运用虚拟仿真技术辅助公安院校实践教学探析*

◆郭丽东

0 引言

近年来，公安行业深度应用大数据、人工智能等信息技术，公安警务工作不断探索新型技术的应用。公安一线执法发展转型要求公安院校的教学和实训紧跟新时代警务模式变化，结合院校优势专业特点，大力发展优势专业。公安院校实践教学环节是应用和巩固所学专业理论知识的重要环节。全国很多公安院校根据自身科研和教学评估的需求创建了一批虚拟仿真实验室，可以将教学中实验实训的多个环节集合在一起进行动态模拟，解决现场实验实训条件不足、安全系数不高、环境模拟不易的问题，突破了时间和空间的限制，通过计算机软硬件结合的多媒体技术使内容形象更传神，容易激发学生的学习兴趣。

警察面对复杂案件时的实战能力正面临许多新的挑战和考验，若仅靠单纯的书本学习以及为数不多的几次练习，很难满足公安岗位的工作要求。因此，公安教育训练应结合公安工作的特点，本着服务经济社会稳定的需要，不断探索、不断开拓，运用现代化先进技术手段建立一系列以虚拟仿真技术为依托的公安类训练项目，实现训练由经验型、粗放型向科技型、智能型的转化，充分体现警察职业教育训练所遵循的“讲究实际、贴近实战、注重实用、追求实效”的原则。

1 公安院校虚拟仿真实验平台的特点

1.1 专业性

公安院校的专业基本上对应公安一线执法部门设置，虚拟仿真技术在实践教学中的应用有着独特性和专业性。在传统模拟实训教学理论和实践经验的基础上，聚焦虚拟仿真技术与公安专业模拟实训深度融合应用，以现代公安职业教育信息化应用为重心，满足公安实战化教学能力培养的迫切需求，面向公安专业学生和一线民警开放，提高本科公安类专业实训教学实力和教育水平。

1.2 灵活性

虚拟仿真技术搭建逼真的实验操作环境，人们可以利用眼镜、头盔、键盘、手套等穿戴设备与计算机进行人机交互，进入虚拟世界。通过虚拟仿真类实训项目，可以激发学生的学习兴趣和创新意识。虚拟仿真技术打破了空间和时间的要求，以网络在线开放、模拟资源共享为原则，通过网络远程在线教育的形式服务公安基层一线民警，加强民警的训练。

1.3 安全系数高

公安机关工作从业者需要拥有扎实的基础理论知识，并经过多次实战模拟训练，因此，公安院校专业教学活动需要大量的实验实训与仿真实践。一些现实条件比较差的实训项目可以转为专业化模拟训练，例如：针对重大、特大交通事故的现场勘查，警械执法的规范化使用，刑事案件犯罪现场勘查，毒品案件的查缉，等等。在虚拟仿真条件下，不同场景转化、环境模拟比较灵活，安全系数高，可以避免操作失误造成的人身伤害。

2 虚拟仿真技术在公安院校实训中的优势

2.1 实践环境仿真度高

虚拟仿真技术在公安院校实训课程中模拟环境主要由计算机根据实际现场生成实时动态三维立体图像来实现，生成的模拟环境可以满足视觉、触觉、运动等感知需要。充分利用公安院校的理论与技术优势，搭建与真实执法现场一致的虚拟场景，坚持问题导向的设计开发原则，坚持“用什么建设什么、缺什么建什么”的设计思路，坚持育用衔接，通过沉浸式、互动式教学，提升学警培训学习体验。师生通过仿真教学和模拟训练可以深入体验公安一线业务，完成理论与实践训练的同时，提高学生的整体素质，弥补实际教学的不足。

2.2 教学模式创新

在过去传统的公安实践教学中，模拟实际场景需要建设大量的建筑物并设置内部环境，但高校没有充足的经济实力把一线遇到的场景都建设出来，导致学生对相关执法实训认知理解不深，而且设备维护和淘汰的费用较高。在虚拟仿真实验实训中，学生可以在条件设置模块下创新性地对实训内容进行探究，自我创新实验环节和实验内容，既可以验证实验，又可以发挥想象力，自身的体验感和获得感更好。个性化的实验实训条件可以有效提升教学质量，提升实验室利用效率。

2.3 实训项目创新

虚拟仿真技术可以通过穿戴设备来操控虚拟场景，可以实现多种场景的自由切换，学生可以根据需要对场景进行重新建模，降低设备维护成本。以虚拟仿真技术在公安院校交通管理工程专业的应用为例，利用公安交通管理部门在道路交通控制中遇到的热点问题，把重点路口、路段、区域在仿真平台上进行精细化建模，对控制方案进行仿真优化设计，和实际道路控制方案对比，解决了以往实训参观教学讲解不深、学生理解不透的问题，加深了学生对道路交通控制理论和技术的理解。

虚拟仿真技术可以把不同的案件侦查现场和要求虚拟展现处理，改善现场勘查实训安全性不足的情况，针对不同专业的学生需要具备现场勘查能力的等级不同设置侦查现场，使学生毕业前均能按要求了解掌握现场勘查的基础理论知识，具备一定的现场勘查能力。

2.4 教学科研创新

虚拟仿真实验教学是学科专业与信息技术深度融合的产物，实践项目的开发和教学应用要求教师深入一线实战现场掌握第一手资料，要求教师具备较强的信息化应用意识和能力。虚拟仿真实验教学为促进教师创新公安专业实践教学模式、开展公安实战领域热点与难点问题研究搭建了良好的平台，对于提升教师教学科研素养具有重要的促进作用，对树立公安类专业实训教学品牌、本科教学合格评估都具有重要作用。

3 加强公安院校虚拟仿真教学的建议

虽然虚拟仿真实验实训的优势和创新点很多，但其局限性也十分明显，虚拟仿真实验实训的真实性、实操性相比实体性实验室有一定劣势，公安一线实战环境和现实执法条件在虚拟仿真中无法完全模仿。遵循“能实不虚”的原则，在实际条件允许的情况下，尽量把基础性、理论性、实际性较强的实训项目实施现场实际教学、现场实训。

3.1 坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则

基于练战一体化要求，公安院校公安专业相关课程要求学生具备面向实战的技能和一定的创新能力。所以，为了能够让学生及时掌握专业课程，在教学实践中采用实体实训和虚拟仿真技术模拟实践操作相结合的方式，增强学生对理论知识的理解和解决实际问题的能力。仿真实验室教学资源和实训项目与公安实战部门紧密结合，是传统实训教学的补充。

公安院校虚拟仿真实验平台基于虚拟现实和大数据技术，通过微观交通仿真软件建立虚拟仿真实验环境，应用仿真交互机制实现大规模交通数据获取和动态、协同的对象控制，引入仿真实验管理方法使师生在仿真环境中轻松实现侦查学、治安学、刑事技术、交通管理等课程的教学实验、理论验证和实验成果展示。同时，平台支持与实物穿戴设备进行人机交互，通过网络进行模拟训练。学生可以根据系统模块，在情境模拟中重设模拟环境，对实验或者实训内容进行探究，不必考虑公安现场实战环境中的意外情况，调动参与实验的积极性和学习动力，激发创新意识，提高创新能力和实践能力，有效弥补理论教学的不足，提升实践教学的能效。

3.2 加强信息化建设，建模统一

虚拟仿真技术在公安专业的应用需要计算机技术和公安业务跨专业背景，公安院校要把虚拟仿真技术应用纳入学校整体信息化建设规划中，重点布局不适宜现场实训的教学项目，如办案流程的规范化、射击训练、跨警种协助等。虚拟仿真使用需要虚拟场景的支撑，也就是现实建模，根据实训教学的需要建立合适的模型，专业不同、教学目的不同，实训项目也不一样。公安院校要根据不同的实训项目构建不同的实训模型，模型设置要充分考虑不同需求的融合。同时，在虚拟仿真技术与公安院校专业课程融合中，实训项目需要结合专业特色和实训场所环境，发挥虚拟仿真实验室的实训作用。

3.3 加强虚拟仿真平台开发共享

在虚拟仿真实验中，虚拟场景模拟是关键。在实训教学中，不同公安专业教学类型的教学目的不同，仿真实验室教学资源和实训项目与公安实战部门紧密结合，一些实训项目应作为传统实训的补充，而不是成为摆设。通过基础能力、专业能力、创新能力层级培养，提高实训项目精心设计程度，把实践教学项目虚拟化，提高实训项目的创新度和融合度。

全国公安院校可以合作开发实训平台，构建公安系统内共享的职业技能实践教学资源中心，服务公安工作，满足公安队伍正规化、职业化、现代化建设的需要。实训项目坚持在线开放、资源共享的原则，通过远程在线教育的形式服务公安基层一线民警，及时更新虚拟仿真模块，提高优质虚拟仿真项目的利用率。在一定范围内推动公安一线部门与学院共建共享虚拟仿真教学平台建设。

4 结束语

虚拟仿真技术是公安院校警务人才培养的基础，对培养公安专业学生的动手能力、创新能力和综合素质，深化公安教育实验教学改革，加强实践教学环节，全面提高公安教育质量具有极大促进作用。虚拟仿真技术还在发展阶段，公安院校应该结合优势学科发展，结合练战一体化要求，把虚拟仿真技术作为实践教学的补充，增强实践教学的科技含量和实际效果。