虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的運用

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【摘要】虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其高仿真性、多感知性以及自主交互性等特點，迅速在各垂直細分領(lǐng)域開花結(jié)果。尤其在教育行業(yè)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造的立體化感知型課堂，極大地拓寬了教學(xué)邊界，提升了教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在理論培訓(xùn)、事故體驗、科學(xué)實驗、應(yīng)急演練等安全工程教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究與實踐也正在如火如荼的進行。本研究課題從虛擬現(xiàn)實技術(shù)和安全工程教學(xué)的特點出發(fā)，尋找兩者之間的契合點，研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的最落地的應(yīng)用模式，為安全工程教學(xué)改革提供參考方向。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù)；安全工程；教學(xué)改革

1引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，簡稱VR技術(shù)，通俗來講就是用虛擬創(chuàng)造現(xiàn)實。即利用計算機技術(shù)生成一種多源信息融合的三維動態(tài)場景，使用者利用其可交互性，實現(xiàn)與仿真場景的反饋互動，從虛擬場景中或者“現(xiàn)實感”。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)迅猛發(fā)展，“十三五”規(guī)劃綱要中指出：“大力推進先進半導(dǎo)體、機器人、增材制造、智能系統(tǒng)、新一代航空裝備、空間技術(shù)綜合服務(wù)系統(tǒng)、智能交通、精準(zhǔn)醫(yī)療、高效儲能與分布式能源系統(tǒng)、智能材料、高效節(jié)能環(huán)保、虛擬現(xiàn)實與互動影視等新興前沿領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，形成一批新增長點。”“虛擬現(xiàn)實”位列其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用轉(zhuǎn)化及生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)也如火如荼的進行，也讓虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為與物聯(lián)網(wǎng)、增強現(xiàn)實、區(qū)塊鏈、人工智能、3D打印、無人機和機器人并列的核心科技。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育行業(yè)中的應(yīng)用大多聚焦于義務(wù)教育階段的通識教育，利用頭戴式、桌面式的VR設(shè)備進行以感知和體驗為主的趣味教學(xué)，但是缺乏在某一領(lǐng)域的縱向發(fā)展，不夠精，不夠?qū)?。安全工程教學(xué)要求既要教理論，又要引導(dǎo)實踐，既要傳授知識，又要培養(yǎng)技能，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提升，對安全工程教學(xué)也提出了新的要求，傳統(tǒng)的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容也亟待改變與升級。曾子力、劉方奎、王子君等人指出，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)去模擬危險性較高、組織較為困難的安全工程教學(xué)環(huán)境，借以實現(xiàn)應(yīng)急管理等知識的培訓(xùn)，西安科技大學(xué)消防實驗室，也正引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行安全及消防教學(xué)。但是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的真正落地使用，需要軟件內(nèi)容與硬件系統(tǒng)的配套使用，在真正的垂直領(lǐng)域，落地還很困難。不過將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與安全工程教學(xué)相結(jié)合并推動落地實施，既是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在垂直細分領(lǐng)域應(yīng)用的又一次突破，也為安全工程教學(xué)改革提供了新的解決思路。

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實的構(gòu)想性、沉浸感和交互性的三大特性打破了學(xué)習(xí)的時空限制，創(chuàng)造了豐富多樣的學(xué)習(xí)情境，海量的內(nèi)容與新穎的形式有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機，提升教學(xué)質(zhì)量并促進教學(xué)資源的均衡。

2.1激發(fā)動機，從“要我學(xué)習(xí)”到“我要學(xué)習(xí)”

學(xué)習(xí)動機分為外部動機和內(nèi)部動機，而真正能夠提升學(xué)習(xí)效果的是內(nèi)部動機。相比于“被動接受”，內(nèi)部動機所激發(fā)的學(xué)習(xí)行為強調(diào)“主動探索”。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)方式手段呈現(xiàn)上，實現(xiàn)了知識點從二維到全景三維的轉(zhuǎn)變，讓知識的呈現(xiàn)方式更加立體豐富，從而激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)體驗。從根本上改變學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)觀念，以探索者的身份去探索和擁抱學(xué)習(xí)內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用，能夠為教育工作者提供全新的教學(xué)工具，讓學(xué)習(xí)者在動手體驗中迸發(fā)自主創(chuàng)新的火花。

2.2豐富內(nèi)容，從“千篇一律”到“因材施教”

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將生物、物理、化學(xué)、工程技術(shù)、工藝加工、飛行駕駛、語言、歷史、人文地理、文化習(xí)俗等教學(xué)內(nèi)容進行制作與動態(tài)轉(zhuǎn)化，在豐富內(nèi)容的基礎(chǔ)上，虛擬現(xiàn)實技術(shù)營造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式演變?yōu)閷W(xué)生通過新型信息化環(huán)境和工具來獲取知識和技能的新型學(xué)習(xí)方式，符合新一輪教學(xué)改革的教育理念，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2.3促進均衡，從“僧多粥少”到“雨露均沾”

我國幅員遼闊，地區(qū)之間貧富差距較大，存在教學(xué)資源分配不均的情況。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)無論是軟硬件配置，教學(xué)師資和教學(xué)資源都非常豐富，而經(jīng)濟落后、地域偏遠的山村學(xué)校學(xué)生連接受最基本的教育都難以實現(xiàn)。各級政府和教育主管部門都在大力推進教育均衡發(fā)展，加大教育投資力度，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用將是解決城鄉(xiāng)教育資源不均衡問題的一把金鑰匙，有利于緩解教育資源兩極分化，擴大優(yōu)質(zhì)資源的分享范圍，能讓教育資源不再受限于地區(qū)和學(xué)校，讓教育發(fā)達地區(qū)的名教師通過虛擬現(xiàn)實課堂走進山村學(xué)校，能通過整體優(yōu)化教育資源配置，來縮小城鄉(xiāng)差距，實現(xiàn)教育公平，同時這也是教育扶貧的較佳途徑。

3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的應(yīng)用

3.1在安全理論培訓(xùn)中的應(yīng)用

安全工程教學(xué)涉及各類安全原理、理論及技術(shù)。安全相關(guān)理論具有高度的概括性和抽象性，而安全技術(shù)不僅涉及各類基礎(chǔ)設(shè)備和工具，還針對具體操作過程具有較高的要求。傳統(tǒng)的安全理論教學(xué)以教師講解輔以圖文資料進行，最終的教學(xué)效果很大程度上取決于教職人員的技術(shù)水平和學(xué)生自身的接收程度，因為理論學(xué)習(xí)不僅需要言傳，還需要意會。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓靜態(tài)枯燥的理論“動”起來，躍然于顯示終端，讓學(xué)員對理論知識的學(xué)習(xí)方式不僅僅局限于聽，而是近距離去感知，去觀察。將原本需要靠想象構(gòu)建的知識點，變成立體而又具象的情景展示在學(xué)生面前。以安全工程教學(xué)工業(yè)通風(fēng)及除塵中除塵系統(tǒng)為例。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)建除塵系統(tǒng)全工藝流程所涉及的三維模型，以三維模型為基礎(chǔ)既能夠?qū)崿F(xiàn)除塵系統(tǒng)各單元的結(jié)構(gòu)拆解、內(nèi)部原理模擬還原、除塵機理及塵土流轉(zhuǎn)等單個理論知識呈現(xiàn)，還能夠通過模擬，實現(xiàn)一整套除塵系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)原理動態(tài)展示，還可以根據(jù)需要實現(xiàn)可遠可近、可內(nèi)可外、可大可小的呈現(xiàn)方式。同時，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性，學(xué)生可以第一人稱的方式參與到場景中，實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的啟停等操作。

3.2在事故體驗中的應(yīng)用

“事故”是安全生產(chǎn)工作永恒的對手，也是最好的老師。安全工程的發(fā)展史也是生命財產(chǎn)損失的血淚史，安全意識的培養(yǎng)、防范經(jīng)驗的積累都離不開豐富的事故案例教學(xué)。傳統(tǒng)的案例教學(xué)以圖文和音視頻資料為主，圖文資料的二維局限性，音視頻資料的內(nèi)容碎片性都是影響事故案例教學(xué)的主要因素，導(dǎo)致傳統(tǒng)的事故案例教學(xué)多是“隔靴撓癢”，體會不到“切膚之痛”。事故案例教學(xué)的目的在于警醒，警醒的方式在于刺激，刺激則來源于全身視覺、觸覺、聽覺、嗅覺等立體化的感官刺激。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)與其他技術(shù)設(shè)施的組合，創(chuàng)造虛擬事故體驗場景，讓事故真真切切就發(fā)生在身前，看得見、聽得到、觸的著，讓學(xué)習(xí)人員從第三者變成經(jīng)歷者。針扎在自己身上，才會知道有多疼。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行事故體驗，真正能夠讓學(xué)習(xí)人員全景感知事故發(fā)生的背景、起因、發(fā)展演變過程、影響范圍、事故后果，而不僅僅是就事論事，停留在表面。更好地感知事故，才能更多地汲取教訓(xùn)、總結(jié)經(jīng)驗，才能以事故為鑒，從而更好地防范事故。

3.3在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

實驗教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者動手能力和實踐能力的主要手段，也是安全工程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。安全工程的燃燒、火災(zāi)、爆炸等實驗對實驗條件、監(jiān)測手段等有較高的要求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅能夠提升實驗過程的操作性，對實現(xiàn)結(jié)果的呈現(xiàn)也更加直觀。虛擬實驗通常分模擬性試驗、探究性實驗、實證性實驗。在模擬性試驗中，學(xué)習(xí)者利用化學(xué)藥品、天平、祛碼等實驗工具，操作類型多樣的化學(xué)實驗，近距離地觀察燃燒、爆炸等化學(xué)現(xiàn)象;探究性實驗更多的是用來展示物理、化學(xué)、生物等課程中特殊的事物，將難以描述的現(xiàn)象以更直觀的方式呈現(xiàn)出來。實證性試驗強調(diào)在實驗者和被實驗對象分離的情況下開展以解決真實問題為目標(biāo)的虛擬實驗。新加坡國立大學(xué)設(shè)計開發(fā)的基于網(wǎng)絡(luò)的遠程機器人操作系統(tǒng)是其典型代表，學(xué)習(xí)者可以通過操作該機器人進行試驗，完成實驗數(shù)據(jù)的記錄。以美國的火災(zāi)動態(tài)模擬器（FDS）為例，F(xiàn)DS是美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST:NationalInstituteofStandardsandTechnology)建筑火災(zāi)研究實驗室(BuildingandFireResearchLaboratory)開發(fā)的模擬火災(zāi)中流體運動的計算流體動力學(xué)軟件。該軟件采用數(shù)值方法求解受火災(zāi)浮力驅(qū)動的低馬赫數(shù)流動的N-S方程（粘性流體Navis-Stokes，重點計算火災(zāi)中的煙氣和熱傳遞過程）。由于FDS是開放源碼的，所以得到了使用者持續(xù)不斷的完善，在火災(zāi)科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)使用FDS的隊伍也在不斷壯大，包括清華大學(xué)、中國科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、消防研究所等。清華大學(xué)的史建勇等以有限元分析軟件ANSYS和火災(zāi)模擬軟件FDS為基礎(chǔ)，針對2008年北京奧運會體育場館火災(zāi)安全分析開發(fā)了一套建筑火災(zāi)模擬和結(jié)構(gòu)安全綜合分析系統(tǒng)。示意圖如下所示。圖火災(zāi)煙氣蔓延示意

3.4在仿真演練中的應(yīng)用

2018年3月設(shè)立的中華人民共和國應(yīng)急管理部其主要職責(zé)中的重要一項就是推動應(yīng)急預(yù)案體系建設(shè)和預(yù)案演練。同時針對應(yīng)急預(yù)案的演練也是應(yīng)急管理工作準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容。我國目前的應(yīng)急預(yù)案演練方式主要包括桌面演練、功能演練和全面演練，三種演練方式各有側(cè)重也都各有局限。桌面演練作為室內(nèi)的口頭演練，通過情景設(shè)定側(cè)重于針對應(yīng)急流程的訓(xùn)練，由于所有的情景均為口頭表述，因此代入感不強。功能演練和全面演練，雖然能夠指針對應(yīng)急預(yù)案中全部或大部分應(yīng)急響應(yīng)功能，進行應(yīng)急組織應(yīng)急運行能力的實戰(zhàn)檢驗、評價，但是在實際操作過程中，面臨組織周期長、經(jīng)費投入大、實施頻次低等問題。受限于這些難題，演練組織者為抓住這“來之不易”的實戰(zhàn)演練機會會將應(yīng)急預(yù)案演練的重心側(cè)重于“演”，而讓“練”的功能大打折扣，是謂“七分演，三分練”。特別是石油石化等高危行業(yè)具有物料危險性大、工藝復(fù)雜、裝置連續(xù)性強的特點，使得在這種最需要高頻次演練的場所不具備進行高頻次演練的先天條件。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在應(yīng)急預(yù)案演練中的應(yīng)用，為解決應(yīng)急預(yù)案的高頻次演練問題提供了解決思路，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，根據(jù)不同的演練目標(biāo)和任務(wù)，按照真實生產(chǎn)場景，通過三維建模的技術(shù)手段，實現(xiàn)真實場景的1:1還原，為訓(xùn)練提供一個虛擬的訓(xùn)練場景，并根據(jù)演練情景進行演練災(zāi)害還原和流程植入創(chuàng)造逼真的虛擬仿真演練環(huán)境。在三維虛擬演練中，參演人員以不同的角色參與其中，配合實時語音、視頻、對講等多種溝通方式進行多人多崗位多角色的協(xié)同演練，實現(xiàn)從預(yù)案啟動到應(yīng)急響應(yīng)結(jié)束的全流程實時動態(tài)演練，讓受訓(xùn)人員了解在發(fā)生事故時知道該做什么、怎么做，真正讓預(yù)案動起來，活起來，更加有生命力。同時，通過音視頻資料的全程記錄，實現(xiàn)演練過程的復(fù)盤，不僅可作為演練記錄進行留檔保存，也可作為演練評估的依據(jù)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行應(yīng)急預(yù)案演練可以擺脫現(xiàn)實環(huán)境依賴，打破時空限制，無限拓寬演練的邊界，即使最復(fù)雜最危險的演練環(huán)境也可躍然眼前，同時內(nèi)容可設(shè)置，過程可記錄，結(jié)果能評估更有利于打造“學(xué)、練、考、評”為一體的綜合性應(yīng)急預(yù)案演練方式。

4虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中存在的主要問題

雖然虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用能夠改變教學(xué)方式、提高教學(xué)質(zhì)量、完善教學(xué)評估，加快教學(xué)評估，但是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用并不特別成熟的現(xiàn)階段，在技術(shù)限制、內(nèi)容制作、教學(xué)推廣等方面還存有諸多問題。

4.1虛擬現(xiàn)實設(shè)備的技術(shù)制約

“眩暈感”一直是困擾虛擬現(xiàn)實技術(shù)體驗的頭號問題，特別是半小時以上的長時間使用，會導(dǎo)致使用者產(chǎn)生眩暈、惡心、嘔吐等不適癥狀。究其原因，主要是受限于硬件設(shè)備的處理能力。如果要保證不出現(xiàn)眩暈，VR設(shè)備必須要輸出120Hz及以上刷新率和4K及以上分辨率的畫面。以目前市面上最先進的VR設(shè)備OculusRift為例，其刷新率僅為75Hz，而分辨率也只有1080P。并且這幾乎已經(jīng)是目前VR設(shè)備的極限，同時也是PC處理能力的極限。另外，可穿戴式的VR設(shè)備在人員定位技術(shù)上，一直沒有突破性的解決方案，激光定位、紅外光學(xué)定位及可見光定位都或多或少存在定位精度低，抗遮擋性差等缺點，而且受限于攝像頭視角，還存在可移動范圍小、追蹤目標(biāo)有限的問題。此外，受供電及數(shù)據(jù)傳輸因素影響，頭戴式VR顯示設(shè)備需要拖著連接主機的數(shù)據(jù)線，這也進一步限制了VR顯示設(shè)備使用者的行動自由。

4.2虛擬現(xiàn)實教學(xué)資源的短缺

虛擬現(xiàn)實教學(xué)資源的制作涉及三維建模、動畫制作、腳本設(shè)計、UI設(shè)計、引擎研發(fā)、軟件編程、業(yè)務(wù)設(shè)計等不同領(lǐng)域的知識及技能，因此教學(xué)資源的制作不僅是個系統(tǒng)性工作，還需要大量的人才及資金投入。這一方面導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實教學(xué)資源在制作時往往不夠?qū)?、不夠精，另一方面?dǎo)致內(nèi)容制作卻往往“輕內(nèi)容、重形式”，片面追求形式的新穎而忽略了內(nèi)容才是教學(xué)資源的核心。同時，在整體的VR生態(tài)中，由于資本的逐利性，往往導(dǎo)致研發(fā)投入流向了更具有短期經(jīng)濟價值的快消娛樂VR內(nèi)容及產(chǎn)品中，專業(yè)性的內(nèi)容制作明顯“供血不足”。這也進一步導(dǎo)致了虛擬現(xiàn)實教學(xué)資源的短缺。

4.3“去教師中心化”與傳統(tǒng)課堂的沖突

虛擬現(xiàn)實的教學(xué)方式強調(diào)“因材施教”，這本無可厚非也是展現(xiàn)素質(zhì)教育的有效方式，但這也迫使教師與學(xué)生的身份發(fā)生轉(zhuǎn)變，學(xué)生不再是被動接受者，而是去主動探索與發(fā)現(xiàn)；教師不再是知識的傳授者，而更多地以引導(dǎo)者身份出現(xiàn)。無論是教師還是學(xué)生，都需要快速實現(xiàn)身份的轉(zhuǎn)換與適應(yīng)才能發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實教學(xué)的優(yōu)勢。不再以教師為中心雖然能夠給予學(xué)生更多地自由與自主權(quán)，但是對學(xué)生的自律自覺性也提出了更高的要求。

5虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的建議

安全工程教學(xué)具有較強的專業(yè)性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的應(yīng)用絕不能流于形式，浮于表面。因此無論是軟硬件條件還是教學(xué)組織上都應(yīng)具備一定的先決條件，都應(yīng)當(dāng)聚焦教學(xué)流程、注重教學(xué)質(zhì)量。為保障虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的應(yīng)用，需要滿足有場所、有設(shè)備、有內(nèi)容、有組織的“四有”要求。

5.1有場所——無限場景有限空間

雖然虛擬現(xiàn)實技術(shù)打破了時間和空間的局限，但那僅僅是針對教學(xué)內(nèi)容而言。從教學(xué)這一行為本身來講，有“教”有“學(xué)”，是兩種不同身份之間的互動。而這種互動需要一定的場所。雖然線上教育作為一種教學(xué)方式備受推崇，但是傳統(tǒng)課堂的生命力依舊頑強，線下課堂教育擁有不可比擬的交流特性與及時反饋特性，既縮短了信息的互通渠道，也減少了信息傳遞的失真。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的應(yīng)用，首先需要一定的場所，集中式的課堂教學(xué)能夠讓安全工程的教學(xué)內(nèi)容更加的系統(tǒng)，沒有一定空間，零敲碎打式，快消式的教學(xué)不是教學(xué)，是體驗。

5.2有設(shè)備——虛擬現(xiàn)實教學(xué)需要硬件支撐

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用離不開強大的硬件支撐。硬件性能的好壞直接影響虛擬現(xiàn)實業(yè)務(wù)內(nèi)容的呈現(xiàn)效果。支撐虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備從功能來分，主要包括高性能主機、顯示設(shè)備、操作設(shè)備和定位設(shè)備。這些設(shè)備往往成套設(shè)計與生產(chǎn)，也可根據(jù)實際需求進行定制化制作。以顯示設(shè)備和定位設(shè)備為例，顯示設(shè)備從人眼觀看方式上主要包括裸眼式，例如普通PC端、移動端的呈現(xiàn)；頭戴式，例如HTCVIVE等VR眼鏡的呈現(xiàn)方式。而定位設(shè)備主要分為光學(xué)定位設(shè)備和步態(tài)定位設(shè)備兩種。在安全工程的教學(xué)課堂上，無論是采用傳統(tǒng)的PC呈現(xiàn)方式，還是可穿戴式的VR設(shè)備，都需要根據(jù)教學(xué)規(guī)模、空間實際、經(jīng)費預(yù)算匹配性價比最高的設(shè)備設(shè)施。

5.3有內(nèi)容——虛擬現(xiàn)實教學(xué)需要海量內(nèi)容設(shè)計

場所和設(shè)備是基礎(chǔ)條件，也是載體。而所承載的核心，就是“內(nèi)容”，也可以理解為知識點。教學(xué)的過程，歸根結(jié)底就是知識點的傳遞與升華。因此無論教學(xué)技術(shù)手段如何發(fā)展，依舊是內(nèi)容為王。在利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)之前，需要以教學(xué)大綱及課程體系為基礎(chǔ)，開發(fā)特定的教學(xué)系統(tǒng)與教學(xué)內(nèi)容，虛擬現(xiàn)實技術(shù)不過是一種新型高效直觀地教學(xué)手段，而教學(xué)內(nèi)容依然是不變的核心。在利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)做安全工程教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)時，不必貪多求全，以免泥沙俱下，僅針對事故體驗、仿真操作、模擬演練等傳統(tǒng)課堂無法有效呈現(xiàn)的內(nèi)容做體驗升級即可。

5.4有組織——虛擬現(xiàn)實教學(xué)需要化零為整

教學(xué)過程是一系列行為和環(huán)節(jié)的組成。是一項系統(tǒng)性工作，要想取得較好的效果，需要統(tǒng)籌與組織。因此利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的安全工程教學(xué)，同樣需要嚴(yán)謹(jǐn)全面的組織，涉及教學(xué)準(zhǔn)備、師生互動、討論分享、總結(jié)評比等各個環(huán)節(jié)。有組織的結(jié)果是有紀(jì)律，能夠在一定程度上保證教學(xué)的效果。在規(guī)范教學(xué)內(nèi)容的同時，也可防止學(xué)員各自為政，出現(xiàn)知識點的缺項漏項。同時，教學(xué)也是師生之間、生生之間教學(xué)相長的過程，通過教學(xué)組織，可以讓虛擬現(xiàn)實教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相互補充，相輔相成。

6結(jié)論

虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其構(gòu)想性、沉浸感和交互特性能夠針對性模擬再現(xiàn)豐富的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，為學(xué)習(xí)者提供多樣的感官刺激和精彩互動，通過創(chuàng)造沉浸式的學(xué)習(xí)體驗提升教學(xué)效果。其在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到了充分的印證，但是在更加精細的安全工程教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用目前尚在不斷研究和試錯的階段。內(nèi)容設(shè)計、硬件基礎(chǔ)、使用方式也一直是困擾虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中推廣應(yīng)用的主要問題，但是隨著技術(shù)的發(fā)展、基礎(chǔ)硬件的研發(fā)以及使用場景的不斷優(yōu)化，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在安全工程教學(xué)中的應(yīng)用也會更加普遍與便捷。虛擬現(xiàn)實技術(shù)也必將在探索和發(fā)展現(xiàn)代教育思路、提高教育水平、改造教學(xué)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過程和推動教學(xué)改革等工作中發(fā)揮重要作用。

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作者：王起全 張以波 楊鑫剛 單位：中國勞動關(guān)系學(xué)院安全工程系