警察院校課程實訓教學中虛擬現實技術的應用研究

王天瑞

關鍵詞：警察院校課程；實訓教學；虛擬現實技術

0 引言

高職教育是以技術運用、技能訓練為主，以提高學生的動手、操作、處理問題的能力為重點的教育。近幾年，警察類高職院校課程實訓教學手段發展迅速，實訓設備條件也變得更加完善。但在當前的警察院校課程實訓教學中，仍然存在一些不足，例如復雜的、逼真的、高危的訓練場面難以實現，實訓課程覆蓋率較低等，而虛擬現實技術可以很好地彌補這些不足[1]。高職警察院校課程培養的是實用型、技術型人才，對實訓課程的創新性和挑戰性提出了更高層次的要求，虛擬現實技術在其中發揮著更多作用。

1 警察院校課程實訓教學現狀

1） 實訓學時普遍不足。目前我國警察院校在實習過程中，由于實習環境的限制，實習過程中很難對實際工作進行全面的體驗，導致實習質量不高。具體而言，當前警察類高職院校實訓教學主要有企業實訓、校內實訓兩種方式。在這些實踐活動中，大多時候都是在期末或者是在畢業之前進行，實際訓練課時所占比例過低，不能有效地組織學生對各項專業技能展開全面、細致的操作，實踐活動的結果普通[2]。

2） 實訓場地或訓練設備受到限制。警察院校的專業中，多數校外實訓場地涉及司法所、矯正中心、強戒所等涉密場所，這些場所因其特殊的工作性質以及地理位置造成學生實習實訓協調、交通、技能掌握受限，校外實習受眾面較小。而校內實訓場地更新換代較為緩慢，不能跟上時代步伐，沒有配備最先進的訓練設施，學生無法進行相應的實踐訓練，訓練的內容與第一線的實際情況有較大出入。而且不是所有的學生都能參加實踐訓練，大部分學員都是以“小組”的方式進行，使得實際的訓練變得空洞。

3） 缺乏對學員進行高危作業的培訓。警察類院校的實訓教學內容具有一定的危險性，比如警械器具使用等作業如果在實訓室中進行有關的實際操作，那么很有可能會引起一些安全問題。在實訓過程中，實訓指導教師往往只關注于參觀和撰寫報告，實訓的質量并不高，效果不理想。

2 警察院校課程實訓教學中虛擬現實技術的現狀和優勢

2.1 現狀

1） 投入的資金有限。當警察院校在使用虛擬現實技術的時候，會對虛擬現實實訓教學的建設進行資金方面的投入，投資金額較大，但部分院校對于虛擬現實實訓室的建設資金非常有限。在一定程度上，會影響到軟硬件的建設效果，進而對實際訓練的教學效果產生影響，這不利于虛擬現實技術的應用。

2） 器材有限。在警察院校的多數實訓場景都是需要佩戴VR頭盔使學員進入到虛擬環境中，從而達到身臨其境的目的。部分學員會有頭暈的感覺，從而影響到他們的日常工作；在一些硬件設備上，三維模型技術的運用還不夠充分，在時間、物質、動作三個維度上缺乏真實感，使學生難以獲得身臨其境的體驗；一些硬件系統的響應時間過長，可靠性和實時性不高。

3） 缺乏教育資源。警察院校很多專業由于其特殊性和稀缺性，在虛擬現實技術的應用背景下，對教育資源進行開發的過程中存在著較大的難度，能夠購買到的教育資源非常有限[4]。

4） 教師資源缺乏。由于虛擬現實技術在警察院校實踐教學中的運用還處于起步階段，教師對其認識還不夠深刻，無法將其與警察院校教學和實踐教學相結合。與此同時，要想有效地使用虛擬現實技術，就需要警察院校的教師具備一定的技術素質。目前，部分警察院校的實訓指導教師在對虛擬實境訓練中心的軟件、硬件等方面還存在著一些問題，嚴重制約了虛擬仿真教學的發展與應用。

2.2 優勢

1） 針對實訓情境和教學方式進行充實，利用虛擬現實技術可以對所有操作情景進行模擬，從而有效地解決了警察院校實訓設備缺乏的問題，能夠有效地加強學生的實際操作能力，并彌補傳統多媒體教學的不足。警察院校在虛擬現實技術的基礎上，可以構建一個模擬平臺，建立多種實踐教學情境的仿真模型；學生可以使用智能手機、電腦、VR眼鏡等虛擬現實設備在被安排的虛擬環境里接受各種培訓。目前，可以將其與傳感器技術、人機交互技術、媒體嵌入技術、3D建模技術等結合起來，擴大模擬平臺的作用，以達到對實訓教學的各種要求。

2） 保證實訓的安全性，模擬實習環境對學員沒有產生現實危害。在此基礎上，通過對各種危險的操作進行仿真，擴大實習的教學內容。

3） 降低實訓費用，虛擬現實教學能夠降低對訓練儀器設備的維護維修以及訓練材料的消耗[3]。在此基礎上建立的模擬平臺的維護費用會大大降低，為警察院校節省了大量的實踐和教學費用。

4） 實踐訓練具有較大的任意性，學員能夠突破實訓教師、時間和空間的限制，挑選出自己想要提高的技術，進行實踐訓練，可以有更強的選擇和目標，進而促進學生的學習熱情。

3 警察院校課程實訓教學中虛擬現實技術的應用對策

針對在警察實訓教學中存在的一些問題，應該從教師、軟硬件、資金和資源四個方面入手，建設高質量的虛擬現實實訓教室，從而為學生營造高質量的實習環境，提升實踐教學層次。

3.1 增加實習訓練資金

警察院校要增加虛擬仿真實踐教學經費的投資，并對虛擬現實軟件平臺進行優化。教育部在2018年和微軟公司簽訂了高職技術學院的聯合計劃，為我國高等警察院校的虛擬現實實訓基地的建立提供了可資借鑒的經驗。以此為依據，警察院校可以在合理計劃教育支出時與企業單位開展雙贏合作，利用企業單位的社會資本引入國外的先進儀器，實現虛擬現實訓練中心的目標。

3.2 引入先進的平臺系統

虛擬現實技術在院校平臺系統中的應用是為了讓學生的實訓體驗得到提升，警察院校應該與科技企業進行更多的合作，引入先進的實訓平臺系統，從而將虛擬現實技術推廣到更多的專業實訓教學中。在此基礎上，針對各學科的實際情況，搭建面向各學科的實驗平臺。

針對部分實操能力要求較高的課程，比如計算機信息安全、社區矯正實務、痕跡檢驗等，在建立VR虛擬仿真訓練室的過程中，制定指導方針并對該平臺進行擴充，實現虛擬現實協同，為實際訓練提供硬件支撐。在擴大功能的同時，合理設定教學、5DT數據手套（增強物理真實感、智能感知學生操作）、考練（虛擬考試、教師演示）等功能，對學生的虛擬體驗進行優化。在VR協作方面，將虛擬現實裝置的把手與頭盔裝置的連接進行優化，并對其進行360°的精準跟蹤。另外，該系統還能實現多個地點的遠程協同，使分處各地的學生有能力在某段時間里完成實訓，為職業院校的實訓和教學提供了極大的便利。

3.3 強化教研工作

警察院校要根據不同的專業特征和需求，合理加強教學資源的運用，確保在所有專業的訓練項目中都能使用虛擬現實技術，這樣可以豐富實際訓練操作內容，拓展學生的動手能力。在警察院校的教學實踐中，可以通過兩個途徑在虛擬實境中獲取教學資源。

1） 采購教材。警察院校可以與技術公司進行合作，建立教學、研究基地，通過與企業的各種實習資源共享，培養出更多的高素質的人才。基于該模型，警察院校可以通過向企業以較低的成本購買有關專業的虛擬實境教學資源從而降低購買的成本，同時也能更好地滿足實際訓練和教學的需要。

2） 發展教育資源。為在警察院校中節約教育經費，拓展虛擬實境教育資源，警察院校應當加強自身的學習研究，并針對不同的警察院校的教學資源進行有針對性的開發，以增強警察院校的綜合能力和有效性。在對虛擬現實教學資源進行開發的過程中，警察院校應該將自身的優勢發揮到最大，對各個專業的實訓教學需求進行深入的調查，并為開發虛擬現實資源對專業老師進行工作安排計劃，同時與之合作，向合作企業授予向其提供項目研究成果的優先權。在此基礎上，通過對教學資源的優化構建，對實踐教學課程體系進行創新設計，對虛擬教學資源進行規范和合理使用，并對實踐教學進行“虛實結合”，以保證實踐教學的常態化和持續性[5]。

4 警察院校教育教學實訓中虛擬現實技術的實踐應用實例

以虛擬現實訓練為基礎，對其在警察訓練中的運用進行歸納，并對其實施的關鍵問題進行探討，以期對高等職業學校如何更好地運用虛擬現實技術進行訓練進行有益的探討。根據各專業的特征，對各種實訓教學資源進行開發，并從多個方面對虛擬現實技術進行運用。

4.1 計算機信息安全實訓教學

網絡虛擬教學可以在用戶界面上進行，但也要確保仿真場景與真實場景的一致，學生要能將其中出現的問題當成實際問題來處理，才能獲得理想的結果。這也就對該實驗的設置提出了更高的要求，必須要有專門的人來進行綜合的情境設計，能確保實驗的真實性。而學生在實驗時，最重要的就是進行實驗的反應回饋，如果不能在虛擬實驗中得到相應的反應，那么就很難實現實驗的目標。教師應圍繞技術難點，精心做好網上虛擬教學系統的前期籌備與研制工作。仿真實驗要注意科學性的指導，網絡仿真實驗教學在展示實驗方面更加細致、生動，所以要站在學生的立場上，給他們安排由淺入深的學習過程，并在某些地方給他們留空白，讓學生去填充。計算機信息安全實訓室如圖1所示。

4.2 社區矯正宣告程序實訓教學

社區矯正宣告程序的虛擬現實教學，通過虛擬現實技術還原社區矯正宣告的情景，用不同的任務和角色扮演來模擬整個宣告的過程，為學員們提供了可以在虛擬世界中隨時在任何地方進行社區矯正宣告環節的實習機會。為了讓每位同學都能有足夠的經驗并投入自己的角色中去，在社區矯正宣告虛擬仿真模擬中，采用高效率、高靈活性的創新模式，實施個性化、自主化教學，學生自選社區矯正宣告員、書記員、社區矯正對象、矯正對象的家屬及監護人、社區志愿者等角色進行高度仿真的體驗操作與模擬。這種教學模式更有利于培養學生的職業技能，使教師能夠圓滿地完成教學任務，提高學生的實際操作能力。

5 結束語

總之，將虛擬現實技術運用于職業教育實踐，可以有效地解決目前職業教育實踐中缺乏實驗設備和高風險操作的實習培訓問題。警察院校在提供實踐訓練經費的問題上，增加實訓資金的投入，對平臺系統進行創新開發，對教學資源進行強化，并對專業的師資隊伍進行培養，從實訓平臺、實訓課程和實訓教師等方面入手。對虛擬現實技術進行合理開發和利用，充分發揮其自身的優勢，從而獲得理想的實訓教學效果，培養出更高質量的應用型人才。