虚实结合、四位一体的安全防范技术专业课程体系化建设

罗婷婷，叶瑞辉，余 磊

（1.浙江安防职业技术学院，浙江 温州 325016；2.安防工程技术研究所，浙江 温州 325016）

1 专业课程背景及现状

1.1 专业课程背景

新科技蓬勃发展，新兴产业不断涌现，经济结构和社会形态调整重塑，都对中国职业教育发展提出了新的挑战和要求[1]。职业教育自身要实现高质量发展，必须高质量发展实训、实践环节，而传统的实训、实践环节面临着高投入、高损耗、高风险，以及实施难、观摩难、在线难等实习中的困境。且各课程传统实训室均是单独针对某一门课程建设的，课程之间较难实现共享实训室，导致建成后的实训室利用率不高。如何在传统的实训、实践环节上结合信息化技术，开展实验教学模式创新，实现实训室多门课程共享已成为当前高校实验室建设和发展的重要研究方向[2-3]。

“智能化工程设计”“综合布线”“智能视频监控技术”“入侵报警与出入口控制技术”作为安全防范技术专业4 门专业核心课程，无论以后是从事技术支持岗位、智能化项目工程师还是网络工程师都离不开这4门课程的相关知识与技术。这4 门专业核心课程具有很强的实操性，培养的安防专业人才能够从事智能化工程的设计、施工、测试、验收等工作，能够胜任各类安防企业技术服务、安防设备调试、检修等相应岗位。4 门核心课程均需在智能楼宇上进行操作且均已建好传统实训室，但类似“综合布线”课程中的建筑群子系统施工等具有较高的风险，不适合进行实景教学。因此，如何进行安防专业课程体系改革，提高整体的教育质量，使得学生能够更好地掌握4 门核心课程专业知识及技能，是一个亟需解决的问题。

1.2 存在的问题

安防防范技术专业作为浙江安防职业技术学院的特色专业，很多专业核心课均具有自己的实训室，但各实训室之间很难进行共享，导致实训室利用率较低等问题。同时因本专业4 门核心课程均需要在智能楼宇上进行，在传统实训室中有些操作因具有较大的危险性，不利于学生直接操作，但若是直接采用理论讲解，职业院校学生又普遍存在空间想象能力较差的问题，不利于学生直接理解掌握。因此，要采用虚拟现实技术。当然，并不是所有的实践环境都需要虚拟仿真，也不是所有的实践实训环境都可以通过虚拟仿真来解决，需要将传统实训室与虚拟实训相结合，以虚助实，虚实结合，通过虚拟仿真技术解决实践教学中“三高三难”问题，解决“讲不清、下不去、动不得、看不见、难再现”这5个方面的问题。

虚拟现实不仅仅只能用于实训，也可以用于日常教学，让学生对一些较难理解或日常生活中较难接触到的知识点有更直观的认识，如竖井。同时，也能邀请教职工或企业单位来校进行虚拟现实技术或专业相关技术的培训。除此之外，因智能楼宇涉及消防安全、防雷防电等方面的设计，可在虚拟现实平台中增加本块知识点，通过沉浸式体验施工安全、消防安全等过程，切实提高学生安全意识。因此，针对安全防范技术专业，提出了基于虚拟现实技术，实现实训、教学、培训和科普四位一体，虚实结合的课程体系化建设。

2 相关工作

在众多信息化技术中，以仿真、虚拟现实技术和多媒体为核心的虚拟实验已经被广泛应用于实训、实践教学中，从而对传统的实训、实践教学起到辅助、部分替代甚至全部替代的作用[4-5]。学生可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果基本等价于在真实实验环境中所取得的效果。虚拟实验室是建立在虚拟实验环境之上，注重实验的仿真性和交互性，学生可在仿真平台上进行模拟操作并获得相应的数据结果[6-7]。国外学者SOLIMAN 等[8]提出用Lumion 搭建虚拟现实实验教学平台，EIRIS 等[9]将虚拟现实实验教学平台应用于建筑行业内计算施工危险指数和面向客户进行交互体验。

对于安防专业建设，已经有很多学者进行了研究。孙敏等[10]提出通过引入“1+X”证书制度，构建相对完善、合理、科学的课程体系，使学生在理论教学与实践教学体系的指导下系统掌握安防专业技术，完成职业技能等级证书考核，提高学生的就业竞争力。

3 虚实结合、四位一体课程体系建设

本文提出的虚实结合、四位一体的安全防范技术专业课程体系化建设，是将虚拟现实技术与传统实训室结合，构建“智能化工程设计”“综合布线”“智能视频监控技术”“入侵报警与出入口控制技术”4 门核心课程虚实结合的体系，实现实训、教学、培训和科普四位一体的课程体系建设。具体建设方法如下。

融合安全防范专业4 门核心课程教学内容。根据专业人才培养方案及各课程的课程标准，梳理核心课程的课程性质、目标和内容，将需要通过虚拟现实教学的课程内容及具有交集的课程内容梳理出来，建立课程体系。

以虚助实，虚实结合教学方法设计。将4 门核心课程中必须使用虚拟现实技术教学的内容抽离出来，组成一个虚拟现实教学资源库，并设计相关虚拟现实教学模拟情景。而将网线制作、光纤冷接等必须进行实操的实训操作内容分离出来，组成实地操作内容。将2 部分内容进行结合，让学生在通过虚拟现实直观地认识楼宇结构并进行虚拟操作的基础上，再进行实地操作，以虚助实，虚实结合，加深学生的理解，同时也能弥补部分无法实地操作的实训问题。

一“虚”多用，四位一体。除了将虚拟现实技术用于教学和实训之外，还能用于社会培训。无论是安防专业还是建筑专业，甚至是设计专业都需要学习智能楼宇的相关知识，因此，可以将智能楼宇的虚拟现实技术用于社会培训，为社会服务。同时，智能楼宇涉及消防安全、施工安全等方面内容，亦可作为科普内容，进行安全宣传，提高学生的安全意识，从而实现一“虚”多用，四位一体的课程体系建设。

3.1 梳理专业课程体系

本文根据浙江安防职业技术学院安全防范技术专业的专业人才培养方案及各课程的教学资料，梳理课程对应的教学内容，以智能楼宇为基础，将具有共性或相互间有一定联系且传统实训室无法直接进行操作的内容融合起来，形成虚拟实训内容。

智能楼宇虚拟技术知识体系如图1所示。将综合布线的智能建筑、垂直干线系统等内容与智能化工程设计的智能化系统、通信自动化等内容，入侵报警与出入口控制技术中的入侵报警系统、门禁系统等内容，智能视频监控技术中的不同场景的视频监控、实况接入等内容融合到一套的智能楼宇虚拟仿真平台上，学生可在平台上进行相关理论知识的学习并进行虚拟仿真操作，且所学内容之间具有一定的联系，有利于学生对整个课程体系进行理解。

图1 智能楼宇虚拟技术知识体系

3.2 虚实结合课程体系

用虚拟现实技术将虚拟实训内容呈现出来，可供学生学习并进行一些具有一定危险性且不适合实际场景中操作的实训，同时与每个课程传统的实训室结合，将传统实训与虚拟技术相结合，构建虚实结合的课程体系。让学生在用虚拟技术学习整个项目的内容和部分操作之后，再进行传统实训操作，有利于学生系统化学习知识点，且让学生对学习内容有了更直观的认识，同时能够提高学生的自信心及学习兴趣。虚实结合课程体系部分内容如图2所示。将各课程传统实训操作内容与需用虚拟现实技术构建的虚拟场景和操作 进行一一对应，实现传统实训与虚拟技术相结合。

图2 虚实结合课程体系部分内容

3.3 校企合作，共建共享，四位一体

与企业合作共同开发专用虚拟仿真平台，学校教师提供教学所需要的场景资料，如建筑图、各结构剖析图等，企业人员与教师共同合作开发出智能楼宇虚拟仿真软件，实现校企合作，共建共享。

智能楼宇虚拟仿真软件可用于安全专业4 门核心课程理论知识的教学，同时亦可用于危险性较高的实训操作。除此之外，还可以在培训及科普上进行应用。培训上，可为本校教职工提供专业技能培训，为学生提供“1+X”技能认证培训，为综合布线、智能化工程设计等岗位对应的公司人员提供技能及业务培训，也可为兄弟院校提供教师及学生技能培训。这样，不仅可以提高本校师生的技能，也可以为社会人士及兄弟院校提供相应的帮助。在科普方面，可将消防安全、施工安全、住宅安全等内容用虚拟现实技术呈现出来，为本校师生及社会人士提供沉浸式体验，提高安全意识。

4 结语

为实现“优质资源融合，虚拟现实结合，学校社会共享”的改革目标，本文整合了安全防范技术专业现有的实训教学内容与条件，建设虚实结合、四位一体的安全防范技术专业课程新体系。该体系将“智能化工程设计”“综合布线”“智能视频监控技术”“入侵报警与出入口控制技术”4 门核心课程中智能楼宇实训内容梳理融合，构成虚拟仿真与实践操作2 方面内容，每个课程既有虚拟仿真操作（解决“三高三难”问题），为学生实训操作提供安全保证，同时也有传统实训操作，使学生充分掌握实践操作方法，熟悉职业标准。

本文坚持“虚实结合，能实不虚”的原则，在高危实践环境下用虚拟仿真代替传统实训，能进行传统实训操作则尽量采用传统实训，充分利用现有时间条件形成虚实结合的实践教学方式。除教学与实训外，可有条件地进行对外开放，让社会人士或其他院校可通过申请加入共享计划，为社会服务。同时，将消防安全、施工安全、住宅安全等内容用虚拟现实技术呈现出来，用于安全宣传，为浙江安防职业技术学院师生及社会人士提供沉浸式体验，提高安全意识。