高职院校安全综合实训基地的建设与探索

刘占新 叶超 陈鹏

摘  要：为了提升职业院校安全技术与管理专业及校内各类土木相关专业施工安全实践教学效果，实现“理实一体”“虚实一体”，陕西铁路工程职业技术学院安全综合实训基地依托三个实训室开展校内实践课程教学，分别为安全训练中心、智慧安全培训教室和安全虚拟仿真室。具体从“8个方面”入手，应用“12款软件系统”“7种前沿技术”，覆盖“5个施工领域”、涵盖超1000余个知识点（实训点）优质资源，贯穿“学、训、赛、考”4个教学环节。对建筑、公路、桥梁和隧道施工过程中的安全风险隐患和安全控制要点进行分类整合，着重囊括安全技术与管理专业所需各项实训技能点教学项目，从而形成具有安全技术与管理专业特色的校内综合性实训基地。

关键词：职业院校;安全技术;虚拟仿真;实训基地

中图分类号：G712    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2022）20-0045-04

“十四五”规划中的职业教育综合性实训基地建设必然是深度融入信息化元素的[1]。建设具有虚拟仿真技术应用的综合实训基地是职业教育多数专业发展的必由之路。我国职业教育各专业领域都在积极探索虚拟仿真实训基地建设方案[2]，力求实现将多功能、多工种、全真体验和仿真技术相结合，理论与实践相结合，更好地为教学、科研以及社会服务。《国家职业教育改革实施方案》（国发〔2019〕4号）提出“促进产教融合校企‘双元育人”，使产教融合成为职业教育改革的发展方向[3]。这也是安全技术与管理专业加强内涵建设，提高人才培养质量，促进社会高质量发展的重要课题。

国内多数安全类高职院校普遍存在工程实践教学体系和教学内容不够完善、教学形式比较单一等问题。高职院校安全相关专业实训项目仅限于单技能、单课程的實训，很多安全事故案例和施工、生产期间的安全操作要点无法在真实环境中再现，土木类相关安全实训普遍缺乏校内综合性实训基地，实操教学效果差，一定程度上限制了安全技术与管理专业高职学生安全实操技能的提升。且基于学校诸如资金、场地等各方面的限制和行业的特点，不可能将隧道工程、铁路工程、桥梁工程、房建工程、道路工程、轨道工程等安全工程所涉及的所有专业及安全隐患涉及的工序全部建设于校内，加之疫情防控等特殊原因，安全实训课程难以实现“出校入企”。

虚拟仿真实训教学环境可有效解决安全类专业部分实训因体量大、成本高、不易复制等导致学生难以实现全程体验的问题[4-5]。陕西铁路工程职业技术学院工程造价专业群以“十四五”规划和产教融合为契机，对接职业本科教育培养的实训基地建设理念，围绕安全技术与管理专业建设和人才培养需求，不断探索校企合作机制、基地建设模式、教学研究实践等教学路径，本文就陕西铁路工程职业技术学院综合实训基地建设成效进行探讨。

一、安全综合实训基地建设

（一）建设理念与内涵

陕西铁路工程职业技术学院安全综合实训基地全面践行“大安全”理念，整合建筑、公路、铁路、桥梁和隧道工程施工过程中涉及的安全技术与管理专业相关知识，对建筑、公路、铁路、桥梁和隧道安全分类，整合资源结构，着重囊括安全技术与管理专业所需的所有安全技能点。秉持高职学生技术技能成长规律，以共建、共享、共赢为原则，采取校企合作共建方式，以安全综合场景体验器材和虚拟仿真技术为载体，立足专业发展实际，结合陕西铁路工程职业技术学院现有实训基地进行安全技能实操、安全意识训练、VR技术全覆盖，集教学、科研、技术服务、技能鉴定和培训功能于一体，服务于专业建设和课程建设，有利于创新校企合作的办学模式和工学结合的人才培养模式，建成后的安全综合实训基地，根据安全员岗位需求和安全技术与管理专业学生人才培养方案开发教学资源包、制定实训教学标准，明确学生实习实训的目标、任务、方法、考核等要求，构建“任务驱动、行动导向”和“技术驱动、服务导向”的实践教学模式和培训模式，在提高教学质量的同时提高教师的技术服务能力[6]。从而形成校企共建、共享的安全技术与管理教育培训平台。使学院安全技术与管理教学实训条件达到全国同类高职院校领先水平，为国家建筑、桥梁和隧道等安全技术与管理岗位提供高技能高素质人才，同时也可承揽企业相关人员再教育培训服务。

学校工程管理与物流学院安全技术与管理专业主要面向施工企业安全管理岗位而设置，根据市场动向和企业需求，结合行业岗位设置，确定人才培养目标。为建筑、公路、铁路、桥梁和隧道等工程单位、矿业单位、化工单位等培养安全技术员、安全监督员和安全评价员等高质量技术技能人才。安全虚拟仿真综合实训基地内涵建设包活：

1. 结合“实景实践教学、实体体验方式、计算机仿真模拟”等多种方式的行动导向教学理念，系统全面覆盖安全管理岗位实践工作内容。

2. 以共享和共赢为原则，校企合作共建安全综合实训实习基地，真正实现“企业安全培训有地点、学生实训实习有场所”，从而辐射院校所在城市相关企业，带动当地企业安全生产和高效发展。

3. 学生在理实一体的智慧教室和综合训练中心进行理论实践交替认识，从掌握施工安全技术及管理技能过程中发现问题、带着问题进一步深化学习。

4. 我国各行业高质量发展阶段，专任教师的双师素质能力只是教师的重要能力指标之一。校企深度合作，共建“师傅型”和“虚实兼修型”的师资队伍[7]，才能适应社会信息化发展需求。

5.通过现场同比例实物操作来完成实践教学，大型和特大型机械施工和其他不易实践操作项目也通过信息化仿真模拟等手段达到实践训练效果。

6. 从“软技能”的实践意识提升来提高学生就业岗位的综合素质。在具体实训任务驱动下，师生讨论，培养学生独立识别安全风险，独立地制订安全整改措施的能力，学生通过风险处理实践过程，安全核心职业能力得到提升，理论知识体系和实践经验完成搭建。

（二）总体框架

虚拟仿真实训系统平台以AI、AR、MR、全息裸眼、CAVE等技术为支撑，以隧道工程、铁路工程、桥梁工程、房建工程、道路工程、轨道工程等安全技术与管理专业涉及的所有工程项目类型为方向，通过学、训、赛、考四个环节实现系统化教学，学生多维、多场景、多元化学习安全知识和技能，提高了综合素质能力。虚拟仿真实训室管理平台架构（见图1）。

（三）建设规划方案

安全综合实训基地建设主要由信息化建设、多媒体技术、虚拟现实技术等组成，兼顾可重复使用、维修方便的原则。具体借助安全训练中心、智慧安全培训教室和安全虚拟仿真室三个实训室展开课程实践教学研究。

1. 安全训练中心

安全训练中心主要包括 20 项安全训练项目：安全带使用训练、安全鞋撞击训练、安全帽佩戴训练、洞口坠落训练、综合用电训练、灭火器演示训练、消防展示、钢丝绳、墙体倾倒、垂直爬梯、护栏推到、平衡木训练、劳保用品展示、现场急救训练、隧道（火灾）逃生训练、机械伤害、氧气乙炔连接训练、移动平台倾倒、马道、盘扣式（碗扣式）脚手架。材质主要采用镀锌钢，经久耐用，防锈蚀、防腐耐磨。所有项目与课堂教学模块均有对应，包括特殊工种体验，让本专业学生能够“不在其位知其难”。安全防护用品体验让学生切实感受到劳保用品重要性。通过墙体护栏倾倒体验来分析安全隐患来源，培养学生细致入微的安全职业素养。逃生训练和急救训练项目等旨在培养安全技术与管理专业学生的综合素质能力和临危不惧的意识。

2. 智慧安全培训教室

智慧安全培训教室整合各项资讯设备，通过完善的网络通信技术，运用3D学习资源、考核平台、竞赛系统等手段，提供“高效教、高效学”的动态学习环境。包括智慧教室基础设备、环控系统、智能控制后端管理、竞赛交互区、施工安全3D学习资源包、施工安全考核平台、施工安全竞赛系统等。结合“理實一体”“空间共享”“硬件共享”的理念，设计“联动”主题的静态互联网（多媒体）教学区及集竞赛、主动式3D立体融合的动态实训区两个区域。

静态互联网（多媒体）教学区配备智能讲桌、86寸双拼黑板及75寸6台多功能一体机，可实现多台设备联动或独立使用，可支持校内常用的智慧职教、中国大学MOOC等平台;支持《安全标识认知系统》的运行;也可支持其他常用的PC端虚拟仿真软件。动态实训区配备3D投影机、动作捕捉相机、服务器、竞赛一体机等设备及《工地标准化建设软件》（安全文明工地）《安全知识抢答系统》《安全隐患排查系统》及《施工安全3D学习资源包》等软件。

3. 安全虚拟仿真室

施工安全虚拟训练室采用虚拟仿真技术模拟工作场景，并且通过嵌入式学习内容创建实际工作现场的虚拟训练，虚拟现实安全培训具有灵活性，使学习者能够在各个场景间自由活动，在安全和自由的环境中接受培训。学生可以识别复杂多变的工作场所情况，并掌握有关流程和技能知识。采用“情景式+体验式”的教育模式，强化安全意识的培养，以任务过程调动自我保护的积极性和自主性，通过不断训练，利于提高学生应对危机的应急处理能力。

（四）建设成效

安全技术与管理专业校内综合实训基地在经过前期充分调研与论证后，先后于2021年到2022年上半年完成整体建设工作，按照规划和设想的方案，建成三个训练室。同时，按照新版人才培养方案指南，先后完成安全技术与管理专业大一和大二两个年级的校内实训任务，课堂效果显著，学生满足度极高。

二、研究创新

从实践教学需要出发，以满足社会对高技能型人才的培养需求为目的，在拟建“安全综合实训基地”的基础上，结合陕西铁路工程职业技术学院现有高速铁路、高速公路、隧道、房建实训基地进行安全技能实操、安全意识体验、VR技术全覆盖，建立一个可满足陕西铁路工程职业技术学院土建类专业的安全技术与管理实践教学的职业教育企业培训双功能型实训基地。具体从“8个方面”入手，应用“12款软件系统”“7种前沿技术”，覆盖“5个施工领域”、涵盖超1000余个知识点（实训点）优质资源，贯穿“学、训、赛、考”四个环节。

8方面：安全训练、施工现场（过程）安全管理、设备安全管理、隐患排查、沉浸式事故体验、事故预案、事故应急救援、安全考核。旨在重点控制施工安全隐患风险点，从“人”“材”“机”“管”等元素出发，全方位进行安全施工监管展示，利用虚拟仿真事故体验激发学生学习兴趣，以事故隐患排查为考核任务，模拟实际施工案例场景，以虚拟事故后果及应急救援成效为考核参考，测验安全管理人员隐患排查能力和应急处理能力。同时，教学过程由“室内”转“室外”，以安全训练体验增强学生对事故的警觉性，提高学生居安思危意识和安全责任意识，培养高质量安全管理人员，真正实现“全方位”育人。

12款软件系统：AR施工安全训练项目学习系统、安全文明施工现场虚拟仿真系统、施工安全3D学习资源包、安全标识认知互动软件、施工安全“隐患排查”竞赛系统、施工安全考核平台、BIM虚拟现实平台、施工安全VR虚拟仿真系统、施工安全CAVE沉浸式学习系统、施工过程安全风险学习系统、施工过程安全风险辨识AR互动学习系统、施工安全工机具虚拟学习资源包。全面围绕安全管理人才培养的八个方面，定制开发对应安全软件系统，通过3D资源包的体验和实训教学，学生不仅能够识别施工现场的安全标识和安全文明工地中的安全元素，也可以通过沉浸式场景体验，挖掘施工场景安全隐患点，做到知识点与场景完全匹配。课前、课后利用线上学习系统和竞赛系统进行任务布置，监管学习情况，从而实现“全过程”育人。

7种前沿技术：AI、AR眼镜、沉浸式VR、AR划屏、MR、全息裸眼、CAVE。

5个施工领域：桥梁施工、城轨施工、隧道施工、房建施工、线路施工。针对5个施工领域分别设置体验课程清单，涵盖急救演练、机械安全、消防安全以及综合用电安全等通用课程项目，公路、铁路、房建、桥梁以及隧道专业课程包括六大安全事故以及特定其他事故项目。采用“情景式+体验式”的学习模式，为学生营造仿真的职场环境、良好的游戏情景和挑战的学习氛围。实现安全技术与管理理实一体化教学，形成具有专业特色的人才培养模式。

三、结语

综合来看，安全虚拟仿真综合实训基地在建筑工程、路基工程、桥梁工程以及隧道工程施工中融入“大安全”理念，充分应用“VR+AR+新一代信息化技术”，真实模拟施工现场，对安全元素进行精确把握。基地将安全技能实操、安全意识训练、VR技术全覆盖，集教学、科研、技术服务、技能鉴定和培训功能于一体，依托人才培养方案中的实践教学作为支撑点，进一步契合国家创新驱动战略，保持其在人才培养、社会服务中的先进性、示范性[8-9]。

要实现提高学生综合技能的目标，必须以安全生产、安全管理和安全服务一线岗位要求为立足点，从安全管理实际工作过程出发，建设囊括专业所有安全技能点的多功能实训基地，必须坚持“理实一体”和“虚实一体”教学，通过虚拟现实技术，从听觉、视觉等方面营造沉浸式培训环境，实现交互式的隐患排查技能仿真训练、考核评价和培训管理等功能，弥补实景训练场馆面积有限的先天不足，真正实现“一室多用”，形成具有专业特色的安全综合实训基地。

参考文献：

[1] 孙诚，宗诚，聂伟. 我国职业教育发展的成就、问题与对策建议—— 《教育规划纲要》十年回顾与展望[J]. 职业技术教育，2021，42（07）：6-12.

[2] 王曉光. 职业院校虚拟仿真实训基地建设模式探索[J]. 青海教育，2021（Z3）：92+94.

[3] 石伟平，郝天聪. 产教深度融合 校企双元育人—— 《国家职业教育改革实施方案》解读[J]. 中国职业技术教育，2019（07）：93-97.

[4] 张志，赵鹏飞. 广东建筑行业职业教育虚拟仿真实训基地建设实践[J]. 职业教育（中旬刊），2021，20（09）：25-28.

[5] 高伟，田亮，刘姹，等. 道路桥梁工程虚拟仿真实训系统开发与研究[J]. 实验科学与技术，2020，18（01）：155-160.

[6] 曹玉平. 高职院校校内生产性实训基地的分析与研究[J]. 职教论坛，2015（36）：83-87.

[7] 叶明君. 高职院校虚拟仿真实践教学体系的构建[J]. 浙江交通职业技术学院学报，2020，21（03）：51-54.

[8] 郭宇超，陈雷，李媛媛. 应用技术大学校内实训基地建设探索与实践[J]. 中国教育技术装备，2020（22）：132-134.

[9] 杨祖幸，陈艳，赖春霞. 实验教学示范中心可持续发展模式探索与实践[J]. 实验技术与管理，2018，35（07）：221-223+228.

（责任编辑：汪旦旦）