警察武力执法虚拟仿真实训教学模式研究

姬艳涛， 尹 伟

(中国人民公安大学警体战训学院， 北京 100038)

0 引言

警察武力执法是指为打击和制止违法犯罪活动或暴力抗法行为而依法实施的一种强制手段。依据现场执法中的涉案人数、案情性质、风险系数、影响范围和暴力程度，警察武力执法从低到高分为语言控制、徒手控制、警械控制和武力控制4个等级[1]。然而，由于武力训练本身的高风险、难把控和高成本等弊端，使得警察武力执法多集中于基本训练阶段，缺乏复杂环境下贴近实战的抗压心理训练和综合战术演练。特别是在公安院校的警察执法实训课程中，理论知识和动作技能的完成能力培育基本可以实现，但培养学生在实战压力环境下的武力使用判定和综合应用能力因缺乏相应的训练设施和测试环境，难以在相关的课程中有效体现和展开。虚拟仿真教学资源作为警务实战训练的重要补充，具有逼近实战的仿真性、风险可控的安全性、实时交互的智能性、能力考评的科学性以突破时空限制的高效性等特点。因而，结合武力执法实训特征和教学目标，发挥虚拟仿真“多元交互、沉浸其中、超越其上”的优势，形成基础训练、判定训练、战术综合训练“三位一体”的虚拟仿真实训教学模式，构建虚实融合、线上线下、理论实践相结合的全要素、多维度、立体化的“一站式”虚拟仿真实训平台，将有助于提升警察武力执法教学质量，提高学生的岗位胜任能力和综合执法水平。

1 基于SWOT的必要性和可行性分析

SWOT矩阵作为广泛应用于战略抉择和路径解构的分析模型，不仅能够从科学管理角度为警察武力执法教学模式改革带来新的思路，而且还能够从外部教育环境和内部教学资源的系统分析中全面阐释武力执法虚拟仿真平台在公安执法实训应用的必要性和可行性。申言之，结合当前公安人才培养的客观需要、警务信息化建设的现实背景、武力执法实训的特殊要求以及虚拟仿真教学资源的发展现状，将与武力执法虚拟仿真实训教学模式建设相关的优势、威胁、弱点、机会等内外部影响因素进行科学排列，据此形成武力执法虚拟仿真实训教学模式发展的SWOT态势分析矩阵如图1所示。

图1 武力执法虚拟仿真实训教学模式的SWOT分析

1.1 优势分析

在“VR+教育”的发展趋势下，研究和构建基于虚拟仿真的武力执法实训平台，是适应公安执法综合能力建设和警务实战化发展的现实需要，是完善和创新警务实战训练中体验式教学方法、案例式教学形式以及表象性训练模式的重要途径。与传统的公安教学模式相比，武力执法虚拟仿真实训教学模式不仅有助于推动警察教育训练由传统“驿站式”向现代“一站式”培训模式的转型，而且其沉浸性的互动交互和多元感知有利于克服传统教育手段在知识传授中的不足，即使诸多不可量化的经验性、感知性的“隐性知识”在直观“情景”的建构主义下得到立体化、多维度、全方位的训练与强化。此外，虚拟仿真实训模式的自主性、仿真性、开放性、智能性等特征，能够克服传统警务实战训练中时间和空间的限制以及高风险、高消耗、高成本的内生弊端。籍此，武力执法虚拟仿真实训教学模式的建设丰富了“教学练战”一体化警务训练的教学资源，开辟了实战应用导向下“以战育人”的新途径，实现了二维单向知识讲授向三维全景互动感知的突破，平面知识组织结构向多元网状知识体系的转变以及线性教材演示向多层级松耦合模块化场景教学的创新。

1.2 劣势分析

当前，虚拟仿真实验教学资源在应用型、创新型、复合型人才培养方面得到了高度重视和广泛应用，但警务教育训练在该领域的开发和利用方面仍处于摸索和起步阶段，虚拟仿真实训平台的顶层规划、技术研发、制度构筑和队伍建设等面临着诸多的问题和障碍。具体表现为虚拟仿真技术与警务训练手段缺乏深度融合，更多停留在VR装备探索和研发，而忽视了虚拟仿真教学内容的创新和教学模式的完善；专业化的警务虚拟仿真教学资源和典型案例模型库的建设依然不足，无法适应公安执法综合实训的教学要求；虚拟仿真警务实训平台的建设缺乏统一的技术标准和共享共建的制度支撑，无法在全国范围内实行各大公安院校和实训基地的合作开发和资源共享；对虚拟仿真警务实训平台的软件资源、硬件环境和管理机制缺乏科学系统的评价方法和测评体系，公安执法实训的效果和质量依然有待提高。

1.3 机遇分析

近年来，随着混合现实(MR)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)以及人工智能、大数据和物联网等技术的高速发展，对教学手段的创新、教学模式的改革和教育资源的丰富带来了诸多的便利和机遇。同时，教育部、工信部对教育信息化的重视，则为虚拟仿真教学中心的发展提供了强有力的政策支持和规范依据。其中，在教育部《教育信息化十年发展规划》的引领和扶持下，我国目前已在理工类、人文社科类以及农林医药类等学科领域发展出了300个国家级虚拟仿真实验中心，形成了线上线下结合、专业布局合理、共建共享开放的虚拟仿真教学资源体系[2]。在警务实战训练领域中，虽然虚拟现实装备的应用较晚，但通过公安执法虚拟仿真实验教学中心等国家级实验室的示范引领，为虚拟仿真公安教学资源标准规范的制定、管理平台的建设、虚拟仿真案例库的规划以及测评服务的开展提供了成功范例和经验借鉴。

1.4 威胁分析

作为“未来教育”发展的典型代表，虚拟仿真技术在公安教育训练的应用依然面临着诸多技术风险和现实挑战。虚拟仿真实训平台的运行机理在于通过逼近真实的场景化教学，使得学生的语言控制、警务技能、武力使用等得到“表象性”的综合训练[3]。然而，囿于虚拟现实警务装备的技术发展水平，虚拟训练环境下的语音识别有限、人机交互不足、触觉感知缺失、行为模型建设滞后，使得虚拟仿真实训平台的交互性、沉浸性以及多元感知性尚无法完全满足警务实训的专业化要求。另一方面，基于VR、AR、MR虚拟现实的软件资源和硬件装备价格昂贵，虚拟现实训练系统研发以及配套性的模拟训练装备普遍都在百万元以上[4]。同时，由于缺乏顶层制度设计和开放共享实施方案，导致各大公安院校在虚拟仿真教学研发中重复建设严重、资源兼容性不强，没有形成共建共享的整体发展规划和科学合理布局。“科技的创新不必然等同于教育的发展进步”[5]。虚拟仿真教育资源所衍生出的沉浸式、体验式、交互式的教学理念虽然具有重大的引领价值和实践意义，但是其进一步的发展完善还需要大量的技术攻关和制度环境改良。

综上所述，随着以虚拟仿真技术为代表的信息技术在教育训练领域的广泛应用，教学理念、教学方式、教学手段和教学模式不断革新，虚拟仿真型塑“未来教育”的趋势已经势不可挡。尽管当前虚拟仿真在公安执法实训应用中，依然面临着诸多内生性缺陷和外部性威胁，但是如果能够有效促进虚拟仿真教学资源与武力执法课程的深度融合，不断加强武力执法虚拟仿真实训平台的标准化建设和实训教学资源的共建共享，持续推动虚拟仿真实训的软件资源、硬件环境、管理机制、共享平台、师资队伍、教法改革等方面的不断创新，对于克服传统武力执法教育训练的安全风险和形式局限、提高公安执法实训质量和育人水平具有重要的作用和价值。

2 构建“三位一体”的武力执法虚拟仿真实训平台

基于培育和提升公安院校学生警务实战化能力和公安岗位胜任能力，以促进虚拟仿真资源研发应用于公安执法综合实训改革的有机融合为主要依托，本着“面向警务实战、提高执法能力、培育综合素质”发展原则和“线上线下、虚实结合、能实不虚”的布局思路，依据武力执法“基层能力、专业能力和综合能力”的教学要求，构建满足“基础训练、判定训练和战术训练”的虚拟化、场景化和实战化“三位一体”的武力执法仿真实训平台。具体而言，在“三位一体”虚拟仿真实训平台的构建中，武力执法课程主要分为三大部分：徒手、警械、枪支的基础知识巩固和基本技能动作演练；警察武力使用选择的判定训练和情境教学；复杂场景武力使用的战术应用和综合训练如图2所示。

图2 “三位一体”武力执法虚拟仿真实训平台

第一个环节是对武力执法中枪械知识、安全规则、法律依据、勤务知识等基础知识的巩固以及语言控制、徒手控制、警械控制和武力控制等基本技能的模拟演练和能力测评。基本训练是公安执法综合实训的前提和基础，也是将静态警务执法知识技能进行动态融合与行为内化的关键过程，是公安理论学习走向实战应用的关键环节和重要途径。第二个环节是判定训练，即受训者通过虚拟现实的场景化案情，依据警察执法中克制、依法、对等以及最小武力使用原则，针对行为相对人的暴力倾向或暴力情景决定是否使用武力以及使用何种等级的武力手段。作为承上启下的重要环节，判定训练的主旨在于通过虚拟仿真资源解决课堂实训中难以实现的思维分析、逻辑判断和执法意识等训练，为思维分析判断和技术动作相结合的战术综合训练打下基础。第三个环节是战术训练，即将整个小组放入特定虚拟案情场景中，通过单一场景武力升级、复杂场景武力使用、综合战术对抗训练等形式对参训人员进行压力环境下的协同训练和综合考核如表1所示。

综上所述，“三位一体”武力执法虚拟仿真实训平台的构建，是在遵循从低到高、从单项到整体、从平面到复杂的学习认识规律上，依托虚拟仿真教学资源对武力执法的基础知识、专业技能、核心素质进行整体设计和系统建构，进而实现虚拟和现实相融合、理论与实战相整合、实训与考核相衔接的全要素、多维度、立体化、全流程的“一站式”教育训练。

3 武力执法虚拟仿真实训平台的模块化实现

在武力执法虚拟仿真平台的整体设计中，通过案例编制、信息采集、考核评估、大数据分析的模块化组合，来实现从动作基础、武力判定到战术应用的“三位一体”实训目标。具体而言，通过场景化的案例模块，生成逼近真实的实战环境和实训素材；通过听觉、视觉、力觉、触觉等信息的采集模块，构建多感知、全要素、立体化的人机交互情景；通过动作完成与思维判定相结合的动态考核模块，实现对武力执法活动的全程监控和实时纠错；通过模拟训练的大数据分析，丰富和完善警察武力使用的基础数据和实训资源如图3所示。

案例情景编制模块，是指依据警察武力执法的法律依据、武力等级变化升级规则以及最小武力使用原则，在三维实景建模技术基础上构建生成警察武力执法所对应的暴力场景，最大程度模拟重现具有高风险性以及难以在传统实训中模拟的极端案例环境。该模块完成武力控制→暴力情景(持枪攻击、棍棒攻击、暴力倾向、徒手攻击、持刀攻击)行为模型的编制设定，并通过松耦合的多元组合营造出变化的、逼真的、互动的警务实战训练场景，使得学生在瞬息万变的高压情景下完成武力判定、动作练习和战术应用等科目训练。

表1武力执法虚拟仿真平台的建设内容

信息采集模块，是指通过执法语言的收集，避险躲闪和警械使用动作轨迹的采集以及枪支弹点坐标的解算，实现对武力执法实训的全流程跟踪、可视化观察和智能化记录。作为虚拟仿真实训平台的运行的重要支撑，该模块能够对武力执法中所可能涉及到的动作、语言、弹道以及空间等要素的进行动态采集，并通过与基层数据库的实时比对和自动判定，保障整个武力执法模拟训练的科学性和实效性。

考核评估模块，是指在训练标准和能力参数的基础上构建考核评判模型，对武力执法能力进行业务考核与综合评价。该模块主要分为两个部分，一是通过信息采集数据的系统分析，对语言、掩体、催泪器、警棍、枪支等武力动作应用能力进行实时考核。另一类是对参训者压力环境下面对不同暴力场景时的逻辑思维、武力判断和战术意识进行综合评估。

大数据分析模块，是指在武力执法的模拟训练过程中，通过“点对点”的实时监控和信息采集，丰富和完善言语控制、警械控制、枪支控制、战术应用等基础数据库，并通过对上述数据的系统分析研判，生成各种能力量化指标和推介训练方案，为准确掌握参训人员的教学进度、实训效果以及针对性地开展后续训练提供参考和建议。同时，大批量训练数据的采集、存储和分析，还能够在大数据整合与碰撞的过程中促进武力执法虚拟仿真实训平台的科研创新和迭代升级。

4 武力执法虚拟仿真实训课程构建中应注意的问题

总体而言，在警察武力执法实训改革实践中，要充分有效发挥虚拟仿真教学资源的优势和作用，在具体课程的研发和设计中还应当重点关注以下几方面的问题和环节。

图3 武力执法虚拟仿真平台的模块化实现

(1)坚持个性化与系统性相耦合的课程设计，提高虚拟仿真实训平台的针对性和效能性。依据系统论的思想，基于虚拟仿真的警务实训模式改革实质上是一个系统体系，其将微观的武力知识技能与宏观的公安执法应用进行系统整合，并在“线上线下、虚实结合”的基础上形成一个以学生为主体的“三位一体”实训系统。籍此，虚拟仿真实训平台的构建应置于公安教育训练改革的系统环境下，将虚拟仿真实训课程设计成既是武力执法技能知识的教授平台，也是综合执法实训的演练平台，更是参训者自主探究执法问题、认知执法规律和践行规范执法的实训平台，有效促进虚拟仿真和传统课堂的协同耦合以及武力执法教学模式改革的系统发展。

(2)坚持层次性和螺旋式的教学规律，创建“阶梯化”的教育培训体系。在虚拟仿真教学资源的开发应用中，以“基础训练、判定训练、战术训练”三段式的训练标准，将武力执法实训分为认知性、体验性和应用性等教学单元。其中，认知性训练基于VR课件“一对一”的模式而展开，即参训者通过教官“第一视角”身临其境地认知和探究知识技能的显性特征和隐形原理；体验性训练是指，参训者在逼近真实的高压实战环境下，通过思维分析判断和技术动作相结合的多元感知和实践过程，增强对武力执法基础知识技能的拓展体验和理解应用；战术综合训练通过混合现实的复杂情景对抗，在角色分工和任务导向的沉浸式训练模式中锻炼和提升参训者的警务指挥与战术协同能力。

(3)坚持教材展示的数字化和智能化，创新“VR课件”富媒体形式。VR课件是指通过虚拟现实技术与理论知识的衔接融合，促进教材内容的数字化展示和多元化感知，使得学习者能够在人机交互的场景化教学环境中实现对课堂知识的自主探究与反复学习[6]。相较于传统的静态描述和视频展示，VR课件通过全景式导入和沉浸式体验的形式使得文字、语言无法表达和传递的知识技能更加直观易懂，不仅有助于克服传统教学模式中认知建构的阻碍，同时也为经验性和感知性等隐性知识和抽象原理的理解和掌握提供了新的途径模式。

(4)坚持虚拟仿真教学资源的开放共享性，促进“驿站式”向“一站式”培训模式的转变。为解决各级实战单位因“驿站式”集体培训而造成的时间成本和警力抽调等问题，应在坚持开放性和共享性的基础上构建“教学练战”一体化的虚拟仿真实训平台。在统一的技术标准基础上，将云平台、大数据、物联网等信息技术融入到虚拟仿真教学资源的研发和应用中，通过VR云平台和移动终端实现基础知识技能的自主化和反复性学习，通过分布式虚拟现实运行系统实现多警种合成演习或综合对抗训练，通过能力参数指标的智能考核和人工评判形成师生互动交流和教育质量控制的良好态势。

5 结语

武力执法是公安机关为打击和制止违法犯罪活动或暴力抗法行为而依法实施的一种强制手段。在警务实践中，强制性措施和手段的有效实施，关系到公安机关的职务履行和任务完成，关系到执法人员以及行为对象的人身安全，更关系到现场执法中的警察权威和法律尊严[7]。公安机关的性质职责以及执法实务表明，科学、规范、有效地使用武力是新时代下警察现场执法中的核心业务能力和基本岗位要求。但近年来警察不会、不敢、不能使用武器的问题，成为制约当前公安执法规范化和警务实战化建设的重要瓶颈。因而，如何有效提高公安民警的武力执法能力，如何科学合理地开展警察武力执法综合训练，已经成为警务实战训练领域中亟待解决的重要课题。

虚拟仿真技术的武力执法实训平台具有逼近实战的仿真性、风险可控的安全性、实时交互的智能性、考核评估的科学性以突破时空限制的高效性的特点，这有助于构建“教、学、练、战”一体化的实战训练环境，对于克服传统武力执法教育训练的安全风险和形式局限以及提高思维分析判断和技术动作相结合的综合素质能力具有重要作用和价值。籍此，本文基于教师、参训者、技术、课程和环境五个整合维度，提出虚拟仿真环境下警察武力执法教学模式改革的推进思路和实现路径，即通过案例编制、信息采集、考核评估、大数据分析的松耦合模块化组合，来实现从动作基础、武力判定到战术应用的“三位一体”实训框架。同时，在虚拟仿真武力执法实训平台的具体构建中，应坚持个性化与系统性相耦合的课程设计，提高虚拟仿真实训平台的针对性和效能性；坚持层次性和螺旋式的教学规律，创建“阶梯化”的教育培训体系；坚持教材展示的数字化和智能化，创新“VR课件”富媒体形式；坚持虚拟仿真教学资源的开放共享性，促进公安实训由“驿站式”向“一站式”培训模式的转变。