基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学模式探索与实践

张鹏

在开发水利工程施工安全教育虚拟仿真平台和建设施工安全技能训练实践操作平台的基础上，学校积极探索构建基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学模式，并面向学校“双高”水利水电建筑工程专业群学生开展基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学实践，同步开展教学效果评价，不断地完善和优化，最终形成基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学模式，可达到提升水利工程施工安全教育教学质量、培养学生具备水利工程安全施工技术技能的目标。

一、研究意义

（一）开展水利工程施工安全教育是水利工程建设安全生产的迫切需要

党的十九大报告提出，要“树立安全发展理念，弘扬生命至上、安全第一的思想”。当前，水利工程建设面临投资体量大、项目多、建设进度紧、质量要求高的形势，加之全球气候变化加剧，局部突发性暴雨、洪水和超强台风引发山体滑坡、泥石流等自然灾害增多，水利工程建设掀起新高潮的同时，也迎来安全生产的新挑战。

高职水利类专业学生毕业后初次就业主要为施工员、质量员、安全员、材料员、资料员等水利工程建设项目施工现场一线的岗位。水利工程项目有施工周期较长、施工现场环境复杂、参与工种较多、施工流程复杂、施工工艺繁琐、施工作业条件恶劣等特点，施工人员所面临的危险源种类多，涉及范围广，施工现场需要注意的安全事项比较多，如果施工人员没有较好的职业安全素养，就极易发生安全事故。统计资料表明，刚入职的新员工是水利工程现场施工事故的高发群体，其最主要的原因是新员工安全意识不强、安全技术知识匮乏以及面临事故的应变能力不足等。

面对我国当前水利工程安全生产的严峻形势和企业对具有较高职业安全素质人才的强烈需求，全面提升高职水利类专业学生的职业安全素质已迫在眉睫。在当前水利建设蓬勃发展的新形势下，开展水利工程施工安全教育教学，提高水利工程施工人员的安全技能和事故防范能力，有效预防生产安全事故的发生，搞好水利工程建设的安全生产，具有重要意义。

（二）虚实结合实践教学是提升水利工程施工安全教育教学水平的有效途径

虚实结合实践教学，是虚拟仿真实践教学和现场实践教学相结合的实践教学模式，兼具虚拟仿真实践教学时空无限和现场实践教学亲身体验的优点，并且互补了各自的不足。传统的水利工程施工安全教育主要是通过课堂教学，教师往往采用“口传身教”的单一教学模式，难以让学生感受到施工现场真实情况的环境，缺乏趣味性和实用性，学生很难有效吸收并加以运用，效果参差不齐，无法使安全意识和安全知识真正深入每一个受教育的学生心中，而通过虚实结合实践教学，可以在教学实践中发挥虚拟仿真实践教学与现场实践教学各自的特点和优势，有效弥补传统施工安全的不足。既可以通过虚拟实践平台拓展教学时空，弥补传统教学不足，模拟施工现场真实情况的操作环境，使学生“身临其境”，“亲历”水利工程建设过程中可能发生的高频危险事故，如高处坠落、基坑坍塌、机械伤害等场景，增强趣味性和实用性，使学生切身感受到安全的重要性；又可以通过现场实践教学，开展安全帽、安全带等防护用品佩戴、消防灭火、安全用电和安全急救等安全技能训练，提升学生的动手实践能力，培养学生的安全技能。因此，开展虚实结合的水利工程施工安全教育实践教学是增强学生施工安全职业安全素养的有效途径。

二、水利工程施工安全教育教学现状

水利工程施工安全教育对水利安全生产工作全面开展起着举足轻重的作用，是保障安全生产的根本途径和方法。根据调研，目前学校在水利工程施工安全教育教学方面存在以下问题。

（一）注重水利工程施工技能培养，安全职业素养重视程度不足

高职教育是培养工程建设一线的高素质技术技能人才，在人才培养过程中强调专业技能的培养，对安全素质培养往往不够重视。水利工程施工岗位对职业安全素质要求非常高，但施工安全知识却往往在施工专业课程中被一带而过，学生没有进行专门的施工安全理论知识的学习和安全技能的培养，导致进入工作岗位后安全意识不足。

（二）水利工程施工安全教育教学手段单一，实用性和趣味性不够

学生在校期间对水利工程施工安全知识的学习主要是通过课堂教学，教师往往采用“口传身教”的单一教学模式，并且难以为学生提供接近施工现场真实情况的环境，无法使其“身临其境”，缺乏实用性和趣味性，学生很难有效吸收并加以运用，效果参差不齐，无法使安全防范意识和安全知识真正深入每一个受教育的学生心中。虽然在一些专业实践课中会进行相关的安全教育，但主要还是保证学生在实训室操作中能够安全完成教学目标，而实训室中的操作环境与施工现场操作环境还是有较大的区别，无法使学生切身感受到安全的重要性，真正树立安全意识，培养效果非常有限。

三、水利工程施工安全教育研究综述

一些水利工程一线建设及安全管理人员结合实践对如何有效开展施工安全教育进行了一系列研究和探索，如吴俊等针对小型水利工程施工安全生产教育不够规范，缺少经常、系统、规范的安全教育培训计划，不注重安全教育培训效果，不能有效操作等问题，提出了在开展安全生产教育培训工作时，要根据情况制定相应的方案、培训时间、培训内容等，依法开展形式多样、生动灵活、直观性强、有的放矢的培训。[1]宁海龙等分析指出水利水电施工安全教育培训工作存在教学形式单一、授课的实用性和趣味性不够，教学过程中，过于注重技能培训，在教学模式上采用满堂灌、过堂式的教学方法，知识难以被理解吸收等主要问题，提出了安全教育方式多元化，制定培训方案，规范培训行为等有效措施。[2]

针对施工安全教育存在的问题，相关人员开始探索利用虚拟现实技术（VR）、建筑信息模型化（BIM）等虛拟仿真技术解决施工安全教育中存在的问题。如王萍等通过分析指出，利用VR 技术的多感知性、沉浸性、交互性和构想性等特点，结合水利工程安全培训的要求，可开发出VR 体验式安全培训平台，让参与培训者在模拟实际情景中亲身体会并切身感受到不安全行为带来的危害，产生持久的震慑力，进而提高施工人员的安全意识和素质。[3]孙领等基于建筑信息模型化（BIM）+虚拟现实技术（VR），开发出具有逼真、交互作用特点的安全培训系统，并用于海外项目施工安全生产培训，取得了事半功倍的效果。[4]

虽然虚拟现实技术能够拓展教学时空，为学生提供接近施工现场真实情况的操作环境，增强了趣味性和实用性，提升了学生的安全意识和安全知识，但是在锻炼学生实践动手能力方面，仅依靠虚拟仿真是不足的。近年来，体验式安全教育逐渐成为安全教育的新方式。姚宏枝等阐述了体验式安全教育是在教师的引导下，学生在模拟或真实环境中亲身体验，形成对安全意识、方法、工具的深入认识，掌握相关的安全技能并應用于实际工作中的安全教育活动，是一种以体感设备为载体的“体验式”安全教育。[5]胡春明指出，体验式培训方式强调以学员为中心，即“以学为主”，通过学员亲身体验和心灵感悟获得知识和技能，改变自身的态度和行为。[6]具有以学生为中心，以应用为导向，在真实的或模拟的情景中进行演练，使学生亲身参与其中去感受、感悟、总结与反思。王明虎等指出，与传统讲授式安全教育相比，体验式安全教育通过科学合理的手段，让体验者通过身处真实或模拟安全生产危险环境，亲身体验安全隐患对个人所产生的触动，提高体验者的安全意识和认识，有效强化安全教育的效果，从根本意识上杜绝安全生产事故的发生。[7]

四、水利工程施工安全教育教学实践

（一）依托学校“双高”计划实践建设项目，探索水利工程施工安全教育虚拟仿真平台和现场安全技能训练实践操作平台协同建设

通过运用BIM+VR技术开发水利工程施工安全教育虚拟仿真系统，模拟水利工程施工过程中的高处坠落等高频发生的危险场景和险情，结合先进的体感设备，使体验者“亲历”水利工程建设过程中不同的事故场景，给人以超现实的体验和极强的震撼力，使体验者通过切身感受真正树立起安全意识，并通过讲解、互动等方式，学习安全预防与应急处置的知识。

施工安全技能的提升，除了树立施工安全意识和学习安全知识之外，离不开实践操作能力的训练，因此，通过搭建施工安全技能训练实践操作平台，开展安全帽、安全带佩戴、灭火器操作等多种安全技能现场实践操作项目，以培养学生的安全技术技能（图1）。

（二）综合运用施工安全虚拟仿真平台与现场实践操作平台，开展基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学实践

面向学校“双高计划”水利水电建筑工程专业群学生，按照水利工程施工安全知识学习、安全意识提升、实操能力锻炼和安全技能考核的教学环节，开展基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学实践，其中水利工程施工安全知识学习、安全意识提升主要在施工安全虚拟仿真平台上进行，实操能力锻炼主要在水利工程施工安全技能训练现场实践操作平台进行。

在安全知识学习环节，利用水利工程施工安全技术与管理知识学习系统上丰富的教学资源，如微课、视频、动画、题库等，开展施工安全知识的教学，内容涵盖国家和行业关于水利工程施工安全的最新标准、规范，以及施工安全专业技术知识等。在安全意识提升环节，利用水利工程施工作业典型事故模拟体验VR系统，使学生体验水利工程施工高频发生危险事故，树立安全意识，并通过操作和问答等交互式方法，学习安全预防与处置的知识。在实操能力锻炼环节，开展安全帽、安全带正确佩戴，消防灭火器使用，安全用电等安全技术技能实操，提升学生的实践动手能力。在安全技能考核环节，开展施工安全知识考核和安全技术实操考核。其中，水利工程施工安全知识考核测试学生对施工安全知识的掌握情况；安全技术实操考核学生的施工安全实践操作能力水平。根据学生的考核结果，开展针对性的讲解和训练，全面提升学生的施工安全技术技能水平（图2）。

（三）开展虚实结合的水利工程施工安全教育教学效果评价，完善虚拟仿真平台与现场实践操作平台，优化虚实结合的水利工程施工安全教育教学模式

在开展基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学实践过程中，运用全方位的评价体系，客观全面地评价教学过程中存在的问题和不足，不断地完善虚拟仿真平台与现场技能训练操作平台，优化基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学模式。

五、结束语

（一）协同虚拟实践平台与现场实践操作平台，虚实结合综合提升水利工程施工安全教育教学效果

协同运用水利工程施工安全教育虚拟仿真平台和水利工程施工安全技能训练实践操作平台，既通过水利工程施工安全教育虚拟仿真系统创造出具有逼真、交互作用特点的水利工程施工生产环境，以及先进的安全体验体感设备，使学生身临其境地感受典型水利工程的施工过程的危险场景，增强学生的学习兴趣和参与意识，提升安全意识；又通过水利工程施工安全技能培训操作实践平台，锻炼学生安全技能，培养学生的实践动手能力。虚实结合，综合提升水利工程施工安全教育教学效果。

（二）以学生为中心，创新水利工程施工安全教育教学模式

传统的施工安全教育教学方式通常是教师在课堂中处于主导和控制地位，学生只需专心听讲、认真记笔记，是被动的接受者，而基于虚实结合的安全教育教学模式是以学生为中心，要求学生发挥主观能动性，亲身参与其中去感受、感悟，使学生从内心深处产生共鸣，产生提高安全意识、技能、态度、行为的效果，将施工安全学习动机从“要我学”转变为“我要学”。

参考文献：

[1]吴俊，景浩.浅谈小型水利工程施工安全生产教育的有效途径[J].杨凌职业技术学院学报，2013，12（1）：37-39.

[2]宁海龙，王纯高.浅析水利水电施工企业安全教育培训[J].四川建筑，2016，36（3）：86-87.

[3]王萍，元黎明.基于VR技术的建筑工程体验式安全培训的SWOT分析[J].建筑安全，2018，6：24-26.

[4]孙领，徐阳.BIM+VR技术在海外项目安全培训中的应用[J].中国水运，2020，20（2）：33-34.

[5]姚宏枝，侯洋.体验式安全教育培训研究与探索[J].北京石油管理干部学院学报，2019，26（02）：77-79.

[6]胡春明.体验式培训：让施工安全教育不再“纸上谈兵”[J].中国勘察设计，2017，（09）：76-79.

[7]王明虎，王璐.建筑施工现场体验式安全教育探索[J].低碳世界，2017，（26）：204-205.

[本文受到广东省高职教育教学改革研究与实践项目（基于虚实结合的水利工程施工安全教育教学模式探索与实践，项目编号：GDJG2021239）、广东水利电力职业技术学院教育教学改革研究与实践项目（基于虚实结合的水利类专业职业安全教育教学模式研究，项目编号：JGXM010GZ05）资助。]

责任编辑陈春阳