基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學模式探索與實踐

張鵬

在開發水利工程施工安全教育虛擬仿真平臺和建設施工安全技能訓練實踐操作平臺的基礎上，學校積極探索構建基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學模式，并面向學校“雙高”水利水電建筑工程專業群學生開展基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學實踐，同步開展教學效果評價，不斷地完善和優化，最終形成基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學模式，可達到提升水利工程施工安全教育教學質量、培養學生具備水利工程安全施工技術技能的目標。

一、研究意義

（一）開展水利工程施工安全教育是水利工程建設安全生產的迫切需要

黨的十九大報告提出，要“樹立安全發展理念，弘揚生命至上、安全第一的思想”。當前，水利工程建設面臨投資體量大、項目多、建設進度緊、質量要求高的形勢，加之全球氣候變化加劇，局部突發性暴雨、洪水和超強臺風引發山體滑坡、泥石流等自然災害增多，水利工程建設掀起新高潮的同時，也迎來安全生產的新挑戰。

高職水利類專業學生畢業后初次就業主要為施工員、質量員、安全員、材料員、資料員等水利工程建設項目施工現場一線的崗位。水利工程項目有施工周期較長、施工現場環境復雜、參與工種較多、施工流程復雜、施工工藝繁瑣、施工作業條件惡劣等特點，施工人員所面臨的危險源種類多，涉及范圍廣，施工現場需要注意的安全事項比較多，如果施工人員沒有較好的職業安全素養，就極易發生安全事故。統計資料表明，剛入職的新員工是水利工程現場施工事故的高發群體，其最主要的原因是新員工安全意識不強、安全技術知識匱乏以及面臨事故的應變能力不足等。

面對我國當前水利工程安全生產的嚴峻形勢和企業對具有較高職業安全素質人才的強烈需求，全面提升高職水利類專業學生的職業安全素質已迫在眉睫。在當前水利建設蓬勃發展的新形勢下，開展水利工程施工安全教育教學，提高水利工程施工人員的安全技能和事故防范能力，有效預防生產安全事故的發生，搞好水利工程建設的安全生產，具有重要意義。

（二）虛實結合實踐教學是提升水利工程施工安全教育教學水平的有效途徑

虛實結合實踐教學，是虛擬仿真實踐教學和現場實踐教學相結合的實踐教學模式，兼具虛擬仿真實踐教學時空無限和現場實踐教學親身體驗的優點，并且互補了各自的不足。傳統的水利工程施工安全教育主要是通過課堂教學，教師往往采用“口傳身教”的單一教學模式，難以讓學生感受到施工現場真實情況的環境，缺乏趣味性和實用性，學生很難有效吸收并加以運用，效果參差不齊，無法使安全意識和安全知識真正深入每一個受教育的學生心中，而通過虛實結合實踐教學，可以在教學實踐中發揮虛擬仿真實踐教學與現場實踐教學各自的特點和優勢，有效彌補傳統施工安全的不足。既可以通過虛擬實踐平臺拓展教學時空，彌補傳統教學不足，模擬施工現場真實情況的操作環境，使學生“身臨其境”，“親歷”水利工程建設過程中可能發生的高頻危險事故，如高處墜落、基坑坍塌、機械傷害等場景，增強趣味性和實用性，使學生切身感受到安全的重要性；又可以通過現場實踐教學，開展安全帽、安全帶等防護用品佩戴、消防滅火、安全用電和安全急救等安全技能訓練，提升學生的動手實踐能力，培養學生的安全技能。因此，開展虛實結合的水利工程施工安全教育實踐教學是增強學生施工安全職業安全素養的有效途徑。

二、水利工程施工安全教育教學現狀

水利工程施工安全教育對水利安全生產工作全面開展起著舉足輕重的作用，是保障安全生產的根本途徑和方法。根據調研，目前學校在水利工程施工安全教育教學方面存在以下問題。

（一）注重水利工程施工技能培養，安全職業素養重視程度不足

高職教育是培養工程建設一線的高素質技術技能人才，在人才培養過程中強調專業技能的培養，對安全素質培養往往不夠重視。水利工程施工崗位對職業安全素質要求非常高，但施工安全知識卻往往在施工專業課程中被一帶而過，學生沒有進行專門的施工安全理論知識的學習和安全技能的培養，導致進入工作崗位后安全意識不足。

（二）水利工程施工安全教育教學手段單一，實用性和趣味性不夠

學生在校期間對水利工程施工安全知識的學習主要是通過課堂教學，教師往往采用“口傳身教”的單一教學模式，并且難以為學生提供接近施工現場真實情況的環境，無法使其“身臨其境”，缺乏實用性和趣味性，學生很難有效吸收并加以運用，效果參差不齊，無法使安全防范意識和安全知識真正深入每一個受教育的學生心中。雖然在一些專業實踐課中會進行相關的安全教育，但主要還是保證學生在實訓室操作中能夠安全完成教學目標，而實訓室中的操作環境與施工現場操作環境還是有較大的區別，無法使學生切身感受到安全的重要性，真正樹立安全意識，培養效果非常有限。

三、水利工程施工安全教育研究綜述

一些水利工程一線建設及安全管理人員結合實踐對如何有效開展施工安全教育進行了一系列研究和探索，如吳俊等針對小型水利工程施工安全生產教育不夠規范，缺少經常、系統、規范的安全教育培訓計劃，不注重安全教育培訓效果，不能有效操作等問題，提出了在開展安全生產教育培訓工作時，要根據情況制定相應的方案、培訓時間、培訓內容等，依法開展形式多樣、生動靈活、直觀性強、有的放矢的培訓。[1]寧海龍等分析指出水利水電施工安全教育培訓工作存在教學形式單一、授課的實用性和趣味性不夠，教學過程中，過于注重技能培訓，在教學模式上采用滿堂灌、過堂式的教學方法，知識難以被理解吸收等主要問題，提出了安全教育方式多元化，制定培訓方案，規范培訓行為等有效措施。[2]

針對施工安全教育存在的問題，相關人員開始探索利用虛擬現實技術（VR）、建筑信息模型化（BIM）等虛擬仿真技術解決施工安全教育中存在的問題。如王萍等通過分析指出，利用VR 技術的多感知性、沉浸性、交互性和構想性等特點，結合水利工程安全培訓的要求，可開發出VR 體驗式安全培訓平臺，讓參與培訓者在模擬實際情景中親身體會并切身感受到不安全行為帶來的危害，產生持久的震懾力，進而提高施工人員的安全意識和素質。[3]孫領等基于建筑信息模型化（BIM）+虛擬現實技術（VR），開發出具有逼真、交互作用特點的安全培訓系統，并用于海外項目施工安全生產培訓，取得了事半功倍的效果。[4]

雖然虛擬現實技術能夠拓展教學時空，為學生提供接近施工現場真實情況的操作環境，增強了趣味性和實用性，提升了學生的安全意識和安全知識，但是在鍛煉學生實踐動手能力方面，僅依靠虛擬仿真是不足的。近年來，體驗式安全教育逐漸成為安全教育的新方式。姚宏枝等闡述了體驗式安全教育是在教師的引導下，學生在模擬或真實環境中親身體驗，形成對安全意識、方法、工具的深入認識，掌握相關的安全技能并應用于實際工作中的安全教育活動，是一種以體感設備為載體的“體驗式”安全教育。[5]胡春明指出，體驗式培訓方式強調以學員為中心，即“以學為主”，通過學員親身體驗和心靈感悟獲得知識和技能，改變自身的態度和行為。[6]具有以學生為中心，以應用為導向，在真實的或模擬的情景中進行演練，使學生親身參與其中去感受、感悟、總結與反思。王明虎等指出，與傳統講授式安全教育相比，體驗式安全教育通過科學合理的手段，讓體驗者通過身處真實或模擬安全生產危險環境，親身體驗安全隱患對個人所產生的觸動，提高體驗者的安全意識和認識，有效強化安全教育的效果，從根本意識上杜絕安全生產事故的發生。[7]

四、水利工程施工安全教育教學實踐

（一）依托學校“雙高”計劃實踐建設項目，探索水利工程施工安全教育虛擬仿真平臺和現場安全技能訓練實踐操作平臺協同建設

通過運用BIM+VR技術開發水利工程施工安全教育虛擬仿真系統，模擬水利工程施工過程中的高處墜落等高頻發生的危險場景和險情，結合先進的體感設備，使體驗者“親歷”水利工程建設過程中不同的事故場景，給人以超現實的體驗和極強的震撼力，使體驗者通過切身感受真正樹立起安全意識，并通過講解、互動等方式，學習安全預防與應急處置的知識。

施工安全技能的提升，除了樹立施工安全意識和學習安全知識之外，離不開實踐操作能力的訓練，因此，通過搭建施工安全技能訓練實踐操作平臺，開展安全帽、安全帶佩戴、滅火器操作等多種安全技能現場實踐操作項目，以培養學生的安全技術技能（圖1）。

（二）綜合運用施工安全虛擬仿真平臺與現場實踐操作平臺，開展基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學實踐

面向學校“雙高計劃”水利水電建筑工程專業群學生，按照水利工程施工安全知識學習、安全意識提升、實操能力鍛煉和安全技能考核的教學環節，開展基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學實踐，其中水利工程施工安全知識學習、安全意識提升主要在施工安全虛擬仿真平臺上進行，實操能力鍛煉主要在水利工程施工安全技能訓練現場實踐操作平臺進行。

在安全知識學習環節，利用水利工程施工安全技術與管理知識學習系統上豐富的教學資源，如微課、視頻、動畫、題庫等，開展施工安全知識的教學，內容涵蓋國家和行業關于水利工程施工安全的最新標準、規范，以及施工安全專業技術知識等。在安全意識提升環節，利用水利工程施工作業典型事故模擬體驗VR系統，使學生體驗水利工程施工高頻發生危險事故，樹立安全意識，并通過操作和問答等交互式方法，學習安全預防與處置的知識。在實操能力鍛煉環節，開展安全帽、安全帶正確佩戴，消防滅火器使用，安全用電等安全技術技能實操，提升學生的實踐動手能力。在安全技能考核環節，開展施工安全知識考核和安全技術實操考核。其中，水利工程施工安全知識考核測試學生對施工安全知識的掌握情況；安全技術實操考核學生的施工安全實踐操作能力水平。根據學生的考核結果，開展針對性的講解和訓練，全面提升學生的施工安全技術技能水平（圖2）。

（三）開展虛實結合的水利工程施工安全教育教學效果評價，完善虛擬仿真平臺與現場實踐操作平臺，優化虛實結合的水利工程施工安全教育教學模式

在開展基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學實踐過程中，運用全方位的評價體系，客觀全面地評價教學過程中存在的問題和不足，不斷地完善虛擬仿真平臺與現場技能訓練操作平臺，優化基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學模式。

五、結束語

（一）協同虛擬實踐平臺與現場實踐操作平臺，虛實結合綜合提升水利工程施工安全教育教學效果

協同運用水利工程施工安全教育虛擬仿真平臺和水利工程施工安全技能訓練實踐操作平臺，既通過水利工程施工安全教育虛擬仿真系統創造出具有逼真、交互作用特點的水利工程施工生產環境，以及先進的安全體驗體感設備，使學生身臨其境地感受典型水利工程的施工過程的危險場景，增強學生的學習興趣和參與意識，提升安全意識；又通過水利工程施工安全技能培訓操作實踐平臺，鍛煉學生安全技能，培養學生的實踐動手能力。虛實結合，綜合提升水利工程施工安全教育教學效果。

（二）以學生為中心，創新水利工程施工安全教育教學模式

傳統的施工安全教育教學方式通常是教師在課堂中處于主導和控制地位，學生只需專心聽講、認真記筆記，是被動的接受者，而基于虛實結合的安全教育教學模式是以學生為中心，要求學生發揮主觀能動性，親身參與其中去感受、感悟，使學生從內心深處產生共鳴，產生提高安全意識、技能、態度、行為的效果，將施工安全學習動機從“要我學”轉變為“我要學”。

參考文獻：

[1]吳俊，景浩.淺談小型水利工程施工安全生產教育的有效途徑[J].楊凌職業技術學院學報，2013，12（1）：37-39.

[2]寧海龍，王純高.淺析水利水電施工企業安全教育培訓[J].四川建筑，2016，36（3）：86-87.

[3]王萍，元黎明.基于VR技術的建筑工程體驗式安全培訓的SWOT分析[J].建筑安全，2018，6：24-26.

[4]孫領，徐陽.BIM+VR技術在海外項目安全培訓中的應用[J].中國水運，2020，20（2）：33-34.

[5]姚宏枝，侯洋.體驗式安全教育培訓研究與探索[J].北京石油管理干部學院學報，2019，26（02）：77-79.

[6]胡春明.體驗式培訓：讓施工安全教育不再“紙上談兵”[J].中國勘察設計，2017，（09）：76-79.

[7]王明虎，王璐.建筑施工現場體驗式安全教育探索[J].低碳世界，2017，（26）：204-205.

[本文受到廣東省高職教育教學改革研究與實踐項目（基于虛實結合的水利工程施工安全教育教學模式探索與實踐，項目編號：GDJG2021239）、廣東水利電力職業技術學院教育教學改革研究與實踐項目（基于虛實結合的水利類專業職業安全教育教學模式研究，項目編號：JGXM010GZ05）資助。]

責任編輯陳春陽