā)的過(guò)程中存在著較大的難度，能夠購(gòu)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(shí)技術(shù)在警察院校實(shí)踐教學(xué)中的運(yùn)用還處于起步階段，教師對(duì)其認(rèn)識(shí)還不夠深刻，無(wú)法將其與警察院校教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。與此同時(shí)，要想有效地使用虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師在對(duì)虛擬實(shí)境訓(xùn)練中心的軟件、硬件等方面還存在著一些問(wèn)題，嚴(yán)重制約了虛擬仿真教學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用。

2.2 優(yōu)勢(shì)

1） 針對(duì)實(shí)訓(xùn)情境和教學(xué)方式進(jìn)行充實(shí)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對(duì)所有操作情景進(jìn)行模擬，從而有效地解決了警察院校實(shí)訓(xùn)設(shè)備缺乏的問(wèn)題，能夠有效地加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，并彌補(bǔ)傳統(tǒng)多媒體教學(xué)的不足。警察院校在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建一個(gè)模擬平臺(tái)，建立多種實(shí)踐教學(xué)情境的仿真模型；學(xué)生可以使用智能手機(jī)、電腦、VR眼鏡等虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在被安排的虛擬環(huán)境里接受各種培訓(xùn)。目前，可以將其與傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、媒體嵌入技術(shù)、3D建模技術(shù)等結(jié)合起來(lái)，擴(kuò)大模擬平臺(tái)的作用，以達(dá)到對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的各種要求。

2） 保證實(shí)訓(xùn)的安全性，模擬實(shí)習(xí)環(huán)境對(duì)學(xué)員沒(méi)有產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)危害。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)各種危險(xiǎn)的操作進(jìn)行仿真，擴(kuò)大實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容。

3） 降低實(shí)訓(xùn)費(fèi)用，虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)能夠降低對(duì)訓(xùn)練儀器設(shè)備的維護(hù)維修以及訓(xùn)練材料的消耗[3]。在此基礎(chǔ)上建立的模擬平臺(tái)的維護(hù)費(fèi)用會(huì)大大降低，為警察院校節(jié)省了大量的實(shí)踐和教學(xué)費(fèi)用。

4） 實(shí)踐訓(xùn)練具有較大的任意性，學(xué)員能夠突破實(shí)訓(xùn)教師、時(shí)間和空間的限制，挑選出自己想要提高的技術(shù)，進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，可以有更強(qiáng)的選擇和目標(biāo)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3 警察院校課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策

針對(duì)在警察實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，應(yīng)該從教師、軟硬件、資金和資源四個(gè)方面入手，建設(shè)高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)教室，從而為學(xué)生營(yíng)造高質(zhì)量的實(shí)習(xí)環(huán)境，提升實(shí)踐教學(xué)層次。

3.1 增加實(shí)習(xí)訓(xùn)練資金

警察院校要增加虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)的投資，并對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化。教育部在2018年和微軟公司簽訂了高職技術(shù)學(xué)院的聯(lián)合計(jì)劃，為我國(guó)高等警察院校的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)基地的建立提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。以此為依據(jù)，警察院校可以在合理計(jì)劃教育支出時(shí)與企業(yè)單位開展雙贏合作，利用企業(yè)單位的社會(huì)資本引入國(guó)外的先進(jìn)儀器，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練中心的目標(biāo)。

3.2 引入先進(jìn)的平臺(tái)系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在院校平臺(tái)系統(tǒng)中的應(yīng)用是為了讓學(xué)生的實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)得到提升，警察院校應(yīng)該與科技企業(yè)進(jìn)行更多的合作，引入先進(jìn)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)，從而將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)推廣到更多的專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)各學(xué)科的實(shí)際情況，搭建面向各學(xué)科的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

針對(duì)部分實(shí)操能力要求較高的課程，比如計(jì)算機(jī)信息安全、社區(qū)矯正實(shí)務(wù)、痕跡檢驗(yàn)等，在建立VR虛擬仿真訓(xùn)練室的過(guò)程中，制定指導(dǎo)方針并對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)協(xié)同，為實(shí)際訓(xùn)練提供硬件支撐。在擴(kuò)大功能的同時(shí)，合理設(shè)定教學(xué)、5DT數(shù)據(jù)手套（增強(qiáng)物理真實(shí)感、智能感知學(xué)生操作）、考練（虛擬考試、教師演示）等功能，對(duì)學(xué)生的虛擬體驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。在VR協(xié)作方面，將虛擬現(xiàn)實(shí)裝置的把手與頭盔裝置的連接進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)其進(jìn)行360°的精準(zhǔn)跟蹤。另外，該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)多個(gè)地點(diǎn)的遠(yuǎn)程協(xié)同，使分處各地的學(xué)生有能力在某段時(shí)間里完成實(shí)訓(xùn)，為職業(yè)院校的實(shí)訓(xùn)和教學(xué)提供了極大的便利。

3.3 強(qiáng)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(qiáng)教學(xué)資源的運(yùn)用，確保在所有專業(yè)的訓(xùn)練項(xiàng)目中都能使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這樣可以豐富實(shí)際訓(xùn)練操作內(nèi)容，拓展學(xué)生的動(dòng)手能力。在警察院校的教學(xué)實(shí)踐中，可以通過(guò)兩個(gè)途徑在虛擬實(shí)境中獲取教學(xué)資源。

1） 采購(gòu)教材。警察院校可以與技術(shù)公司進(jìn)行合作，建立教學(xué)、研究基地，通過(guò)與企業(yè)的各種實(shí)習(xí)資源共享，培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)的人才。基于該模型，警察院校可以通過(guò)向企業(yè)以較低的成本購(gòu)買有關(guān)專業(yè)的虛擬實(shí)境教學(xué)資源從而降低購(gòu)買的成本，同時(shí)也能更好地滿足實(shí)際訓(xùn)練和教學(xué)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(fèi)，拓展虛擬實(shí)境教育資源，警察院校應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)研究，并針對(duì)不同的警察院校的教學(xué)資源進(jìn)行有針對(duì)性的開發(fā)，以增強(qiáng)警察院校的綜合能力和有效性。在對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源進(jìn)行開發(fā)的過(guò)程中，警察院校應(yīng)該將自身的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，對(duì)各個(gè)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求進(jìn)行深入的調(diào)查，并為開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)資源對(duì)專業(yè)老師進(jìn)行工作安排計(jì)劃，同時(shí)與之合作，向合作企業(yè)授予向其提供項(xiàng)目研究成果的優(yōu)先權(quán)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)教學(xué)資源的優(yōu)化構(gòu)建，對(duì)實(shí)踐教學(xué)課程體系進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)虛擬教學(xué)資源進(jìn)行規(guī)范和合理使用，并對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行“虛實(shí)結(jié)合”，以保證實(shí)踐教學(xué)的常態(tài)化和持續(xù)性[5]。

4 警察院校教育教學(xué)實(shí)訓(xùn)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用實(shí)例

以虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練為基礎(chǔ)，對(duì)其在警察訓(xùn)練中的運(yùn)用進(jìn)行歸納，并對(duì)其實(shí)施的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探討，以期對(duì)高等職業(yè)學(xué)校如何更好地運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行訓(xùn)練進(jìn)行有益的探討。根據(jù)各專業(yè)的特征，對(duì)各種實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源進(jìn)行開發(fā)，并從多個(gè)方面對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。

4.1 計(jì)算機(jī)信息安全實(shí)訓(xùn)教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)可以在用戶界面上進(jìn)行，但也要確保仿真場(chǎng)景與真實(shí)場(chǎng)景的一致，學(xué)生要能將其中出現(xiàn)的問(wèn)題當(dāng)成實(shí)際問(wèn)題來(lái)處理，才能獲得理想的結(jié)果。這也就對(duì)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)置提出了更高的要求，必須要有專門的人來(lái)進(jìn)行綜合的情境設(shè)計(jì)，能確保實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)，最重要的就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)回饋，如果不能在虛擬實(shí)驗(yàn)中得到相應(yīng)的反應(yīng)，那么就很難實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。教師應(yīng)圍繞技術(shù)難點(diǎn)，精心做好網(wǎng)上虛擬教學(xué)系統(tǒng)的前期籌備與研制工作。仿真實(shí)驗(yàn)要注意科學(xué)性的指導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在展示實(shí)驗(yàn)方面更加細(xì)致、生動(dòng)，所以要站在學(xué)生的立場(chǎng)上，給他們安排由淺入深的學(xué)習(xí)過(guò)程，并在某些地方給他們留空白，讓學(xué)生去填充。計(jì)算機(jī)信息安全實(shí)訓(xùn)室如圖1所示。

4.2 社區(qū)矯正宣告程序?qū)嵱?xùn)教學(xué)

社區(qū)矯正宣告程序的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還原社區(qū)矯正宣告的情景，用不同的任務(wù)和角色扮演來(lái)模擬整個(gè)宣告的過(guò)程，為學(xué)員們提供了可以在虛擬世界中隨時(shí)在任何地方進(jìn)行社區(qū)矯正宣告環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。為了讓每位同學(xué)都能有足夠的經(jīng)驗(yàn)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(shí)施個(gè)性化、自主化教學(xué)，學(xué)生自選社區(qū)矯正宣告員、書記員、社區(qū)矯正對(duì)象、矯正對(duì)象的家屬及監(jiān)護(hù)人、社區(qū)志愿者等角色進(jìn)行高度仿真的體驗(yàn)操作與模擬。這種教學(xué)模式更有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能，使教師能夠圓滿地完成教學(xué)任務(wù)，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于職業(yè)教育實(shí)踐，可以有效地解決目前職業(yè)教育實(shí)踐中缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備和高風(fēng)險(xiǎn)操作的實(shí)習(xí)培訓(xùn)問(wèn)題。警察院校在提供實(shí)踐訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)的問(wèn)題上，增加實(shí)訓(xùn)資金的投入，對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)，對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行強(qiáng)化，并對(duì)專業(yè)的師資隊(duì)伍進(jìn)行培養(yǎng)，從實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、實(shí)訓(xùn)課程和實(shí)訓(xùn)教師等方面入手。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行合理開發(fā)和利用，充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)，從而獲得理想的實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，培養(yǎng)出更高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。