VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)在高校安全教育中的應(yīng)用研究

王威 彭江泳

摘要：VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于安全教育行業(yè)，具有占地面積小、培訓(xùn)內(nèi)容豐富、重復(fù)利用性強等優(yōu)點，能夠覆蓋全校師生；與講座、演練等傳統(tǒng)安全培訓(xùn)方式相比，VR能使師生獲得更加真實、身臨其境的安全體驗，能更加充分的調(diào)動參與者的積極性。師生通過自主安排培訓(xùn)時間，學(xué)會如何發(fā)現(xiàn)身邊的安全隱患及正確應(yīng)對日常生活中遇到的各種突發(fā)事故，增強自查、自救、自護能力。本文重點分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于高校安全教育的優(yōu)勢和作用。

關(guān)鍵詞：VR（虛擬現(xiàn)實）；安全教育；高校安全

一、引言

VR（Virtual Reality），中文翻譯為“虛擬現(xiàn)實”，它是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的的計算機仿真技術(shù)，通過計算機、圖形工作站以及其他相關(guān)設(shè)備生成逼真的三維多感官環(huán)境，使參與者感覺身臨其境，同時環(huán)境也會對參與者的行為產(chǎn)生相應(yīng)反饋，從而達(dá)到人與環(huán)境的深度融合和交互。[1]目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)和領(lǐng)域，其中就包括高校教育。最初，VR在高校教育中的應(yīng)用僅僅是虛擬簡單的校園環(huán)境，師生和游客可以通過計算機，置身于簡單虛擬出來的校園環(huán)境進行熟悉和游覽，現(xiàn)在隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，應(yīng)用成本的不斷降低，VR技術(shù)已經(jīng)可以廣泛應(yīng)用于各種教育研究，如建立各種虛擬實驗室，進行化學(xué)、物理、生物實驗等等。基于VR技術(shù)強大的教學(xué)潛力和優(yōu)勢，高校的安全教育也將迎來巨大變革。

二、基于VR技術(shù)的高校安全教育模式的優(yōu)勢

目前高校內(nèi)的安全教育主要以講座、實操演練等，真正場景式的體驗實施難度相當(dāng)大，VR技術(shù)的沉浸感、交互性、想象性這三大特征極大地克服了傳統(tǒng)高校安全教育環(huán)境的限制，這有利于激發(fā)師生的學(xué)習(xí)動機，增強師生的學(xué)習(xí)體驗，實現(xiàn)情境學(xué)習(xí)和安全知識遷移。[2]

（一）提高教育力度，增強學(xué)習(xí)體驗

VR技術(shù)可創(chuàng)建逼真的場景，提供高交互高動態(tài)的設(shè)置，并在其中顯示出較高的學(xué)習(xí)力和參與度。師生對安全知識的主動學(xué)習(xí)不僅是自身對安全知識的需求，還受學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)體驗等外部因素影響。無論是自然災(zāi)害場景模擬、防恐怖襲擊，還是宿舍安全隱患排查和火災(zāi)逃生模擬等，VR技術(shù)都能將師生置身于解決真實問題的情境中。除解決問題外，學(xué)習(xí)者在VR場景中學(xué)習(xí)，往往伴隨著角色扮演。師生在學(xué)習(xí)過程中被賦予明確的角色，如正在起火的房間內(nèi)的逃生者等，強烈真實的逃生體驗讓師生能在危險環(huán)境中對自我思想有個表述，這是平常的授課和書本所不能提供的。

（二）模擬極端環(huán)境，保障演練安全

“學(xué)校在軍訓(xùn)期間舉行消防演練，一學(xué)生不慎被火燒傷面部。”“演練中煙霧過量導(dǎo)致疏散過程中大量學(xué)生吸入煙霧，出現(xiàn)休克、嘔吐、抽搐等癥狀。”消防演練出現(xiàn)的意外通常會成為熱點新聞，民眾在議論演練場景安全性的同時，又缺乏對真實災(zāi)情認(rèn)識，演習(xí)不是“演戲”，在意外真正發(fā)生的時候，煙霧還會“控制”在適當(dāng)?shù)臐舛葐幔勘M管在授課者們再三強調(diào)“逃生要訣”和滅火技巧，在龐大的基數(shù)面前，操作失誤和逃生不當(dāng)所造成的演練意外萬中也有一。與之相比，基于VR技術(shù)的安全演練模式，其中一個優(yōu)勢就是可以創(chuàng)建任何極端環(huán)境進行安全演練，授課者可以放心大膽地讓師生在虛擬環(huán)境中反復(fù)嘗試復(fù)雜的安全演練，如怎樣應(yīng)對窮兇極惡的恐怖分子和近在咫尺的火焰。即便在安全演練中發(fā)生各種不當(dāng)甚至“意外”，也不會造成實際損害后果，并可以創(chuàng)建一個評分體系，為師生每次在虛擬現(xiàn)實中的演練進行打分評價。

（三）利用有限空間，創(chuàng)造無限想像

在教學(xué)資源緊張的高校中申請一個專門用于安全教育的大型場所是非常困難的，試想建造一座涵蓋逃生、滅火、防震和防恐怖襲擊等真實演練的場所需要多大的空間，目前高校都難以實現(xiàn)。基于VR技術(shù)的安全演練模式是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)等基于虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)的一種新的模擬實訓(xùn)方式，與真實環(huán)境下的實訓(xùn)室相比，它具有利用有限空間、改善教學(xué)環(huán)境、節(jié)約辦學(xué)成本的優(yōu)勢。目前普遍一套VR系統(tǒng)的占地面積為九平方米，一間30平米的房間可以輕松容納兩套設(shè)備。

VR技術(shù)打破傳統(tǒng)安全講座中“教師講課，學(xué)生聽課”的教學(xué)思維，創(chuàng)造各種模擬環(huán)境，規(guī)避演練風(fēng)險，將學(xué)生變?yōu)橹黧w，給予他們更多的機會探索學(xué)習(xí)各類安全知識。[3]

三、VR技術(shù)在高校安全教育中的應(yīng)用

根據(jù)不同的交互程度，本研究提出VR技術(shù)在安全教育應(yīng)用中的三種交互方式：場景式交互、引導(dǎo)式交互和探索式交互。

（一）場景式交互的應(yīng)用

在場景式交互不會有太多交互，或者就式單純地通過佩戴VR設(shè)備，進行頭部的轉(zhuǎn)動，720度觀看周邊環(huán)境，師生可以在不斷切換的場景中伴隨著語音解說自動前行，以這種安全又直觀地方式了解校園環(huán)境，學(xué)習(xí)例如實驗室的安全須知、校園安保運作體系和教學(xué)樓的逃生疏散路線等內(nèi)容。此交互方式也適合無法適應(yīng)VR設(shè)備的使用和操作的師生進行學(xué)習(xí)體驗，但是VR技術(shù)還是可以為學(xué)習(xí)者提供所需的各類特定環(huán)境，在虛擬現(xiàn)實創(chuàng)設(shè)的場景中學(xué)習(xí)安全知識。

（二）引導(dǎo)式交互的應(yīng)用

引導(dǎo)式是在已有安全知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者在特定的情景下利用掌握的學(xué)習(xí)資料，通過地選擇正確做法的方式進行體驗。這種引導(dǎo)式交互操作簡單，在模擬性情景中，學(xué)習(xí)者利用VR設(shè)備手柄工具，操作類型多樣的安全模擬場景，近距離地觀察引導(dǎo)選擇后發(fā)生的現(xiàn)象，將難以描述的現(xiàn)象以更直觀的方式呈現(xiàn)出來。類似模擬安全隱患查找，在限定情況下，開展尋找安全隱患并指出問題所在，以解決成功在現(xiàn)實中查找身邊安全隱患。

（三）探索式交互的應(yīng)用

探索式交互完全是沉浸式體驗，探索式交互設(shè)計對于把學(xué)習(xí)到的安全知識理論應(yīng)用于實踐中用至關(guān)重要。在虛擬的環(huán)境中，通過各類安全知識的設(shè)計，學(xué)生利用VR設(shè)備按照自身經(jīng)驗和興趣在建構(gòu)的虛擬場景中，例如火災(zāi)現(xiàn)場、地震現(xiàn)場等，通過探險通關(guān)完成學(xué)習(xí)。例如，“地震逃生”的虛擬場景中，師生在一個正在發(fā)生地震的教室，然后通過VR設(shè)備進行一系列動作抵達(dá)安全區(qū)域，要取得成功，必須先學(xué)習(xí)了解發(fā)生地震時的逃生知識，如剛發(fā)生地震時如何躲避落石、哪些地方需要快速通過、如何正確求救等，這種基于自主活動的方法非常有效，因為師生們在其中創(chuàng)造性地學(xué)到很多知識。

四、結(jié)語

VR設(shè)備固然有各種優(yōu)點，但實際在高校復(fù)雜的環(huán)境下，購置一臺設(shè)備還只是一個開始，基于VR技術(shù)的安全教育模式應(yīng)用的本質(zhì)不在于增加新的教學(xué)工具，而在于引入新的教學(xué)方式和教學(xué)文化。如何做好教學(xué)需求與軟件設(shè)計的對接，這是VR技術(shù)教育應(yīng)用的重點和難點。我們相信，隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展完善以及與安全教育理論的深度融合，虛擬現(xiàn)實在安全教育領(lǐng)域會發(fā)揮著越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]索金濤.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高校消防安全教育系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].華中師范大學(xué)，2017.

[2]黃榮懷，鄭蘭琴，程薇（2012）.虛擬實驗及其學(xué)習(xí)者可信度認(rèn)知[J].開放教育研究，18（6）：9-15.

[3]吳學(xué)政.VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)在大學(xué)生安全教育中的應(yīng)用研究[J].中國新通信，2016，18（20）：134-135.

（浙江大學(xué) 310007）