虚拟现实技术在中小学校园安全教育的应用

宁 帆

（湖南师范大学信息科学与工程学院 湖南长沙 410081）

引言

校园安全是个永恒的话题。据教育部、公安部等部门统计，目前全国每年约有1.6万名中小学生非正常死亡，平均每天约有40名学生非正常死亡，且该数据每年还呈上升趋势。

传统的校园安全教育主要是基于课本、教育视频以及安全演练等方式进行，对于学生而言，这些方式相对枯燥、乏味，并不能达到理想的教育目的。在此背景下，仅从思想上提高认识，已经不能有效解决中小学安全教育所面临的严峻挑战。积极探索新兴技术、完善安全教育模式势在必行。[1]

一、传统安全教育模式存在的问题

校园安全教育是一门实践性很强的课程，尤其是学生将来要在日常的工作、学习和生活中去解决实际的问题、处理突发的事件。目前，很多学校都有开设专门的校园安全教育课程，这为培养学生们的自我防护能力提供了重要的途径，但是，传统的校园安全教育模式存在着诸多的问题。[2]

1.教学手段单一，情境教学难以实现

目前校园安全教育中的多媒体技术，还是单一的图片、图像展示，信息量小，知识含量远远不够，缺乏现场感，对于需要学生深入了解的专业知识很难去全方位地立体展示，并且教师也很难用语言和文字去形象地描述它，往往花费学生较多的时间也无法很好地掌握相关知识。

2.教学风险和成本高，无法反复实地训练

部分学校可能会邀请校外专家到学校来进行讲解，例如消防队的专业人员过来给学生上课以及进行消防模式演练，这些措施也是能够较好地达到教学的目的，但是，因为受到教学经费和条件的限制，往往无法让学生进行反复操作练习。虽然花费了大量的人力、物力来组织，但这种方式起到的效果却不尽人意，学生并不能真正地达到提高实践水平的目的。

3.教学功能单一，难以满足实训教学和考核的多种要求

传统的教学模式中教师和学生的教学活动是单向的，只能平行地通过多媒体系统进行知识的传授和认知，学生无法通过教学系统来反馈知识掌握的情况；另外，当前的校园安全教育课程的考试多数都还是停留在纸质考卷上，机械呆板，学生缺乏实战感。由此可见，传统的校园安全教育模式已经无法满足学校的教学要求。

二、信息化背景下兴起的新型安全教育模式

目前国内正兴起一种新的教学媒体——利用虚拟现实技术（VR）安全教育教学，借助虚拟现实技术安全教育教学作为一种新的教学媒体，能使中小学在校学生获得身临其境的安全感受和切身感知，能有效地提高学生安全教育质量，创新发展成效的安全教育手段。利用这项技术并在中小学安全教育教学中普及，将进一步推进安全教育教学技术手段的现代化，极大提高中小学生安全教育教学水平，对培养中小学生全面了解和掌握安全知识、安全技能，提高中小学生的安全素质和能力有不可估量的意义。

虚拟现实技术具有以下三个主要特征：沉浸感、交互性、构想性其中，沉浸感使得中小学生可以在模拟教学中获得最为客观、真实的感受。尤其是在校园火灾、地震的逃生疏散模拟中，学生能够真切地感受到灾难的动态演化过程以及观察周围人群不当的逃生行为造成的拥挤、踩踏等次生灾害，促使其从全局的角度出发，结合教师传授的知识，现场做出最佳选择。教师也可以在模拟演练过后，在实验数据的基础上，通过系统分析，建立学生疏散逃生行为模型，并将结果反馈到教学中去，从而更好地锻炼学生的安全自救、随机应变能力。这种人机的互动交互，沉浸式的疏散演习体验，基于实验数据的行为模型，多样化的呈现形式是传统的疏散演习所不能做到的。

三、虚拟现实技术（VR）在安全教育中的优势

1.情景真实。虚拟现实技术（VR）世界的沉浸感会将学生置身于各种“真实的”灾害场景中，可以最大程度地让学生从心底认识到灾害预防的重要性，并掌握相应的防范知识及应急措施。

2.场所开放。虚拟演练打破了以往传统安全教育模式在固定场所上的限制，可以根据当前实际安全需求在任何时间、任何地点选择任意的模拟空间环境条件下学习训练。

3.针对性强。可以针对各个学校不同的安全需求情况做出独特的处理。[3]

4.安全可靠。与现实中的真实安全演练相比，虚拟仿真优势就是可以方便的模拟任何环境任何项目进行安全演练。

5.反馈及时。虚拟现实技术（VR）应用可以建造出所需的特殊场景，并在教学任务的培训中提供即时的反馈。

6.提高兴趣。虚拟现实技术（VR）可以将传统的教学元素如图形和数据嵌入在虚拟环境中，更容易激发学生参加安全教育学习的兴趣，强化学生对安全事故的感性认知。

7.经济环保。从成本的角度来看，虚拟现实技术（VR）方案只需要消耗一定量的资金去购买设备就可以在不同的虚拟环境中重复练习，最大程度模拟真实场景下的安全事故，且避免了材料、人工的浪费。

结语

随着信息技术的不断发展与进步，给我们带来了新的教育思维，为传统的教育观念和教学模式的转变提供了很大的帮助。虚拟现实安全教育打破了传统安全教育的限制，更有效、更安全的让学生做出相应的措施，防止隐患发生。能够大大的降低校园安全事故的发生。