警察院校课程实训教学中虚拟现实技术的应用研究

王天瑞

关键词：警察院校课程；实训教学；虚拟现实技术

0 引言

高职教育是以技术运用、技能训练为主，以提高学生的动手、操作、处理问题的能力为重点的教育。近几年，警察类高职院校课程实训教学手段发展迅速，实训设备条件也变得更加完善。但在当前的警察院校课程实训教学中，仍然存在一些不足，例如复杂的、逼真的、高危的训练场面难以实现，实训课程覆盖率较低等，而虚拟现实技术可以很好地弥补这些不足[1]。高职警察院校课程培养的是实用型、技术型人才，对实训课程的创新性和挑战性提出了更高层次的要求，虚拟现实技术在其中发挥着更多作用。

1 警察院校课程实训教学现状

1） 实训学时普遍不足。目前我国警察院校在实习过程中，由于实习环境的限制，实习过程中很难对实际工作进行全面的体验，导致实习质量不高。具体而言，当前警察类高职院校实训教学主要有企业实训、校内实训两种方式。在这些实践活动中，大多时候都是在期末或者是在毕业之前进行，实际训练课时所占比例过低，不能有效地组织学生对各项专业技能展开全面、细致的操作，实践活动的结果普通[2]。

2） 实训场地或训练设备受到限制。警察院校的专业中，多数校外实训场地涉及司法所、矫正中心、强戒所等涉密场所，这些场所因其特殊的工作性质以及地理位置造成学生实习实训协调、交通、技能掌握受限，校外实习受众面较小。而校内实训场地更新换代较为缓慢，不能跟上时代步伐，没有配备最先进的训练设施，学生无法进行相应的实践训练，训练的内容与第一线的实际情况有较大出入。而且不是所有的学生都能参加实践训练，大部分学员都是以“小组”的方式进行，使得实际的训练变得空洞。

3） 缺乏对学员进行高危作业的培训。警察类院校的实训教学内容具有一定的危险性，比如警械器具使用等作业如果在实训室中进行有关的实际操作，那么很有可能会引起一些安全问题。在实训过程中，实训指导教师往往只关注于参观和撰写报告，实训的质量并不高，效果不理想。

2 警察院校课程实训教学中虚拟现实技术的现状和优势

2.1 现状

1） 投入的资金有限。当警察院校在使用虚拟现实技术的时候，会对虚拟现实实训教学的建设进行资金方面的投入，投资金额较大，但部分院校对于虚拟现实实训室的建设资金非常有限。在一定程度上，会影响到软硬件的建设效果，进而对实际训练的教学效果产生影响，这不利于虚拟现实技术的应用。

2） 器材有限。在警察院校的多数实训场景都是需要佩戴VR头盔使学员进入到虚拟环境中，从而达到身临其境的目的。部分学员会有头晕的感觉，从而影响到他们的日常工作；在一些硬件设备上，三维模型技术的运用还不够充分，在时间、物质、动作三个维度上缺乏真实感，使学生难以获得身临其境的体验；一些硬件系统的响应时间过长，可靠性和实时性不高。

3） 缺乏教育资源。警察院校很多专业由于其特殊性和稀缺性，在虚拟现实技术的应用背景下，对教育资源进行开发的过程中存在着较大的难度，能够购买到的教育资源非常有限[4]。

4） 教师资源缺乏。由于虚拟现实技术在警察院校实践教学中的运用还处于起步阶段，教师对其认识还不够深刻，无法将其与警察院校教学和实践教学相结合。与此同时，要想有效地使用虚拟现实技术，就需要警察院校的教师具备一定的技术素质。目前，部分警察院校的实训指导教师在对虚拟实境训练中心的软件、硬件等方面还存在着一些问题，严重制约了虚拟仿真教学的发展与应用。

2.2 优势

1） 针对实训情境和教学方式进行充实，利用虚拟现实技术可以对所有操作情景进行模拟，从而有效地解决了警察院校实训设备缺乏的问题，能够有效地加强学生的实际操作能力，并弥补传统多媒体教学的不足。警察院校在虚拟现实技术的基础上，可以构建一个模拟平台，建立多种实践教学情境的仿真模型；学生可以使用智能手机、电脑、VR眼镜等虚拟现实设备在被安排的虚拟环境里接受各种培训。目前，可以将其与传感器技术、人机交互技术、媒体嵌入技术、3D建模技术等结合起来，扩大模拟平台的作用，以达到对实训教学的各种要求。

2） 保证实训的安全性，模拟实习环境对学员没有产生现实危害。在此基础上，通过对各种危险的操作进行仿真，扩大实习的教学内容。

3） 降低實训费用，虚拟现实教学能够降低对训练仪器设备的维护维修以及训练材料的消耗[3]。在此基础上建立的模拟平台的维护费用会大大降低，为警察院校节省了大量的实践和教学费用。

4） 实践训练具有较大的任意性，学员能够突破实训教师、时间和空间的限制，挑选出自己想要提高的技术，进行实践训练，可以有更强的选择和目标，进而促进学生的学习热情。

3 警察院校课程实训教学中虚拟现实技术的应用对策

针对在警察实训教学中存在的一些问题，应该从教师、软硬件、资金和资源四个方面入手，建设高质量的虚拟现实实训教室，从而为学生营造高质量的实习环境，提升实践教学层次。

3.1 增加实习训练资金

警察院校要增加虚拟仿真实践教学经费的投资，并对虚拟现实软件平台进行优化。教育部在2018年和微软公司签订了高职技术学院的联合计划，为我国高等警察院校的虚拟现实实训基地的建立提供了可资借鉴的经验。以此为依据，警察院校可以在合理计划教育支出时与企业单位开展双赢合作，利用企业单位的社会资本引入国外的先进仪器，实现虚拟现实训练中心的目标。

3.2 引入先进的平台系统

虚拟现实技术在院校平台系统中的应用是为了让学生的实训体验得到提升，警察院校应该与科技企业进行更多的合作，引入先进的实训平台系统，从而将虚拟现实技术推广到更多的专业实训教学中。在此基础上，针对各学科的实际情况，搭建面向各学科的实验平台。

针对部分实操能力要求较高的课程，比如计算机信息安全、社区矫正实务、痕迹检验等，在建立VR虚拟仿真训练室的过程中，制定指导方针并对该平台进行扩充，实现虚拟现实协同，为实际训练提供硬件支撑。在扩大功能的同时，合理设定教学、5DT数据手套（增强物理真实感、智能感知学生操作）、考练（虚拟考试、教师演示）等功能，对学生的虚拟体验进行优化。在VR协作方面，将虚拟现实装置的把手与头盔装置的连接进行优化，并对其进行360°的精准跟踪。另外，该系统还能实现多个地点的远程协同，使分处各地的学生有能力在某段时间里完成实训，为职业院校的实训和教学提供了极大的便利。

3.3 强化教研工作

警察院校要根据不同的专业特征和需求，合理加強教学资源的运用，确保在所有专业的训练项目中都能使用虚拟现实技术，这样可以丰富实际训练操作内容，拓展学生的动手能力。在警察院校的教学实践中，可以通过两个途径在虚拟实境中获取教学资源。

1） 采购教材。警察院校可以与技术公司进行合作，建立教学、研究基地，通过与企业的各种实习资源共享，培养出更多的高素质的人才。基于该模型，警察院校可以通过向企业以较低的成本购买有关专业的虚拟实境教学资源从而降低购买的成本，同时也能更好地满足实际训练和教学的需要。

2） 发展教育资源。为在警察院校中节约教育经费，拓展虚拟实境教育资源，警察院校应当加强自身的学习研究，并针对不同的警察院校的教学资源进行有针对性的开发，以增强警察院校的综合能力和有效性。在对虚拟现实教学资源进行开发的过程中，警察院校应该将自身的优势发挥到最大，对各个专业的实训教学需求进行深入的调查，并为开发虚拟现实资源对专业老师进行工作安排计划，同时与之合作，向合作企业授予向其提供项目研究成果的优先权。在此基础上，通过对教学资源的优化构建，对实践教学课程体系进行创新设计，对虚拟教学资源进行规范和合理使用，并对实践教学进行“虚实结合”，以保证实践教学的常态化和持续性[5]。

4 警察院校教育教学实训中虚拟现实技术的实践应用实例

以虚拟现实训练为基础，对其在警察训练中的运用进行归纳，并对其实施的关键问题进行探讨，以期对高等职业学校如何更好地运用虚拟现实技术进行训练进行有益的探讨。根据各专业的特征，对各种实训教学资源进行开发，并从多个方面对虚拟现实技术进行运用。

4.1 计算机信息安全实训教学

网络虚拟教学可以在用户界面上进行，但也要确保仿真场景与真实场景的一致，学生要能将其中出现的问题当成实际问题来处理，才能获得理想的结果。这也就对该实验的设置提出了更高的要求，必须要有专门的人来进行综合的情境设计，能确保实验的真实性。而学生在实验时，最重要的就是进行实验的反应回馈，如果不能在虚拟实验中得到相应的反应，那么就很难实现实验的目标。教师应围绕技术难点，精心做好网上虚拟教学系统的前期筹备与研制工作。仿真实验要注意科学性的指导，网络仿真实验教学在展示实验方面更加细致、生动，所以要站在学生的立场上，给他们安排由浅入深的学习过程，并在某些地方给他们留空白，让学生去填充。计算机信息安全实训室如图1所示。

4.2 社区矫正宣告程序实训教学

社区矫正宣告程序的虚拟现实教学，通过虚拟现实技术还原社区矫正宣告的情景，用不同的任务和角色扮演来模拟整个宣告的过程，为学员们提供了可以在虚拟世界中随时在任何地方进行社区矫正宣告环节的实习机会。为了让每位同学都能有足够的经验并投入自己的角色中去，在社区矫正宣告虚拟仿真模拟中，采用高效率、高灵活性的创新模式，实施个性化、自主化教学，学生自选社区矫正宣告员、书记员、社区矫正对象、矫正对象的家属及监护人、社区志愿者等角色进行高度仿真的体验操作与模拟。这种教学模式更有利于培养学生的职业技能，使教师能够圆满地完成教学任务，提高学生的实际操作能力。

5 结束语

总之，将虚拟现实技术运用于职业教育实践，可以有效地解决目前职业教育实践中缺乏实验设备和高风险操作的实习培训问题。警察院校在提供实践训练经费的问题上，增加实训资金的投入，对平台系统进行创新开发，对教学资源进行强化，并对专业的师资队伍进行培养，从实训平台、实训课程和实训教师等方面入手。对虚拟现实技术进行合理开发和利用，充分发挥其自身的优势，从而获得理想的实训教学效果，培养出更高质量的应用型人才。