劉占新 葉超 陳鵬

摘? 要：為了提升職業(yè)院校安全技術(shù)與管理專業(yè)及校內(nèi)各類土木相關(guān)專業(yè)施工安全實(shí)踐教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)“理實(shí)一體”“虛實(shí)一體”，陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全綜合實(shí)訓(xùn)基地依托三個實(shí)訓(xùn)室開展校內(nèi)實(shí)踐課程教學(xué)，分別為安全訓(xùn)練中心、智慧安全培訓(xùn)教室和安全虛擬仿真室。具體從“8個方面”入手，應(yīng)用“12款軟件系統(tǒng)”“7種前沿技術(shù)”，覆蓋“5個施工領(lǐng)域”、涵蓋超1000余個知識點(diǎn)（實(shí)訓(xùn)點(diǎn)）優(yōu)質(zhì)資源，貫穿“學(xué)、訓(xùn)、賽、考”4個教學(xué)環(huán)節(jié)。對建筑、公路、橋梁和隧道施工過程中的安全風(fēng)險隱患和安全控制要點(diǎn)進(jìn)行分類整合，著重囊括安全技術(shù)與管理專業(yè)所需各項(xiàng)實(shí)訓(xùn)技能點(diǎn)教學(xué)項(xiàng)目，從而形成具有安全技術(shù)與管理專業(yè)特色的校內(nèi)綜合性實(shí)訓(xùn)基地。

關(guān)鍵詞：職業(yè)院校;安全技術(shù);虛擬仿真;實(shí)訓(xùn)基地

中圖分類號：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）20-0045-04

“十四五”規(guī)劃中的職業(yè)教育綜合性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)必然是深度融入信息化元素的[1]。建設(shè)具有虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用的綜合實(shí)訓(xùn)基地是職業(yè)教育多數(shù)專業(yè)發(fā)展的必由之路。我國職業(yè)教育各專業(yè)領(lǐng)域都在積極探索虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案[2]，力求實(shí)現(xiàn)將多功能、多工種、全真體驗(yàn)和仿真技術(shù)相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好地為教學(xué)、科研以及社會服務(wù)?！秶衣殬I(yè)教育改革實(shí)施方案》（國發(fā)〔2019〕4號）提出“促進(jìn)產(chǎn)教融合校企‘雙元育人”，使產(chǎn)教融合成為職業(yè)教育改革的發(fā)展方向[3]。這也是安全技術(shù)與管理專業(yè)加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)社會高質(zhì)量發(fā)展的重要課題。

國內(nèi)多數(shù)安全類高職院校普遍存在工程實(shí)踐教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容不夠完善、教學(xué)形式比較單一等問題。高職院校安全相關(guān)專業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目僅限于單技能、單課程的實(shí)訓(xùn)，很多安全事故案例和施工、生產(chǎn)期間的安全操作要點(diǎn)無法在真實(shí)環(huán)境中再現(xiàn)，土木類相關(guān)安全實(shí)訓(xùn)普遍缺乏校內(nèi)綜合性實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)操教學(xué)效果差，一定程度上限制了安全技術(shù)與管理專業(yè)高職學(xué)生安全實(shí)操技能的提升。且基于學(xué)校諸如資金、場地等各方面的限制和行業(yè)的特點(diǎn)，不可能將隧道工程、鐵路工程、橋梁工程、房建工程、道路工程、軌道工程等安全工程所涉及的所有專業(yè)及安全隱患涉及的工序全部建設(shè)于校內(nèi)，加之疫情防控等特殊原因，安全實(shí)訓(xùn)課程難以實(shí)現(xiàn)“出校入企”。

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境可有效解決安全類專業(yè)部分實(shí)訓(xùn)因體量大、成本高、不易復(fù)制等導(dǎo)致學(xué)生難以實(shí)現(xiàn)全程體驗(yàn)的問題[4-5]。陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程造價專業(yè)群以“十四五”規(guī)劃和產(chǎn)教融合為契機(jī)，對接職業(yè)本科教育培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)理念，圍繞安全技術(shù)與管理專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)需求，不斷探索校企合作機(jī)制、基地建設(shè)模式、教學(xué)研究實(shí)踐等教學(xué)路徑，本文就陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)成效進(jìn)行探討。

一、安全綜合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

（一）建設(shè)理念與內(nèi)涵

陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全綜合實(shí)訓(xùn)基地全面踐行“大安全”理念，整合建筑、公路、鐵路、橋梁和隧道工程施工過程中涉及的安全技術(shù)與管理專業(yè)相關(guān)知識，對建筑、公路、鐵路、橋梁和隧道安全分類，整合資源結(jié)構(gòu)，著重囊括安全技術(shù)與管理專業(yè)所需的所有安全技能點(diǎn)。秉持高職學(xué)生技術(shù)技能成長規(guī)律，以共建、共享、共贏為原則，采取校企合作共建方式，以安全綜合場景體驗(yàn)器材和虛擬仿真技術(shù)為載體，立足專業(yè)發(fā)展實(shí)際，結(jié)合陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行安全技能實(shí)操、安全意識訓(xùn)練、VR技術(shù)全覆蓋，集教學(xué)、科研、技術(shù)服務(wù)、技能鑒定和培訓(xùn)功能于一體，服務(wù)于專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)，有利于創(chuàng)新校企合作的辦學(xué)模式和工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，建成后的安全綜合實(shí)訓(xùn)基地，根據(jù)安全員崗位需求和安全技術(shù)與管理專業(yè)學(xué)生人才培養(yǎng)方案開發(fā)教學(xué)資源包、制定實(shí)訓(xùn)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，明確學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)、任務(wù)、方法、考核等要求，構(gòu)建“任務(wù)驅(qū)動、行動導(dǎo)向”和“技術(shù)驅(qū)動、服務(wù)導(dǎo)向”的實(shí)踐教學(xué)模式和培訓(xùn)模式，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時提高教師的技術(shù)服務(wù)能力[6]。從而形成校企共建、共享的安全技術(shù)與管理教育培訓(xùn)平臺。使學(xué)院安全技術(shù)與管理教學(xué)實(shí)訓(xùn)條件達(dá)到全國同類高職院校領(lǐng)先水平，為國家建筑、橋梁和隧道等安全技術(shù)與管理崗位提供高技能高素質(zhì)人才，同時也可承攬企業(yè)相關(guān)人員再教育培訓(xùn)服務(wù)。

學(xué)校工程管理與物流學(xué)院安全技術(shù)與管理專業(yè)主要面向施工企業(yè)安全管理崗位而設(shè)置，根據(jù)市場動向和企業(yè)需求，結(jié)合行業(yè)崗位設(shè)置，確定人才培養(yǎng)目標(biāo)。為建筑、公路、鐵路、橋梁和隧道等工程單位、礦業(yè)單位、化工單位等培養(yǎng)安全技術(shù)員、安全監(jiān)督員和安全評價員等高質(zhì)量技術(shù)技能人才。安全虛擬仿真綜合實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)涵建設(shè)包活：

1. 結(jié)合“實(shí)景實(shí)踐教學(xué)、實(shí)體體驗(yàn)方式、計算機(jī)仿真模擬”等多種方式的行動導(dǎo)向教學(xué)理念，系統(tǒng)全面覆蓋安全管理崗位實(shí)踐工作內(nèi)容。

2. 以共享和共贏為原則，校企合作共建安全綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地，真正實(shí)現(xiàn)“企業(yè)安全培訓(xùn)有地點(diǎn)、學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)有場所”，從而輻射院校所在城市相關(guān)企業(yè)，帶動當(dāng)?shù)仄髽I(yè)安全生產(chǎn)和高效發(fā)展。

3. 學(xué)生在理實(shí)一體的智慧教室和綜合訓(xùn)練中心進(jìn)行理論實(shí)踐交替認(rèn)識，從掌握施工安全技術(shù)及管理技能過程中發(fā)現(xiàn)問題、帶著問題進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)。

4. 我國各行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展階段，專任教師的雙師素質(zhì)能力只是教師的重要能力指標(biāo)之一。校企深度合作，共建“師傅型”和“虛實(shí)兼修型”的師資隊伍[7]，才能適應(yīng)社會信息化發(fā)展需求。

5.通過現(xiàn)場同比例實(shí)物操作來完成實(shí)踐教學(xué)，大型和特大型機(jī)械施工和其他不易實(shí)踐操作項(xiàng)目也通過信息化仿真模擬等手段達(dá)到實(shí)踐訓(xùn)練效果。

6. 從“軟技能”的實(shí)踐意識提升來提高學(xué)生就業(yè)崗位的綜合素質(zhì)。在具體實(shí)訓(xùn)任務(wù)驅(qū)動下，師生討論，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立識別安全風(fēng)險，獨(dú)立地制訂安全整改措施的能力，學(xué)生通過風(fēng)險處理實(shí)踐過程，安全核心職業(yè)能力得到提升，理論知識體系和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)完成搭建。

（二）總體框架

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平臺以AI、AR、MR、全息裸眼、CAVE等技術(shù)為支撐，以隧道工程、鐵路工程、橋梁工程、房建工程、道路工程、軌道工程等安全技術(shù)與管理專業(yè)涉及的所有工程項(xiàng)目類型為方向，通過學(xué)、訓(xùn)、賽、考四個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化教學(xué)，學(xué)生多維、多場景、多元化學(xué)習(xí)安全知識和技能，提高了綜合素質(zhì)能力。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室管理平臺架構(gòu)（見圖1）。

（三）建設(shè)規(guī)劃方案

安全綜合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)主要由信息化建設(shè)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等組成，兼顧可重復(fù)使用、維修方便的原則。具體借助安全訓(xùn)練中心、智慧安全培訓(xùn)教室和安全虛擬仿真室三個實(shí)訓(xùn)室展開課程實(shí)踐教學(xué)研究。

1. 安全訓(xùn)練中心

安全訓(xùn)練中心主要包括 20 項(xiàng)安全訓(xùn)練項(xiàng)目：安全帶使用訓(xùn)練、安全鞋撞擊訓(xùn)練、安全帽佩戴訓(xùn)練、洞口墜落訓(xùn)練、綜合用電訓(xùn)練、滅火器演示訓(xùn)練、消防展示、鋼絲繩、墻體傾倒、垂直爬梯、護(hù)欄推到、平衡木訓(xùn)練、勞保用品展示、現(xiàn)場急救訓(xùn)練、隧道（火災(zāi)）逃生訓(xùn)練、機(jī)械傷害、氧氣乙炔連接訓(xùn)練、移動平臺傾倒、馬道、盤扣式（碗扣式）腳手架。材質(zhì)主要采用鍍鋅鋼，經(jīng)久耐用，防銹蝕、防腐耐磨。所有項(xiàng)目與課堂教學(xué)模塊均有對應(yīng)，包括特殊工種體驗(yàn)，讓本專業(yè)學(xué)生能夠“不在其位知其難”。安全防護(hù)用品體驗(yàn)讓學(xué)生切實(shí)感受到勞保用品重要性。通過墻體護(hù)欄傾倒體驗(yàn)來分析安全隱患來源，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致入微的安全職業(yè)素養(yǎng)。逃生訓(xùn)練和急救訓(xùn)練項(xiàng)目等旨在培養(yǎng)安全技術(shù)與管理專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力和臨危不懼的意識。

2. 智慧安全培訓(xùn)教室

智慧安全培訓(xùn)教室整合各項(xiàng)資訊設(shè)備，通過完善的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，運(yùn)用3D學(xué)習(xí)資源、考核平臺、競賽系統(tǒng)等手段，提供“高效教、高效學(xué)”的動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境。包括智慧教室基礎(chǔ)設(shè)備、環(huán)控系統(tǒng)、智能控制后端管理、競賽交互區(qū)、施工安全3D學(xué)習(xí)資源包、施工安全考核平臺、施工安全競賽系統(tǒng)等。結(jié)合“理實(shí)一體”“空間共享”“硬件共享”的理念，設(shè)計“聯(lián)動”主題的靜態(tài)互聯(lián)網(wǎng)（多媒體）教學(xué)區(qū)及集競賽、主動式3D立體融合的動態(tài)實(shí)訓(xùn)區(qū)兩個區(qū)域。

靜態(tài)互聯(lián)網(wǎng)（多媒體）教學(xué)區(qū)配備智能講桌、86寸雙拼黑板及75寸6臺多功能一體機(jī)，可實(shí)現(xiàn)多臺設(shè)備聯(lián)動或獨(dú)立使用，可支持校內(nèi)常用的智慧職教、中國大學(xué)MOOC等平臺;支持《安全標(biāo)識認(rèn)知系統(tǒng)》的運(yùn)行;也可支持其他常用的PC端虛擬仿真軟件。動態(tài)實(shí)訓(xùn)區(qū)配備3D投影機(jī)、動作捕捉相機(jī)、服務(wù)器、競賽一體機(jī)等設(shè)備及《工地標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)軟件》（安全文明工地）《安全知識搶答系統(tǒng)》《安全隱患排查系統(tǒng)》及《施工安全3D學(xué)習(xí)資源包》等軟件。

3. 安全虛擬仿真室

施工安全虛擬訓(xùn)練室采用虛擬仿真技術(shù)模擬工作場景，并且通過嵌入式學(xué)習(xí)內(nèi)容創(chuàng)建實(shí)際工作現(xiàn)場的虛擬訓(xùn)練，虛擬現(xiàn)實(shí)安全培訓(xùn)具有靈活性，使學(xué)習(xí)者能夠在各個場景間自由活動，在安全和自由的環(huán)境中接受培訓(xùn)。學(xué)生可以識別復(fù)雜多變的工作場所情況，并掌握有關(guān)流程和技能知識。采用“情景式+體驗(yàn)式”的教育模式，強(qiáng)化安全意識的培養(yǎng)，以任務(wù)過程調(diào)動自我保護(hù)的積極性和自主性，通過不斷訓(xùn)練，利于提高學(xué)生應(yīng)對危機(jī)的應(yīng)急處理能力。

（四）建設(shè)成效

安全技術(shù)與管理專業(yè)校內(nèi)綜合實(shí)訓(xùn)基地在經(jīng)過前期充分調(diào)研與論證后，先后于2021年到2022年上半年完成整體建設(shè)工作，按照規(guī)劃和設(shè)想的方案，建成三個訓(xùn)練室。同時，按照新版人才培養(yǎng)方案指南，先后完成安全技術(shù)與管理專業(yè)大一和大二兩個年級的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，課堂效果顯著，學(xué)生滿足度極高。

二、研究創(chuàng)新

從實(shí)踐教學(xué)需要出發(fā)，以滿足社會對高技能型人才的培養(yǎng)需求為目的，在擬建“安全綜合實(shí)訓(xùn)基地”的基礎(chǔ)上，結(jié)合陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)有高速鐵路、高速公路、隧道、房建實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行安全技能實(shí)操、安全意識體驗(yàn)、VR技術(shù)全覆蓋，建立一個可滿足陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建類專業(yè)的安全技術(shù)與管理實(shí)踐教學(xué)的職業(yè)教育企業(yè)培訓(xùn)雙功能型實(shí)訓(xùn)基地。具體從“8個方面”入手，應(yīng)用“12款軟件系統(tǒng)”“7種前沿技術(shù)”，覆蓋“5個施工領(lǐng)域”、涵蓋超1000余個知識點(diǎn)（實(shí)訓(xùn)點(diǎn)）優(yōu)質(zhì)資源，貫穿“學(xué)、訓(xùn)、賽、考”四個環(huán)節(jié)。

8方面：安全訓(xùn)練、施工現(xiàn)場（過程）安全管理、設(shè)備安全管理、隱患排查、沉浸式事故體驗(yàn)、事故預(yù)案、事故應(yīng)急救援、安全考核。旨在重點(diǎn)控制施工安全隱患風(fēng)險點(diǎn)，從“人”“材”“機(jī)”“管”等元素出發(fā)，全方位進(jìn)行安全施工監(jiān)管展示，利用虛擬仿真事故體驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以事故隱患排查為考核任務(wù)，模擬實(shí)際施工案例場景，以虛擬事故后果及應(yīng)急救援成效為考核參考，測驗(yàn)安全管理人員隱患排查能力和應(yīng)急處理能力。同時，教學(xué)過程由“室內(nèi)”轉(zhuǎn)“室外”，以安全訓(xùn)練體驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生對事故的警覺性，提高學(xué)生居安思危意識和安全責(zé)任意識，培養(yǎng)高質(zhì)量安全管理人員，真正實(shí)現(xiàn)“全方位”育人。

12款軟件系統(tǒng)：AR施工安全訓(xùn)練項(xiàng)目學(xué)習(xí)系統(tǒng)、安全文明施工現(xiàn)場虛擬仿真系統(tǒng)、施工安全3D學(xué)習(xí)資源包、安全標(biāo)識認(rèn)知互動軟件、施工安全“隱患排查”競賽系統(tǒng)、施工安全考核平臺、BIM虛擬現(xiàn)實(shí)平臺、施工安全VR虛擬仿真系統(tǒng)、施工安全CAVE沉浸式學(xué)習(xí)系統(tǒng)、施工過程安全風(fēng)險學(xué)習(xí)系統(tǒng)、施工過程安全風(fēng)險辨識AR互動學(xué)習(xí)系統(tǒng)、施工安全工機(jī)具虛擬學(xué)習(xí)資源包。全面圍繞安全管理人才培養(yǎng)的八個方面，定制開發(fā)對應(yīng)安全軟件系統(tǒng)，通過3D資源包的體驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)，學(xué)生不僅能夠識別施工現(xiàn)場的安全標(biāo)識和安全文明工地中的安全元素，也可以通過沉浸式場景體驗(yàn)，挖掘施工場景安全隱患點(diǎn)，做到知識點(diǎn)與場景完全匹配。課前、課后利用線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)和競賽系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)布置，監(jiān)管學(xué)習(xí)情況，從而實(shí)現(xiàn)“全過程”育人。

7種前沿技術(shù)：AI、AR眼鏡、沉浸式VR、AR劃屏、MR、全息裸眼、CAVE。

5個施工領(lǐng)域：橋梁施工、城軌施工、隧道施工、房建施工、線路施工。針對5個施工領(lǐng)域分別設(shè)置體驗(yàn)課程清單，涵蓋急救演練、機(jī)械安全、消防安全以及綜合用電安全等通用課程項(xiàng)目，公路、鐵路、房建、橋梁以及隧道專業(yè)課程包括六大安全事故以及特定其他事故項(xiàng)目。采用“情景式+體驗(yàn)式”的學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生營造仿真的職場環(huán)境、良好的游戲情景和挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)氛圍。實(shí)現(xiàn)安全技術(shù)與管理理實(shí)一體化教學(xué)，形成具有專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式。

三、結(jié)語

綜合來看，安全虛擬仿真綜合實(shí)訓(xùn)基地在建筑工程、路基工程、橋梁工程以及隧道工程施工中融入“大安全”理念，充分應(yīng)用“VR+AR+新一代信息化技術(shù)”，真實(shí)模擬施工現(xiàn)場，對安全元素進(jìn)行精確把握?；貙踩寄軐?shí)操、安全意識訓(xùn)練、VR技術(shù)全覆蓋，集教學(xué)、科研、技術(shù)服務(wù)、技能鑒定和培訓(xùn)功能于一體，依托人才培養(yǎng)方案中的實(shí)踐教學(xué)作為支撐點(diǎn)，進(jìn)一步契合國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，保持其在人才培養(yǎng)、社會服務(wù)中的先進(jìn)性、示范性[8-9]。

要實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合技能的目標(biāo)，必須以安全生產(chǎn)、安全管理和安全服務(wù)一線崗位要求為立足點(diǎn)，從安全管理實(shí)際工作過程出發(fā)，建設(shè)囊括專業(yè)所有安全技能點(diǎn)的多功能實(shí)訓(xùn)基地，必須堅持“理實(shí)一體”和“虛實(shí)一體”教學(xué)，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從聽覺、視覺等方面營造沉浸式培訓(xùn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)交互式的隱患排查技能仿真訓(xùn)練、考核評價和培訓(xùn)管理等功能，彌補(bǔ)實(shí)景訓(xùn)練場館面積有限的先天不足，真正實(shí)現(xiàn)“一室多用”，形成具有專業(yè)特色的安全綜合實(shí)訓(xùn)基地。

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（責(zé)任編輯：汪旦旦）