公安院校虚拟与现实教学融合探讨

于志青

摘 要：虚拟仿真技术与公安教学相结合，催生了公安院校虚拟仿真教学环境的建设应用，有效弥补了实践性教学中存在的不足，为教学模式创新贡献了力量。本研究重点探讨了公安院校虚拟与现实教学融合问题，分析了虚拟仿真教学在公安院校应用的现状，提出公安院校虚拟与现实教学融合的途径，以期对公安院校教学模式创新提供参考。

关键词：虚拟仿真；教学模式；教学融合

近年，以云计算、大数据、物联网、人工智能等为代表的新一代信息技术迅猛发展，其应用已渗透各领域、各行业，并取得了很好的效果。在教育领域，教学方法、教学手段的改革随着信息技术的进步一直在有序推进，从投影仪、高拍仪、PPT演示文档、网络教学平台到现在虚拟仿真技术的应用，均展现了信息技术对教学改革的推动作用。目前，以新一代信息技术为支撑的虚拟仿真教学手段已得到广泛应用。许多学者从不同角度研究了虚拟仿真教学问题，如虚拟仿真教学环境的构建（包括虚拟仿真教学资源、教学装备、管理平台、基础条件等内容）、虚拟与现实教学融合模式、公安院校具体应用虚拟仿真技术的途径和方法等，既有从宏观层面探讨虚拟与现实教学融合带来的大学教学内容、教学模式、教学观念的变革，也有虚拟仿真技术在具体专业、具体课程教学中的运用措施。本研究重点讨论公安院校虚拟仿真教学与现实场景教学融合问题。

一、仿真技术在公安院校教学中的应用分析

目前全国各公安院校均不同程度地利用了虚拟仿真技术进行教学活动，有的学校还建设了虚拟仿真实验室（馆），在禁毒学、交通管理工程、警务指挥与战术、反恐等专业的教学中运用虚拟仿真作为实践教学的辅助手段，如重特大交通事故现场勘查、禁毒案件查处、刑事案件现场勘查等。但公安院校教学在虚拟仿真技术应用方面也存在一些不足，主要表现在以下几个方面。

（一）虚拟仿真教学资源较为简单

教学资源是虚拟仿真教学系统的核心内容，丰富程度与现实场景的融合度直接影响教学效果。如在道路交通事故处理课程中，交通事故伤害程度受多种因素影响，包括车辆碰撞类型、路段、天气、时间、地理条件、照明条件等，如果部分内容用虚拟仿真技术实训，教学资源仅展示几种，或者仅有动画演示，是达不到教学大纲要求的，与现实场景相差甚远。

（二）虚实融合度不够

有些课程的实训实验，只采用虚拟仿真教学，没有在条件允许的情况下进行现实场景教学。如防爆排爆课程中，利用虚拟仿真教学有一定优势，但学生在接受虚拟仿真实验实训后，在条件允许的情况下，应尽可能再到现实环境中实训，这对培养学生的心理素质和职业素养有很大帮助。有些课程本可以使用现实场景教学，但如果只利用虚拟仿真技术而不再进行现实场景教学，难以实现教学目标。

（三）教学资源共享程度低，技术运用不够

公安院校建设的虚拟仿真实验室大多仅供本校教学使用，区域内的公安院校还没有共享虚拟仿真教学资源。此外，虚拟仿真教学资源的元素来自现实场景，公安机关在工作实践中积累了丰富内容，但公安院校与公安机关还没有真正意义上共享这部分资源。

虚拟仿真技术是多技术的融合，有些从事虚拟仿真教学平台开发的公司，仅使用其中部分技术来实现“虚拟”，并没有做到在真正意义上的“仿真”，而公安院校對此又缺乏一个统一的评价标准，致使虚拟与现实相差甚远，更谈不上融合。

二、虚拟与现实教学融合措施

公安院校无论是“理论+实训实验”教学模式，还是“理论+虚拟仿真+实训实验”教学模式，均强调理论与实践相融合。因此，虚拟与现实教学应该有机融合，充分发挥二者优势，才能更好地提升教学成效。

（一）优化虚拟仿真教学环境，为虚拟与现实教学融合奠定基础

虚拟仿真教学环境既要开展实训、验证性实验，又要开展设计性实验，应具有较强的计算能力、丰富的教学资源内容、先进的算法，有基于公安业务实际的模型，有发现规律和预测未来的大数据等。关于计算能力，公安院校可以依托学校建设的信息中心或利用“同城一体化”机制，还可以依托本地公安机关的警务云中心。教学资源是实现虚拟与现实教学融合的关键因素。虚拟仿真环境下实训以及验证性实验类教学资源，均来自现实公安工作实际，应尽可能采集、录入这一方面信息，并通过虚拟仿真技术进行渲染，以达到仿真效果。如在道路交通事故处理课程中，对车辆碰撞类型或事故类型收集不充分，虚拟环境只能展现少量的物理场景，很难达到仿真效果。事实上，即便是开展现场教学，对车辆碰撞类型或事故类型，也存在展现不全的现象。因此，在教学资源收集较完整的情况下，再利用虚拟仿真教学的优势，可较完整地再现车辆碰撞过程，在一定程度上弥补现实实验的不足，推进虚拟与现实教学的融合。

算法模型是虚拟仿真教学平台的支撑，也是衡量一款虚拟仿真教学软件的重要指标。如果没有先进的算法模型，许多现实场景无法再现，很多创新性、设计性实验项目（如预测预警）也无法开展。因此，先进的算法和模型是虚拟与现实融合的重要支撑。大数据是算法和模型运行的必要元素，只有数据足够大，才能充分发挥算法和模型的优势，提升虚拟仿真教学平台的功能，促进虚拟与现实教学的融合。“同城一体化”机制为公安大数据的获取与应用奠定了基础。

虚拟仿真教学平台应注重新技术的应用，如数字孪生技术。数字孪生技术能较好实现了虚拟和现实的融合，如在汽车工程与原理、智能交通系统等课程，指挥调度、交通动态管理、罪案现场还原等实训场景中，均可采用数字孪生技术教学，深化虚拟与现实教学的融合度。

公安类专业课程的实验教学部分，多是验证性和设计性实验。而虚拟仿真环境对场景采集、要素变化与组合方面有优势，可形成不同的应用场景。因此，公安院校应优化虚拟仿真教学环境，对虚拟仿真教学与现实教学的融合提供支撑。

（二）完善教学大纲，构建虚拟与现实教学融合评价机制

随着虚拟仿真技术在教学过程中越来越广泛地应用，原有的教学大纲已不能完全适应新的教学模式，有必要对现有教学大纲进行完善。公安院校相同专业开设的专业课程基本相同，同一门课程的教学内容也相差无几。对这些课程，公安院校可制定一套公用的教学大纲，各个院校在教学实施过程中共享虚拟仿真教学资源，完成教学大纲规定的内容。

在教学过程中，虚拟仿真技术应用程度、虚拟与现实教学融合程度应该有一个客观的评价机制。评价指标的设计应基于教学大纲，从虚拟仿真教学及虚拟与现实教学融合两个维度展开，指标内容设计是难点，既不能粗线条，也不能太细化，只要反映教学大纲即可。公安院校的虚拟教学组织，可把完善教学大纲、构建虚拟与现实教学融合评价机制作为一项活动内容。

（三）虚拟与现实教学融合保障机制

首先，虚拟与现实教学融合实施主体之一是教师，应对教师进行培训，包括更新知识、创新理念、教学模式改革等。虚拟仿真涉及多个技术领域，教师不一定完全掌握这些技术，但应知道这些技术如何应用，以便对虚拟仿真教学环节有一个较全面的认识，为开发贴近实际的虚拟仿真教学平台提出要求。其次，虚拟与现实教学融合涉及学校的方方面面，包括实践教学环境建设、学生实践教学活动设计、教学规范、教学评价、资金使用、科研成果效益评价等，因此公安院校应形成相应的机制，保障虚拟与现实融合落到实处。最后，公安院校的虚拟仿真教学资源、数据大多来自一线公安机关的真实业务场景，在共享和应用这些资源时，应保证信息网络安全，避免泄密和网络安全事件的发生。

三、结语

公安院校利用虚拟仿真教学技术是对实践教学的有益补充，但如何实现虚拟与现实教学的融合，更好地贯彻落实公安部提出的“教学练战一体化”人才培养模式，是公安院校教育教学研究的一项内容。虚拟仿真教学有许多现实教学无可比拟的优势，但目前还不可能完全取代现实教学，因此有必要将虚拟仿真教学与现实教学有机结合，让虚拟仿真教学融入现实教学，充分发挥二者优势，提高教学成效。

参考文献：

[1]张敏.虚拟仿真教学环境构建[M].北京：高等教育出版社，2023.

[2]秦飞.基于三维虚拟仿真技术的公安院校智慧教学改革[J].上海公安学院学报，2022（4）.

[3]郭丽东.运用虚拟仿真技术辅助公安院校实践教学探析[J].中国教育技术装备，2021（12）.

[4]史秋衡，张纯坤.数智时代大学教学范式的革新：虚拟与现实的融合[J].高等教育管理，2022（3）.

[5]王巖.基于Leap Motion的虚拟教学情境设计与应用研究[D].昆明：云南师范大学，2022.

[6]张天驰，曹建秋.基于数字孪生技术“智慧虚拟现实与元宇宙”课程教学改革探索[J].黑龙江工程学院学报，2023（2）.