兒童生命安全教育虛擬仿真教學(xué)的探索與實(shí)踐

摘要：生命安全教育對(duì)于兒童的健康成長(zhǎng)至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的生命安全教育方法因教學(xué)形式單調(diào)、課程內(nèi)容不充分，以及理論與實(shí)踐脫節(jié)等問題，難以適應(yīng)當(dāng)前安全教育的實(shí)際需求。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）生命安全教育在教學(xué)場(chǎng)景中展現(xiàn)出沉浸式、交互性和安全性等顯著優(yōu)勢(shì)，能夠營(yíng)造全方位、沉浸式的教育環(huán)境。2018年，洛陽(yáng)師范學(xué)院研發(fā)“小學(xué)全科教師教育虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”，對(duì)VR技術(shù)在生命安全課程中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究和分析，旨在提供科學(xué)、有效的指導(dǎo)與建議，進(jìn)而推動(dòng)教育實(shí)踐的改善與進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：生命安全教育；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；虛擬仿真教學(xué)

生命安全教育是兒童生命健康成長(zhǎng)的關(guān)鍵和重要保障。2021年10月教育部發(fā)布了《生命安全與健康教育進(jìn)中小學(xué)課程教材指南》，要求將生命安全教育相關(guān)內(nèi)容融入課程教材。虛擬仿真教學(xué)是一種有效的學(xué)習(xí)方式，它試圖建立一個(gè)沒有圍墻的中心，通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，讓教師和兒童可以不受時(shí)空的限制，共享數(shù)據(jù)信息、教學(xué)資源，同時(shí)進(jìn)行深入交流互動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的日趨成熟，為兒童生命安全教育帶來了一種全新的教育樣態(tài)[1]。

一、傳統(tǒng)兒童生命安全教育存在的問題

（一）教學(xué)形式亟待豐富

傳統(tǒng)的生命安全教育主要依賴于課堂講授、專家講座和安全演習(xí)。然而，這種“填鴨式”的教學(xué)方式往往導(dǎo)致教育形式過于單一、缺乏趣味性和交互性，從而使得大多數(shù)兒童對(duì)這類課程失去興趣。部分學(xué)校側(cè)重生命安全教育演習(xí)，而忽視其他形式的教育活動(dòng)，使得生命安全教育的內(nèi)容相對(duì)狹窄。為了提升生命安全教育質(zhì)量，需要探索更加多樣化的教學(xué)方式，以激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)熱情，并全面培養(yǎng)他們的生命安全意識(shí)。

（二）課程內(nèi)容設(shè)置不足

國(guó)家已經(jīng)對(duì)生命安全進(jìn)校園做出了相關(guān)部署和安排，并且提出把相關(guān)內(nèi)容融入中小學(xué)課程教材。然而，在具體的實(shí)施過程當(dāng)中，仍然存在課程內(nèi)容設(shè)置不足的問題。部分學(xué)校的生命安全教育內(nèi)容只是依靠班主任在班會(huì)上的說教內(nèi)容和一些安全教育演習(xí)，課程內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性、深入性。生命安全教育的內(nèi)容應(yīng)包括生命觀、安全觀教育和生命安全保護(hù)能力實(shí)踐兩大部分。由于各種原因的限制，部分學(xué)校只是進(jìn)行了生命觀、安全觀教育，鮮少進(jìn)行對(duì)生命安全保護(hù)能力的實(shí)踐教育，課程內(nèi)容表面化、膚淺化，難以起到應(yīng)有的教育效果。

（三）理論實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重

兒童生命安全教育課堂教學(xué)主要側(cè)重于大班授課的理論知識(shí)傳授，忽視對(duì)學(xué)生安全技能的訓(xùn)練與培養(yǎng)。盡管部分課程設(shè)計(jì)了消防安全演習(xí)項(xiàng)目，但由于時(shí)間、空間和安全等因素的限制，往往無法滿足兒童個(gè)性化的實(shí)踐學(xué)習(xí)需求。兒童在實(shí)際操作中難以有效掌握必要的安全技能，這反映出生命安全教育在理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用之間存在的顯著差距。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在兒童生命安全教育中的優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）以構(gòu)建與人類感官統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征，并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實(shí)體，以表現(xiàn)客觀世界的真實(shí)特征[2]。虛擬仿真技術(shù)憑借其直觀性、可操作性、可重復(fù)性的優(yōu)勢(shì)，可以使兒童在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中進(jìn)行安全、經(jīng)濟(jì)、可重復(fù)的模擬實(shí)踐操作，有助于提升生命安全教育的效率和效果，為兒童生命安全教育提供了一種全新的教育樣態(tài)[3]。

相較于傳統(tǒng)的生命安全教育方式，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的生命安全教育通過構(gòu)建一種泛在式、沉浸式的教育環(huán)境，展現(xiàn)出了其獨(dú)特的“四性”優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）沉浸性

運(yùn)用VR技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)進(jìn)行升級(jí)，能夠?yàn)榻處焺?chuàng)建一種全新的生命安全教育教學(xué)環(huán)境，為兒童營(yíng)造真實(shí)的、身臨其境的生命安全教育情境，讓學(xué)生在“安全”的教育情境中習(xí)得生命安全保護(hù)知識(shí)與技能，從而最大限度地激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)興趣，豐富兒童的生命認(rèn)知，培養(yǎng)兒童尊重生命、關(guān)愛生命的意識(shí)和保護(hù)生命安全、自護(hù)、護(hù)他的能力[4]。

（二）交互性

VR生命安全教育系統(tǒng)運(yùn)用鼠標(biāo)、鍵盤、觸屏等常見的人機(jī)交互工具，以及VR頭盔、VR眼鏡等先進(jìn)的3D交互裝置，營(yíng)造逼真的場(chǎng)景與直觀自然的互動(dòng)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)兒童與多媒體設(shè)備和生命安全教育內(nèi)容的全面交互。此方式不僅能夠增強(qiáng)實(shí)踐體驗(yàn)，還有助于提升兒童的生命安全技能。

（三）想象性

VR生命安全教育系統(tǒng)可根據(jù)兒童的操作等交互行為，推斷虛擬對(duì)象的變化結(jié)果，反饋生命安全教育信息和數(shù)據(jù)。兒童通過仿真體驗(yàn)，對(duì)反饋的生命安全教育學(xué)習(xí)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，并對(duì)錯(cuò)誤的選擇進(jìn)行校正，在此過程中，又可以獲取到更多的信息。VR生命安全教育系統(tǒng)可在“真實(shí)”的教育情境中激發(fā)兒童無限的想象力，提升兒童的自主學(xué)習(xí)能力[5]。

（四）安全性

VR技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于其安全性，兒童在虛擬環(huán)境中，在確保安全的前提下可以反復(fù)實(shí)踐。同時(shí)，系統(tǒng)將生命安全知識(shí)嵌入虛擬環(huán)境，進(jìn)行實(shí)時(shí)教育，還可讓兒童通過親身體驗(yàn)事故、災(zāi)難性后果，有效達(dá)到對(duì)其進(jìn)行生命安全教育的目的。這種多樣化的實(shí)驗(yàn)方式不僅能夠?yàn)閮和瘞韽?qiáng)烈的感官體驗(yàn)，還能幫助他們逐步認(rèn)識(shí)到生命安全教育的重要性，從而將安全意識(shí)內(nèi)化于心。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在兒童生命安全教育中的應(yīng)用

（一）VR生命安全教育

VR生命安全教育實(shí)驗(yàn)通過創(chuàng)建三維虛擬場(chǎng)景，可為兒童創(chuàng)建具有高度互動(dòng)性的火災(zāi)、地震、交通、急救、校園欺凌、食品安全等虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，以游戲、體驗(yàn)、角色扮演為主要互動(dòng)形式，有效激發(fā)兒童學(xué)習(xí)興趣，彌補(bǔ)學(xué)校生命安全教育的不足。主要有以下幾種：

1.地震小屋模擬系統(tǒng)

地震小屋是在地震平臺(tái)的基礎(chǔ)上建立的抗震小屋，旨在讓兒童體驗(yàn)室內(nèi)發(fā)生地震的情況。通過模擬地震環(huán)境，幫助兒童了解地震的危害和應(yīng)對(duì)方法。該系統(tǒng)通常包括模擬地震平臺(tái)和平臺(tái)上的房屋結(jié)構(gòu)，配備有液壓系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。通過控制系統(tǒng)，可以模擬不同震級(jí)和震波的地震效果，使兒童身臨其境地感受地震的震撼。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)向兒童介紹地震科學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)兒童對(duì)防災(zāi)減災(zāi)的認(rèn)識(shí)。

2.基于CPR虛擬技術(shù)的急救演練

基于CPR（心肺復(fù)蘇術(shù)）虛擬技術(shù)的急救演練是一種創(chuàng)新的急救培訓(xùn)方式。它利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬真實(shí)的心肺復(fù)蘇場(chǎng)景，讓兒童在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作。這種演練方式具有高度的真實(shí)感和互動(dòng)性，兒童可以身臨其境地感受急救現(xiàn)場(chǎng)的氛圍，并根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行規(guī)范的心肺復(fù)蘇操作。系統(tǒng)會(huì)對(duì)兒童的操作進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和評(píng)估，幫助他們及時(shí)糾正錯(cuò)誤，掌握正確的急救技能。與傳統(tǒng)的急救培訓(xùn)方式相比，基于CPR虛擬技術(shù)的急救演練具有不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，培訓(xùn)成本低，可重復(fù)練習(xí)等優(yōu)勢(shì)。它可以讓更多的人接受到高質(zhì)量的急救培訓(xùn)，提高他們的急救能力和自救互救意識(shí)。

3.基于VR技術(shù)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)

沉浸式VR消防安全體驗(yàn)館采用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為兒童提供了一個(gè)高度逼真的火災(zāi)環(huán)境模擬體驗(yàn)。通過佩戴VR設(shè)備，兒童可以身臨其境地感受火勢(shì)蔓延的緊迫與恐怖，從而深刻認(rèn)識(shí)到火災(zāi)的危險(xiǎn)性。在虛擬環(huán)境中，兒童需要根據(jù)火情選擇合適的滅火工具，并通過互動(dòng)操作進(jìn)行撲救。系統(tǒng)會(huì)對(duì)兒童的操作進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，幫助他們掌握正確的滅火方法和逃生技巧。這種訓(xùn)練方式既安全又高效，能夠顯著提升兒童的火災(zāi)應(yīng)對(duì)能力。

（二）VR生命安全測(cè)評(píng)

VR安全測(cè)評(píng)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高度模擬校園安全、居家安全、社會(huì)安全、戶外安全等4個(gè)維度的危險(xiǎn)場(chǎng)景，通過測(cè)評(píng)的形式能夠快速檢測(cè)兒童的安全盲區(qū)，檢驗(yàn)兒童的應(yīng)急反應(yīng)能力，增強(qiáng)兒童的安全意識(shí)，形成安全應(yīng)用能力。安全測(cè)評(píng)覆蓋6大主題（火災(zāi)、地震、交通、防溺水、預(yù)防傳染病、垃圾分類、拒絕毒品）、14個(gè)領(lǐng)域、總計(jì)60余種潛在安全問題。采用隱患排查、趣味答題、VR全沉浸情境化考核等多樣的測(cè)評(píng)形式，貼合兒童生活經(jīng)驗(yàn)，符合青少年身體、心理的發(fā)展特點(diǎn)，有助于全面檢測(cè)兒童的安全知識(shí)和安全意識(shí)。VR生命安全測(cè)評(píng)結(jié)束，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成詳盡的安全體檢報(bào)告，有助于教師和家長(zhǎng)分析兒童生命安全教育的薄弱環(huán)節(jié)，從而掃清安全教育盲點(diǎn)，有針對(duì)性地提升兒童的安全能力，從而形成生命安全教育的家校共育合力。

（三）基于VR技術(shù)的生命安全教育教學(xué)過程

在基于虛擬仿真技術(shù)的生命安全教學(xué)過程中，首先要明確和尊重兒童的“四者”角色地位，即兒童是思考者、探究者、合作者和評(píng)估者[6]。在尊重兒童主體地位的基礎(chǔ)上，利用虛擬仿真技術(shù)，結(jié)合生命安全教育的內(nèi)容和要求，著力構(gòu)建基于虛擬仿真技術(shù)安全教學(xué)的“A-E-E”模式。“A-E-E”模式將實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)階段，即兒童需通過“分析（Analysis）”－“探究（Experience）”－“評(píng)價(jià)（Evaluate）”完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。在安全教育實(shí)驗(yàn)中，兒童在掌握生命安全教育基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也能夠提高五項(xiàng)能力，即自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐探究能力、問題解決能力、評(píng)價(jià)反思能力，以及創(chuàng)新操作能力。“A-E-E”模式的具體流程如下。

實(shí)驗(yàn)前：教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，通過虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)將學(xué)習(xí)任務(wù)、探究需要的學(xué)習(xí)資源分發(fā)給兒童。兒童需要自主完成本實(shí)驗(yàn)涉及的基礎(chǔ)理論的預(yù)習(xí)，確定小組成員和具體分工，分析實(shí)驗(yàn)任務(wù)，查閱整理資料，形成初步的實(shí)驗(yàn)方案和問題解決思路。

實(shí)驗(yàn)中：兒童在教師的指導(dǎo)下明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，自主開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，合作探究遇到的難題。教師進(jìn)行課堂體驗(yàn)式教學(xué)，利用管理平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控兒童實(shí)驗(yàn)的完成情況，對(duì)兒童遇到的問題進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)，從而促進(jìn)兒童順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并在此過程中提高兒童的實(shí)踐探究能力、協(xié)作交流能力等。

實(shí)驗(yàn)后：兒童就遇到的問題解決方案進(jìn)行討論分享，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，開展自評(píng)互評(píng)。教師對(duì)小組、小組成員開展學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)完成情況進(jìn)行總結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及的基礎(chǔ)知識(shí)和技能進(jìn)行拓展延伸。對(duì)于部分疑難點(diǎn)，兒童課下仍然可以反復(fù)利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行自由練習(xí)與任務(wù)實(shí)訓(xùn)，提高問題解決能力。

（四）兒童生命安全教育VR教學(xué)效果與反思

生命安全虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高仿真性、可調(diào)節(jié)性、可重復(fù)性、可試錯(cuò)性等特點(diǎn)，能有效激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)興趣、提高兒童的學(xué)習(xí)參與度、增強(qiáng)兒童對(duì)生命安全知識(shí)的理解和掌握、提高兒童運(yùn)用生命安全知識(shí)的能力[7]。首先，VR技術(shù)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的局限，滿足了“00后”“10后”兒童對(duì)新技術(shù)、新形式的好奇與追求，有效激發(fā)了他們參與生命安全教育的積極性。其次，VR實(shí)驗(yàn)通過提供沉浸式體驗(yàn)，使兒童能夠親身觀察、操作，并與他人合作學(xué)習(xí)，從而深化了對(duì)危機(jī)事件發(fā)生因果模式及作用過程的理解。這種探索性的學(xué)習(xí)方式不僅激發(fā)了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，還強(qiáng)化了兒童對(duì)安全知識(shí)的記憶與掌握。最后，VR技術(shù)通過引入畫面、聲音、動(dòng)畫等多重感官體驗(yàn)，最大程度地展現(xiàn)了生命安全教育的內(nèi)容細(xì)節(jié)，使兒童能夠在虛擬世界中主動(dòng)探索、學(xué)習(xí)并應(yīng)對(duì)危機(jī)事件。高度仿真的學(xué)習(xí)過程促使兒童將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提升了他們解決復(fù)雜問題、面對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的能力。

（五）兒童生命安全教育VR教學(xué)實(shí)施建議

1.構(gòu)建生命安全教育特色的虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)日益成熟。將虛擬仿真教學(xué)技術(shù)與生命安全教育有機(jī)結(jié)合，可通過虛擬環(huán)境的集成、VR技術(shù)的調(diào)控、系統(tǒng)軟件的開發(fā)、模型實(shí)體的建構(gòu)等創(chuàng)設(shè)具有生命安全教育特色的虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，體現(xiàn)VR生命安全教育得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

2.開發(fā)符合兒童年齡興趣的虛擬仿真教學(xué)游戲

不同年齡階段的兒童有不同的情感興趣。虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)支持用戶根據(jù)兒童年齡調(diào)節(jié)游戲的難易程度，并可根據(jù)兒童的興趣選擇人物形象，從而激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)興趣，讓兒童在游戲中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中游戲。這不僅有助于增加兒童的學(xué)習(xí)興趣，還能使兒童掌握生命安全技能，從而大大提高教學(xué)效果，進(jìn)而使兒童達(dá)到樂學(xué)、好學(xué)、善學(xué)、勤學(xué)的目的。

3.采用理實(shí)結(jié)合的生命安全教育演練教學(xué)模式

基于生命安全教育理論，借助虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，采用混合式的知識(shí)與應(yīng)用的虛擬仿真教學(xué)模式，能夠使兒童全方位地接受生命安全教育，促使兒童內(nèi)化生命安全教育理論知識(shí)，外化生命安全教育實(shí)踐能力。

4.合理使用線上線下的生命安全教育教學(xué)系統(tǒng)

VR生命安全教育可與線上線下交互式教學(xué)相結(jié)合。從輸入個(gè)人信息系統(tǒng)，到著手進(jìn)行線上理論知識(shí)的板塊式學(xué)習(xí)，到最終的成績(jī)考核，都可通過線上教學(xué)的方式進(jìn)行。教師可以采用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行生命安全教育虛擬仿真教學(xué)。在線下課堂，教師可使用PPT課件、投影播放動(dòng)畫等多媒體手段，進(jìn)行理論指導(dǎo)。同時(shí)，教師可使用3D虛擬仿真教學(xué)進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，以此進(jìn)行線上線下交互式的翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)現(xiàn)生命安全教育的提質(zhì)增效。

四、結(jié)束語(yǔ)

生命安全教育著力培養(yǎng)兒童的生命安全意識(shí)、思維、能力與素養(yǎng)，是解決兒童生命安全問題的治本之策。在尋求優(yōu)質(zhì)的生命安全教育教學(xué)路徑時(shí)，應(yīng)緊密圍繞兒童的生命需求，科學(xué)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不斷創(chuàng)新和優(yōu)化教育教學(xué)方法。以線上線下的交互式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，構(gòu)建全方位、多元化、模塊化的生命安全教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，全面加強(qiáng)生命安全教育的實(shí)效性，為每一個(gè)生命的精彩綻放保駕護(hù)航。

作者單位：趙丹妮 韓曉琴 張玉豪

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