虚拟技术在公安院校计算机教学中的应用研究

□张 涛

(山西警察学院，山西 太原 030401)

在当代教育中，将各类科学技术引进到教育教学工作中，能够有效地提升教育教学质量，提升学生的动脑能力及动手能力，引导学生更好地接受各类知识。[1]公安院校教育区别于传统的院校教育，它担负着向公安机关输送各类专业合格警察的任务，因此在教学质量上要求更为严格，对于学生的综合素质、专业要求更高。在公安院校计算机教学中引进虚拟技术，能够为学生提供一个虚拟的信息平台，便于学生在平台内部进行高效学习。虚拟技术在计算机教学课程中提供的桌面虚拟系统能够全面满足教学需求，服务器虚拟化建设可为公安教学提供技术依据，能够有效地保障公安院校学生的计算机专业教育教学质量。

一、虚拟技术的相关研究

(一)虚拟技术的概念界定

虚拟技术指的是从计算机科学角度研发的，能够将计算机平台终端虚拟化的一项技术。在研究虚拟技术时，首先应明确虚拟化这一概念。简单地说，虚拟化指的是针对某一资源，借助科学的方法，对其进行合理的分配，确保此项资源能够得到全面充足的分配，最终达到高效运用的目的。[2]借助虚拟技术，能够实现在计算机操作中，通过对单一终端的操作，进而控制多个平台，还能确保不同平台具有的独立性，满足一些海量数据信息的交互操作，同时也能够满足计算机的程序操作。[3]在实际操作过程中，这些拥有不同指令的运行程序都由同一计算机终端进行控制。在指令发出的过程中，不同操作指令程序都采用同一个处理器，而且最终存储在同一计算机内。虚拟技术在实际应用中，各个程序运行过程中相互保持独立，而不会影响到其他程序的正常运行，也就是说，在执行各个指令的时候，计算机的运行效率不会受到影响。总体来说，虚拟化概念较为宽泛，并且随着我国科学技术的发展，虚拟化的定义范围也在不断加大。人们对于虚拟化的研究从未止步，而对于虚拟技术在社会各个领域中的研究也相继展开新的尝试。特别是将虚拟技术应用到教育教学领域中，对于提升教学质量起到了重要的作用。虚拟技术的概念界定包括：虚拟技术主要以硬件资源为操作对象，或者主要以软件资源为操作对象，具有十分清晰的操作目的及操作步骤；计算机终端在进行虚拟化之后，由于系统的自动屏蔽功能，可能会将一些次要的功能部分进行自动隐藏，但相关功能依旧能够使用，物理资源功能依旧存在，用户只需对其进行查找，就能够还原全部操作，这样能够让用户更加直观地在虚拟环境内进行实际操作，防止因其他不必要的操作信息对用户造成影响干扰。虚拟技术还能够为用户提供在虚拟环境中的一些现实环境功能；虚拟技术更具逻辑性，能够对数据信息进行合理、科学的自动分配。

(二)虚拟技术的应用优势分析

虚拟技术应用范围十分广泛。本文主要针对虚拟技术的应用优势作简要分析：首先，虚拟技术在计算机领域中的应用具有独立性。[4]在虚拟技术应用过程中，一台计算机中的资源能够实现同时被多个虚拟平台进行使用，而在使用过程中，不同的虚拟平台都具有独立操作空间，实现了同一电脑设备终端的资源共享，还能够满足其他虚拟平台资源的使用灵活性。在用户进行操作时，这些不同的虚拟平台能够实现对单一计算机实体的控制。各个应用程序实现了在多个虚拟平台中同时应用，使运行效率更高。其次，虚拟技术的资源整合使利用效率更高。利用虚拟技术，能够将计算机终端的全部数据信息进行高效整合，便于对计算机中的资源进行合理的分配，以供应到不同的虚拟平台，实现了资源的物尽其用，有效提升计算机数据信息资源的利用效率，同时还有利于保障虚拟平台的数据应用便利。第三，虚拟技术在实际应用中具有较强的安全性及可靠性。在实际操作中，虚拟平台全部由同一计算机进行管理，各个虚拟平台之间保持相对独立，互相之间不存在干扰性，这样在硬件运行上，虚拟平台不会受到局限。而虚拟化技术将硬件空间内部的全部资源进行隔离和划分，为计算机内部应用程序拓展提供了可用性。因此，在实际应用中，虚拟技术数据中心在进行业务处理工作中，更具安全性以及连续性，提升了虚拟平台操作的安全指数。第四，虚拟平台具有很高的数据兼容性，能够实现多台计算机终端的系统兼容，保障了在进行信息资源传输过程中，不会由于计算机终端的兼容问题造成操作性困扰。通过实现全部虚拟平台对计算机终端的兼容，进一步完善传统桌面管理方式中存在的各项不足。第五，应用虚拟技术有利于对电脑成本控制及硬件成本缩减。这是由于虚拟技术在实际应用过程中，只需对控制各个虚拟平台的计算机进行资金投入，就能够实现在其他虚拟平台上完成系统性操作，这样更加便于对其进行集中管理，减少了在设备维护工作中所要花费的成本，同时也为相关的技术人员提供了便利，减轻相关技术人员的工作强度及工作负担，使得虚拟技术在计算机工作的运行成本能够得到良好的控制。[5]

二、虚拟技术在公安院校计算机教学中的应用研究

(一)虚拟技术类型分析

将虚拟技术应用于公安院校计算机教学工作中，可将虚拟技术按照应用的方式进行划分。[6]一类主要是公安院校计算机教学基础设施架构虚拟技术，包括网络信息虚拟化及数据存储虚拟化两个方面。第二类主要指的是系统的虚拟化，包括计算机的服务器虚拟化及计算机的桌面虚拟化。第三类则是指计算机的软件虚拟化，包括计算机软件的高级语言软件虚拟化及应用虚拟化。

(二)公安院校计算机教学中虚拟现实的概念

在公安院校计算机教学中，会探讨到虚拟现实的概念，在此应明确。虚拟现实并不是一个真实的环境平台，而是一个接近于现实生活的仿真操作平台。在这个仿真操作平台中，用户(学生)能够对其进行一系列操作，最终达到教学目的。这个仿真环境主要基于一些数字化信息，利用信息技术，借助计算机的整合处理等功能，将人们对于环境所特有的感官信息进行融合，最终借助一些相应的传感设备，使得虚拟平台中建立的仿真环境趋近于真实的环境，实现虚拟与现实的自然交互，也为公安院校计算机教育教学提供更加真实、可靠的环境。虚拟现实中的虚拟，主要是指由一些传感系统及技术所制造出现的环境，而现实则是指最终创造完成的仿真环境。在进行操作时，学生能够有一种身临其境的真实感受，便于更深刻地体验教学，加深学生的专业印象。在实际应用过程中，虚拟现实技术的应用主要包含桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、分布式虚拟现实等。桌面虚拟现实的建立主要借助计算机的电脑屏幕，也就是说学生的操作全部在计算机电脑屏幕上进行，并对其展开最终的操控。其余虚拟平台的建立和应用都需要依靠终端的电脑屏幕作为基础。在进行计算机教学过程中，通过对电脑屏幕的输入和输出操作，能够实现设备的共通，最终实现人机交互。沉浸式虚拟现实的实现则是由参与者亲自进行操作，用户(学生)需要充分酝酿情绪进入环境，才能够达到身临其境的效果。此种方式的虚拟技术需要借助一些视觉效果设备，如头盔显示器或投影设备等，并且需要佩戴虚拟触觉手套进行操作，通过对影像的跟踪，最终达到人机交互的目的。分布式虚拟技术能够实现异地操作，即将不同用户所处的计算机终端进行联系，并借助网络技术使之连接在一起，能够实现一个总的虚拟空间的资源共享，不同的用户在同一虚拟平台内进行结合，最终实现对不同用户的统一管理。在公安院校计算机教育教学中，可引进多种虚拟技术进行有机结合，完美地将虚拟场景与现实相互融合，最终提升用户(学生)的体验度，加深学生对于公安计算机专业知识的印象，提升教育教学质量。

(三)公安院校计算机教学中应用虚拟技术的价值

随着我国科学技术应用领域的不断扩大，将虚拟技术应用到本科院校教育教学领域中，经验证，已经取得良好效果。当前，我国一些军事训练演习中都应用到了虚拟技术，借助虚拟技术所提供的仿真平台，能够提升军事训练的总成绩。伴随着我国虚拟技术的不断推广，在职业技能培训领域及本科教育领域都应用到了此技术。公安院校的教育专业性较强，将虚拟技术应用到公安院校计算机教学中，能够实现对一些重大犯罪现场进行重建，对犯罪情景进行模拟，从而具有极强的技术性以及理论性。公安院校教育教学培训工作具有多个学科，相互之间的联系紧密复杂。在实际教学工作中，如果不能对其进行仿真重演，仅靠一味的书本解读，很难使学生深刻理解相关专业知识，无法全面掌握学习内容，致使专业知识的理解和掌握都不够牢固。因此，将虚拟技术引进公安院校计算机教育教学工作中十分必要，这样既能够加深学生的印象，又便于学生对于其中所蕴含的专业知识深入理解，学会自主思考，牢固掌握各类学习知识。此外，虚拟技术能够为学生提供一个趋近于现实生活的虚拟仿真平台，真正锻炼和培养学生们的侦查能力及分辨能力，促使学生对于专业知识的掌握。虚拟平台的操作可以让学生直面现场，以亲身的经历去感受未来工作中可能面临到的各种困难，培养学生专业的心理素质及技术能力。虚拟技术相较于公安教学中所应用的传统实践教学方式，也存在一定的弊端。首先，虚拟技术在公安院校计算机教学中存在一定的限制性，主要包括时间及空间的限制，还有一些实现教学先决条件的限制，如果没有这些必要的技术及场地条件，就无法实现虚拟技术教学。此外，由于虚拟技术为学生提供的虚拟平台内容有限，尽管趋近于现实生活，但是在实践教学方面仍存在单一性，容易造成学生对于知识学习的倦怠，无法充分调动每一名学生的学习积极性。最后，由于一些重大的犯罪场景无法重现，在虚拟平台进行教学时，重建的犯罪现场于实际犯罪现场仍存在一定的差距，无法真实全面地还原犯罪现场的全部内容，因此不能够让学生更为实际地进行学习和操作。

(四)虚拟技术在公安院校计算机教学应用的未来展望

考虑到虚拟技术在公安院校教学中可能存在的问题，在虚拟技术引进教学的工作中，更应重视虚拟教学应用所面临的各种问题，并对其进行不断完善。当前，虚拟技术在公安院校计算机教学中的应用十分必要，应用虚拟技术能够令学生的知识获取更加深刻，通过虚拟现实技术在仿真训练系统中的应用，不仅能够加深学生对于专业知识的印象，还能够更加充分地掌握到相关的专业知识及技能。总体而言，虚拟技术在公安院校计算机教学的应用前景广阔，而且借助虚拟技术，能够实现传统的课堂教学及理论教学无法达到的教学效果。如在一些刑事案件教学现场，学生如果仅通过课本上的描述，很难进入到真实的案件环境中，无法对案件环境进行有效全面的判断。但借助虚拟技术，学生在仿真平台内能够进一步了解到实际的案发现场环境，开发学生的逻辑思维能力及动手能力。这样能够使学生更加真切地感受到事故现场，并且能够充分调动学生自身所掌握的专业知识，实现最终的案件侦破。在整个学习过程中，学生是自主学习，这样能增加学生对于案件分析研究的能力，从中总结出经验与教训，获得新的知识。相比较传统的理论教学，将虚拟技术应用在公安院校的计算机教学工作中，优势是显而易见的。随着我国对于人才培养的重视力度不断加大，公安院校教育教学中引进虚拟技术是大势所趋，对于案件重组、案件侦破、案件分析都具有十分重要的意义。此外，在一些重大案件侦破工作中，也可以应用虚拟技术，实现对犯罪现场的重建，为案件侦破提供线索和帮助。总体来说，计算机虚拟现实技术在公安本科院校计算机教学中具有很大的应用空间，前景广阔。

三、结论

虚拟技术在日常应用中具有其他技术无可比拟的优势，其应用范围正在不断扩大，这使得有更多的人认识并掌握了它，使其为更多领域提供了便利。当前，我国对于公安院校教育教学工作的重视力度不断加大，公安院校教育肩负着服务于公安工作的责任担当，为公安事业培养高素质的合格预备警官，将虚拟技术引进到现代公安院校教育中十分必要。结合当前我国公安院校的办学条件和教学设备进行分析，发现由于我国公安院校计算机教学中仍存在诸多不足，特别在教育教学方式上，继续沿用传统教学方式已不能满足当代教育的实际要求。因此，将虚拟技术引进到教育教学中成为大势所趋。它不仅能够满足我国公安院校教育教学的实际需求，还能将理论与实践相互结合，既能减轻教育资金及教学队伍的压力，还能够提升学生的专业知识掌握能力及逻辑思维能力和实操能力；它突破了空间环境的限制，在教学效果和效率方面，应用虚拟技术在公安院校计算机教学中，能够为学生提供一个接近于真实的环境，便于学生更加深入地学习和研究，对于我国公安人才队伍的现代化培养具有重要意义。