運用虛擬仿真技術輔助公安院校實踐教學探析*

◆郭麗東

0 引言

近年來，公安行業深度應用大數據、人工智能等信息技術，公安警務工作不斷探索新型技術的應用。公安一線執法發展轉型要求公安院校的教學和實訓緊跟新時代警務模式變化，結合院校優勢專業特點，大力發展優勢專業。公安院校實踐教學環節是應用和鞏固所學專業理論知識的重要環節。全國很多公安院校根據自身科研和教學評估的需求創建了一批虛擬仿真實驗室，可以將教學中實驗實訓的多個環節集合在一起進行動態模擬，解決現場實驗實訓條件不足、安全系數不高、環境模擬不易的問題，突破了時間和空間的限制，通過計算機軟硬件結合的多媒體技術使內容形象更傳神，容易激發學生的學習興趣。

警察面對復雜案件時的實戰能力正面臨許多新的挑戰和考驗，若僅靠單純的書本學習以及為數不多的幾次練習，很難滿足公安崗位的工作要求。因此，公安教育訓練應結合公安工作的特點，本著服務經濟社會穩定的需要，不斷探索、不斷開拓，運用現代化先進技術手段建立一系列以虛擬仿真技術為依托的公安類訓練項目，實現訓練由經驗型、粗放型向科技型、智能型的轉化，充分體現警察職業教育訓練所遵循的“講究實際、貼近實戰、注重實用、追求實效”的原則。

1 公安院校虛擬仿真實驗平臺的特點

1.1 專業性

公安院校的專業基本上對應公安一線執法部門設置，虛擬仿真技術在實踐教學中的應用有著獨特性和專業性。在傳統模擬實訓教學理論和實踐經驗的基礎上，聚焦虛擬仿真技術與公安專業模擬實訓深度融合應用，以現代公安職業教育信息化應用為重心，滿足公安實戰化教學能力培養的迫切需求，面向公安專業學生和一線民警開放，提高本科公安類專業實訓教學實力和教育水平。

1.2 靈活性

虛擬仿真技術搭建逼真的實驗操作環境，人們可以利用眼鏡、頭盔、鍵盤、手套等穿戴設備與計算機進行人機交互，進入虛擬世界。通過虛擬仿真類實訓項目，可以激發學生的學習興趣和創新意識。虛擬仿真技術打破了空間和時間的要求，以網絡在線開放、模擬資源共享為原則，通過網絡遠程在線教育的形式服務公安基層一線民警，加強民警的訓練。

1.3 安全系數高

公安機關工作從業者需要擁有扎實的基礎理論知識，并經過多次實戰模擬訓練，因此，公安院校專業教學活動需要大量的實驗實訓與仿真實踐。一些現實條件比較差的實訓項目可以轉為專業化模擬訓練，例如：針對重大、特大交通事故的現場勘查，警械執法的規范化使用，刑事案件犯罪現場勘查，毒品案件的查緝，等等。在虛擬仿真條件下，不同場景轉化、環境模擬比較靈活，安全系數高，可以避免操作失誤造成的人身傷害。

2 虛擬仿真技術在公安院校實訓中的優勢

2.1 實踐環境仿真度高

虛擬仿真技術在公安院校實訓課程中模擬環境主要由計算機根據實際現場生成實時動態三維立體圖像來實現，生成的模擬環境可以滿足視覺、觸覺、運動等感知需要。充分利用公安院校的理論與技術優勢，搭建與真實執法現場一致的虛擬場景，堅持問題導向的設計開發原則，堅持“用什么建設什么、缺什么建什么”的設計思路，堅持育用銜接，通過沉浸式、互動式教學，提升學警培訓學習體驗。師生通過仿真教學和模擬訓練可以深入體驗公安一線業務，完成理論與實踐訓練的同時，提高學生的整體素質，彌補實際教學的不足。

2.2 教學模式創新

在過去傳統的公安實踐教學中，模擬實際場景需要建設大量的建筑物并設置內部環境，但高校沒有充足的經濟實力把一線遇到的場景都建設出來，導致學生對相關執法實訓認知理解不深，而且設備維護和淘汰的費用較高。在虛擬仿真實驗實訓中，學生可以在條件設置模塊下創新性地對實訓內容進行探究，自我創新實驗環節和實驗內容，既可以驗證實驗，又可以發揮想象力，自身的體驗感和獲得感更好。個性化的實驗實訓條件可以有效提升教學質量，提升實驗室利用效率。

2.3 實訓項目創新

虛擬仿真技術可以通過穿戴設備來操控虛擬場景，可以實現多種場景的自由切換，學生可以根據需要對場景進行重新建模，降低設備維護成本。以虛擬仿真技術在公安院校交通管理工程專業的應用為例，利用公安交通管理部門在道路交通控制中遇到的熱點問題，把重點路口、路段、區域在仿真平臺上進行精細化建模，對控制方案進行仿真優化設計，和實際道路控制方案對比，解決了以往實訓參觀教學講解不深、學生理解不透的問題，加深了學生對道路交通控制理論和技術的理解。

虛擬仿真技術可以把不同的案件偵查現場和要求虛擬展現處理，改善現場勘查實訓安全性不足的情況，針對不同專業的學生需要具備現場勘查能力的等級不同設置偵查現場，使學生畢業前均能按要求了解掌握現場勘查的基礎理論知識，具備一定的現場勘查能力。

2.4 教學科研創新

虛擬仿真實驗教學是學科專業與信息技術深度融合的產物，實踐項目的開發和教學應用要求教師深入一線實戰現場掌握第一手資料，要求教師具備較強的信息化應用意識和能力。虛擬仿真實驗教學為促進教師創新公安專業實踐教學模式、開展公安實戰領域熱點與難點問題研究搭建了良好的平臺，對于提升教師教學科研素養具有重要的促進作用，對樹立公安類專業實訓教學品牌、本科教學合格評估都具有重要作用。

3 加強公安院校虛擬仿真教學的建議

雖然虛擬仿真實驗實訓的優勢和創新點很多，但其局限性也十分明顯，虛擬仿真實驗實訓的真實性、實操性相比實體性實驗室有一定劣勢，公安一線實戰環境和現實執法條件在虛擬仿真中無法完全模仿。遵循“能實不虛”的原則，在實際條件允許的情況下，盡量把基礎性、理論性、實際性較強的實訓項目實施現場實際教學、現場實訓。

3.1 堅持“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則

基于練戰一體化要求，公安院校公安專業相關課程要求學生具備面向實戰的技能和一定的創新能力。所以，為了能夠讓學生及時掌握專業課程，在教學實踐中采用實體實訓和虛擬仿真技術模擬實踐操作相結合的方式，增強學生對理論知識的理解和解決實際問題的能力。仿真實驗室教學資源和實訓項目與公安實戰部門緊密結合，是傳統實訓教學的補充。

公安院校虛擬仿真實驗平臺基于虛擬現實和大數據技術，通過微觀交通仿真軟件建立虛擬仿真實驗環境，應用仿真交互機制實現大規模交通數據獲取和動態、協同的對象控制，引入仿真實驗管理方法使師生在仿真環境中輕松實現偵查學、治安學、刑事技術、交通管理等課程的教學實驗、理論驗證和實驗成果展示。同時，平臺支持與實物穿戴設備進行人機交互，通過網絡進行模擬訓練。學生可以根據系統模塊，在情境模擬中重設模擬環境，對實驗或者實訓內容進行探究，不必考慮公安現場實戰環境中的意外情況，調動參與實驗的積極性和學習動力，激發創新意識，提高創新能力和實踐能力，有效彌補理論教學的不足，提升實踐教學的能效。

3.2 加強信息化建設，建模統一

虛擬仿真技術在公安專業的應用需要計算機技術和公安業務跨專業背景，公安院校要把虛擬仿真技術應用納入學校整體信息化建設規劃中，重點布局不適宜現場實訓的教學項目，如辦案流程的規范化、射擊訓練、跨警種協助等。虛擬仿真使用需要虛擬場景的支撐，也就是現實建模，根據實訓教學的需要建立合適的模型，專業不同、教學目的不同，實訓項目也不一樣。公安院校要根據不同的實訓項目構建不同的實訓模型，模型設置要充分考慮不同需求的融合。同時，在虛擬仿真技術與公安院校專業課程融合中，實訓項目需要結合專業特色和實訓場所環境，發揮虛擬仿真實驗室的實訓作用。

3.3 加強虛擬仿真平臺開發共享

在虛擬仿真實驗中，虛擬場景模擬是關鍵。在實訓教學中，不同公安專業教學類型的教學目的不同，仿真實驗室教學資源和實訓項目與公安實戰部門緊密結合，一些實訓項目應作為傳統實訓的補充，而不是成為擺設。通過基礎能力、專業能力、創新能力層級培養，提高實訓項目精心設計程度，把實踐教學項目虛擬化，提高實訓項目的創新度和融合度。

全國公安院校可以合作開發實訓平臺，構建公安系統內共享的職業技能實踐教學資源中心，服務公安工作，滿足公安隊伍正規化、職業化、現代化建設的需要。實訓項目堅持在線開放、資源共享的原則，通過遠程在線教育的形式服務公安基層一線民警，及時更新虛擬仿真模塊，提高優質虛擬仿真項目的利用率。在一定范圍內推動公安一線部門與學院共建共享虛擬仿真教學平臺建設。

4 結束語

虛擬仿真技術是公安院校警務人才培養的基礎，對培養公安專業學生的動手能力、創新能力和綜合素質，深化公安教育實驗教學改革，加強實踐教學環節，全面提高公安教育質量具有極大促進作用。虛擬仿真技術還在發展階段，公安院校應該結合優勢學科發展，結合練戰一體化要求，把虛擬仿真技術作為實踐教學的補充，增強實踐教學的科技含量和實際效果。