虛實結合、四位一體的安全防范技術專業課程體系化建設

羅婷婷，葉瑞輝，余 磊

（1.浙江安防職業技術學院，浙江 溫州 325016；2.安防工程技術研究所，浙江 溫州 325016）

1 專業課程背景及現狀

1.1 專業課程背景

新科技蓬勃發展，新興產業不斷涌現，經濟結構和社會形態調整重塑，都對中國職業教育發展提出了新的挑戰和要求[1]。職業教育自身要實現高質量發展，必須高質量發展實訓、實踐環節，而傳統的實訓、實踐環節面臨著高投入、高損耗、高風險，以及實施難、觀摩難、在線難等實習中的困境。且各課程傳統實訓室均是單獨針對某一門課程建設的，課程之間較難實現共享實訓室，導致建成后的實訓室利用率不高。如何在傳統的實訓、實踐環節上結合信息化技術，開展實驗教學模式創新，實現實訓室多門課程共享已成為當前高校實驗室建設和發展的重要研究方向[2-3]。

“智能化工程設計”“綜合布線”“智能視頻監控技術”“入侵報警與出入口控制技術”作為安全防范技術專業4 門專業核心課程，無論以后是從事技術支持崗位、智能化項目工程師還是網絡工程師都離不開這4門課程的相關知識與技術。這4 門專業核心課程具有很強的實操性，培養的安防專業人才能夠從事智能化工程的設計、施工、測試、驗收等工作，能夠勝任各類安防企業技術服務、安防設備調試、檢修等相應崗位。4 門核心課程均需在智能樓宇上進行操作且均已建好傳統實訓室，但類似“綜合布線”課程中的建筑群子系統施工等具有較高的風險，不適合進行實景教學。因此，如何進行安防專業課程體系改革，提高整體的教育質量，使得學生能夠更好地掌握4 門核心課程專業知識及技能，是一個亟需解決的問題。

1.2 存在的問題

安防防范技術專業作為浙江安防職業技術學院的特色專業，很多專業核心課均具有自己的實訓室，但各實訓室之間很難進行共享，導致實訓室利用率較低等問題。同時因本專業4 門核心課程均需要在智能樓宇上進行，在傳統實訓室中有些操作因具有較大的危險性，不利于學生直接操作，但若是直接采用理論講解，職業院校學生又普遍存在空間想象能力較差的問題，不利于學生直接理解掌握。因此，要采用虛擬現實技術。當然，并不是所有的實踐環境都需要虛擬仿真，也不是所有的實踐實訓環境都可以通過虛擬仿真來解決，需要將傳統實訓室與虛擬實訓相結合，以虛助實，虛實結合，通過虛擬仿真技術解決實踐教學中“三高三難”問題，解決“講不清、下不去、動不得、看不見、難再現”這5個方面的問題。

虛擬現實不僅僅只能用于實訓，也可以用于日常教學，讓學生對一些較難理解或日常生活中較難接觸到的知識點有更直觀的認識，如豎井。同時，也能邀請教職工或企業單位來校進行虛擬現實技術或專業相關技術的培訓。除此之外，因智能樓宇涉及消防安全、防雷防電等方面的設計，可在虛擬現實平臺中增加本塊知識點，通過沉浸式體驗施工安全、消防安全等過程，切實提高學生安全意識。因此，針對安全防范技術專業，提出了基于虛擬現實技術，實現實訓、教學、培訓和科普四位一體，虛實結合的課程體系化建設。

2 相關工作

在眾多信息化技術中，以仿真、虛擬現實技術和多媒體為核心的虛擬實驗已經被廣泛應用于實訓、實踐教學中，從而對傳統的實訓、實踐教學起到輔助、部分替代甚至全部替代的作用[4-5]。學生可以像在真實的環境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果基本等價于在真實實驗環境中所取得的效果。虛擬實驗室是建立在虛擬實驗環境之上，注重實驗的仿真性和交互性，學生可在仿真平臺上進行模擬操作并獲得相應的數據結果[6-7]。國外學者SOLIMAN 等[8]提出用Lumion 搭建虛擬現實實驗教學平臺，EIRIS 等[9]將虛擬現實實驗教學平臺應用于建筑行業內計算施工危險指數和面向客戶進行交互體驗。

對于安防專業建設，已經有很多學者進行了研究。孫敏等[10]提出通過引入“1+X”證書制度，構建相對完善、合理、科學的課程體系，使學生在理論教學與實踐教學體系的指導下系統掌握安防專業技術，完成職業技能等級證書考核，提高學生的就業競爭力。

3 虛實結合、四位一體課程體系建設

本文提出的虛實結合、四位一體的安全防范技術專業課程體系化建設，是將虛擬現實技術與傳統實訓室結合，構建“智能化工程設計”“綜合布線”“智能視頻監控技術”“入侵報警與出入口控制技術”4 門核心課程虛實結合的體系，實現實訓、教學、培訓和科普四位一體的課程體系建設。具體建設方法如下。

融合安全防范專業4 門核心課程教學內容。根據專業人才培養方案及各課程的課程標準，梳理核心課程的課程性質、目標和內容，將需要通過虛擬現實教學的課程內容及具有交集的課程內容梳理出來，建立課程體系。

以虛助實，虛實結合教學方法設計。將4 門核心課程中必須使用虛擬現實技術教學的內容抽離出來，組成一個虛擬現實教學資源庫，并設計相關虛擬現實教學模擬情景。而將網線制作、光纖冷接等必須進行實操的實訓操作內容分離出來，組成實地操作內容。將2 部分內容進行結合，讓學生在通過虛擬現實直觀地認識樓宇結構并進行虛擬操作的基礎上，再進行實地操作，以虛助實，虛實結合，加深學生的理解，同時也能彌補部分無法實地操作的實訓問題。

一“虛”多用，四位一體。除了將虛擬現實技術用于教學和實訓之外，還能用于社會培訓。無論是安防專業還是建筑專業，甚至是設計專業都需要學習智能樓宇的相關知識，因此，可以將智能樓宇的虛擬現實技術用于社會培訓，為社會服務。同時，智能樓宇涉及消防安全、施工安全等方面內容，亦可作為科普內容，進行安全宣傳，提高學生的安全意識，從而實現一“虛”多用，四位一體的課程體系建設。

3.1 梳理專業課程體系

本文根據浙江安防職業技術學院安全防范技術專業的專業人才培養方案及各課程的教學資料，梳理課程對應的教學內容，以智能樓宇為基礎，將具有共性或相互間有一定聯系且傳統實訓室無法直接進行操作的內容融合起來，形成虛擬實訓內容。

智能樓宇虛擬技術知識體系如圖1所示。將綜合布線的智能建筑、垂直干線系統等內容與智能化工程設計的智能化系統、通信自動化等內容，入侵報警與出入口控制技術中的入侵報警系統、門禁系統等內容，智能視頻監控技術中的不同場景的視頻監控、實況接入等內容融合到一套的智能樓宇虛擬仿真平臺上，學生可在平臺上進行相關理論知識的學習并進行虛擬仿真操作，且所學內容之間具有一定的聯系，有利于學生對整個課程體系進行理解。

圖1 智能樓宇虛擬技術知識體系

3.2 虛實結合課程體系

用虛擬現實技術將虛擬實訓內容呈現出來，可供學生學習并進行一些具有一定危險性且不適合實際場景中操作的實訓，同時與每個課程傳統的實訓室結合，將傳統實訓與虛擬技術相結合，構建虛實結合的課程體系。讓學生在用虛擬技術學習整個項目的內容和部分操作之后，再進行傳統實訓操作，有利于學生系統化學習知識點，且讓學生對學習內容有了更直觀的認識，同時能夠提高學生的自信心及學習興趣。虛實結合課程體系部分內容如圖2所示。將各課程傳統實訓操作內容與需用虛擬現實技術構建的虛擬場景和操作 進行一一對應，實現傳統實訓與虛擬技術相結合。

圖2 虛實結合課程體系部分內容

3.3 校企合作，共建共享，四位一體

與企業合作共同開發專用虛擬仿真平臺，學校教師提供教學所需要的場景資料，如建筑圖、各結構剖析圖等，企業人員與教師共同合作開發出智能樓宇虛擬仿真軟件，實現校企合作，共建共享。

智能樓宇虛擬仿真軟件可用于安全專業4 門核心課程理論知識的教學，同時亦可用于危險性較高的實訓操作。除此之外，還可以在培訓及科普上進行應用。培訓上，可為本校教職工提供專業技能培訓，為學生提供“1+X”技能認證培訓，為綜合布線、智能化工程設計等崗位對應的公司人員提供技能及業務培訓，也可為兄弟院校提供教師及學生技能培訓。這樣，不僅可以提高本校師生的技能，也可以為社會人士及兄弟院校提供相應的幫助。在科普方面，可將消防安全、施工安全、住宅安全等內容用虛擬現實技術呈現出來，為本校師生及社會人士提供沉浸式體驗，提高安全意識。

4 結語

為實現“優質資源融合，虛擬現實結合，學校社會共享”的改革目標，本文整合了安全防范技術專業現有的實訓教學內容與條件，建設虛實結合、四位一體的安全防范技術專業課程新體系。該體系將“智能化工程設計”“綜合布線”“智能視頻監控技術”“入侵報警與出入口控制技術”4 門核心課程中智能樓宇實訓內容梳理融合，構成虛擬仿真與實踐操作2 方面內容，每個課程既有虛擬仿真操作（解決“三高三難”問題），為學生實訓操作提供安全保證，同時也有傳統實訓操作，使學生充分掌握實踐操作方法，熟悉職業標準。

本文堅持“虛實結合，能實不虛”的原則，在高危實踐環境下用虛擬仿真代替傳統實訓，能進行傳統實訓操作則盡量采用傳統實訓，充分利用現有時間條件形成虛實結合的實踐教學方式。除教學與實訓外，可有條件地進行對外開放，讓社會人士或其他院校可通過申請加入共享計劃，為社會服務。同時，將消防安全、施工安全、住宅安全等內容用虛擬現實技術呈現出來，用于安全宣傳，為浙江安防職業技術學院師生及社會人士提供沉浸式體驗，提高安全意識。