羅婷婷，葉瑞輝，余 磊

（1.浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 溫州 325016；2.安防工程技術(shù)研究所，浙江 溫州 325016）

1 專(zhuān)業(yè)課程背景及現(xiàn)狀

1.1 專(zhuān)業(yè)課程背景

新科技蓬勃發(fā)展，新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會(huì)形態(tài)調(diào)整重塑，都對(duì)中國(guó)職業(yè)教育發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和要求[1]。職業(yè)教育自身要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須高質(zhì)量發(fā)展實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)面臨著高投入、高損耗、高風(fēng)險(xiǎn)，以及實(shí)施難、觀摩難、在線難等實(shí)習(xí)中的困境。且各課程傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室均是單獨(dú)針對(duì)某一門(mén)課程建設(shè)的，課程之間較難實(shí)現(xiàn)共享實(shí)訓(xùn)室，導(dǎo)致建成后的實(shí)訓(xùn)室利用率不高。如何在傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)上結(jié)合信息化技術(shù)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)室多門(mén)課程共享已成為當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和發(fā)展的重要研究方向[2-3]。

“智能化工程設(shè)計(jì)”“綜合布線”“智能視頻監(jiān)控技術(shù)”“入侵報(bào)警與出入口控制技術(shù)”作為安全防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)4 門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程，無(wú)論以后是從事技術(shù)支持崗位、智能化項(xiàng)目工程師還是網(wǎng)絡(luò)工程師都離不開(kāi)這4門(mén)課程的相關(guān)知識(shí)與技術(shù)。這4 門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程具有很強(qiáng)的實(shí)操性，培養(yǎng)的安防專(zhuān)業(yè)人才能夠從事智能化工程的設(shè)計(jì)、施工、測(cè)試、驗(yàn)收等工作，能夠勝任各類(lèi)安防企業(yè)技術(shù)服務(wù)、安防設(shè)備調(diào)試、檢修等相應(yīng)崗位。4 門(mén)核心課程均需在智能樓宇上進(jìn)行操作且均已建好傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室，但類(lèi)似“綜合布線”課程中的建筑群子系統(tǒng)施工等具有較高的風(fēng)險(xiǎn)，不適合進(jìn)行實(shí)景教學(xué)。因此，如何進(jìn)行安防專(zhuān)業(yè)課程體系改革，提高整體的教育質(zhì)量，使得學(xué)生能夠更好地掌握4 門(mén)核心課程專(zhuān)業(yè)知識(shí)及技能，是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

1.2 存在的問(wèn)題

安防防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)作為浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院的特色專(zhuān)業(yè)，很多專(zhuān)業(yè)核心課均具有自己的實(shí)訓(xùn)室，但各實(shí)訓(xùn)室之間很難進(jìn)行共享，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)室利用率較低等問(wèn)題。同時(shí)因本專(zhuān)業(yè)4 門(mén)核心課程均需要在智能樓宇上進(jìn)行，在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室中有些操作因具有較大的危險(xiǎn)性，不利于學(xué)生直接操作，但若是直接采用理論講解，職業(yè)院校學(xué)生又普遍存在空間想象能力較差的問(wèn)題，不利于學(xué)生直接理解掌握。因此，要采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。當(dāng)然，并不是所有的實(shí)踐環(huán)境都需要虛擬仿真，也不是所有的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)境都可以通過(guò)虛擬仿真來(lái)解決，需要將傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室與虛擬實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，以虛助實(shí)，虛實(shí)結(jié)合，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)解決實(shí)踐教學(xué)中“三高三難”問(wèn)題，解決“講不清、下不去、動(dòng)不得、看不見(jiàn)、難再現(xiàn)”這5個(gè)方面的問(wèn)題。

虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅只能用于實(shí)訓(xùn)，也可以用于日常教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)一些較難理解或日常生活中較難接觸到的知識(shí)點(diǎn)有更直觀的認(rèn)識(shí)，如豎井。同時(shí)，也能邀請(qǐng)教職工或企業(yè)單位來(lái)校進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或?qū)I(yè)相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)。除此之外，因智能樓宇涉及消防安全、防雷防電等方面的設(shè)計(jì)，可在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)中增加本塊知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)沉浸式體驗(yàn)施工安全、消防安全等過(guò)程，切實(shí)提高學(xué)生安全意識(shí)。因此，針對(duì)安全防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)，提出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)、教學(xué)、培訓(xùn)和科普四位一體，虛實(shí)結(jié)合的課程體系化建設(shè)。

2 相關(guān)工作

在眾多信息化技術(shù)中，以仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和多媒體為核心的虛擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐教學(xué)中，從而對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐教學(xué)起到輔助、部分替代甚至全部替代的作用[4-5]。學(xué)生可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果基本等價(jià)于在真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中所取得的效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室是建立在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境之上，注重實(shí)驗(yàn)的仿真性和交互性，學(xué)生可在仿真平臺(tái)上進(jìn)行模擬操作并獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果[6-7]。國(guó)外學(xué)者SOLIMAN 等[8]提出用Lumion 搭建虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，EIRIS 等[9]將虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用于建筑行業(yè)內(nèi)計(jì)算施工危險(xiǎn)指數(shù)和面向客戶(hù)進(jìn)行交互體驗(yàn)。

對(duì)于安防專(zhuān)業(yè)建設(shè)，已經(jīng)有很多學(xué)者進(jìn)行了研究。孫敏等[10]提出通過(guò)引入“1+X”證書(shū)制度，構(gòu)建相對(duì)完善、合理、科學(xué)的課程體系，使學(xué)生在理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)體系的指導(dǎo)下系統(tǒng)掌握安防專(zhuān)業(yè)技術(shù)，完成職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)考核，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 虛實(shí)結(jié)合、四位一體課程體系建設(shè)

本文提出的虛實(shí)結(jié)合、四位一體的安全防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系化建設(shè)，是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室結(jié)合，構(gòu)建“智能化工程設(shè)計(jì)”“綜合布線”“智能視頻監(jiān)控技術(shù)”“入侵報(bào)警與出入口控制技術(shù)”4 門(mén)核心課程虛實(shí)結(jié)合的體系，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)、教學(xué)、培訓(xùn)和科普四位一體的課程體系建設(shè)。具體建設(shè)方法如下。

融合安全防范專(zhuān)業(yè)4 門(mén)核心課程教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案及各課程的課程標(biāo)準(zhǔn)，梳理核心課程的課程性質(zhì)、目標(biāo)和內(nèi)容，將需要通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的課程內(nèi)容及具有交集的課程內(nèi)容梳理出來(lái)，建立課程體系。

以虛助實(shí)，虛實(shí)結(jié)合教學(xué)方法設(shè)計(jì)。將4 門(mén)核心課程中必須使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)的內(nèi)容抽離出來(lái)，組成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源庫(kù)，并設(shè)計(jì)相關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)模擬情景。而將網(wǎng)線制作、光纖冷接等必須進(jìn)行實(shí)操的實(shí)訓(xùn)操作內(nèi)容分離出來(lái)，組成實(shí)地操作內(nèi)容。將2 部分內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，讓學(xué)生在通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)直觀地認(rèn)識(shí)樓宇結(jié)構(gòu)并進(jìn)行虛擬操作的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行實(shí)地操作，以虛助實(shí)，虛實(shí)結(jié)合，加深學(xué)生的理解，同時(shí)也能彌補(bǔ)部分無(wú)法實(shí)地操作的實(shí)訓(xùn)問(wèn)題。

一“虛”多用，四位一體。除了將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于教學(xué)和實(shí)訓(xùn)之外，還能用于社會(huì)培訓(xùn)。無(wú)論是安防專(zhuān)業(yè)還是建筑專(zhuān)業(yè)，甚至是設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)都需要學(xué)習(xí)智能樓宇的相關(guān)知識(shí)，因此，可以將智能樓宇的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于社會(huì)培訓(xùn)，為社會(huì)服務(wù)。同時(shí)，智能樓宇涉及消防安全、施工安全等方面內(nèi)容，亦可作為科普內(nèi)容，進(jìn)行安全宣傳，提高學(xué)生的安全意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)一“虛”多用，四位一體的課程體系建設(shè)。

3.1 梳理專(zhuān)業(yè)課程體系

本文根據(jù)浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案及各課程的教學(xué)資料，梳理課程對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，以智能樓宇為基礎(chǔ)，將具有共性或相互間有一定聯(lián)系且傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室無(wú)法直接進(jìn)行操作的內(nèi)容融合起來(lái)，形成虛擬實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

智能樓宇虛擬技術(shù)知識(shí)體系如圖1所示。將綜合布線的智能建筑、垂直干線系統(tǒng)等內(nèi)容與智能化工程設(shè)計(jì)的智能化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化等內(nèi)容，入侵報(bào)警與出入口控制技術(shù)中的入侵報(bào)警系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)等內(nèi)容，智能視頻監(jiān)控技術(shù)中的不同場(chǎng)景的視頻監(jiān)控、實(shí)況接入等內(nèi)容融合到一套的智能樓宇虛擬仿真平臺(tái)上，學(xué)生可在平臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)并進(jìn)行虛擬仿真操作，且所學(xué)內(nèi)容之間具有一定的聯(lián)系，有利于學(xué)生對(duì)整個(gè)課程體系進(jìn)行理解。

圖1 智能樓宇虛擬技術(shù)知識(shí)體系

3.2 虛實(shí)結(jié)合課程體系

用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將虛擬實(shí)訓(xùn)內(nèi)容呈現(xiàn)出來(lái)，可供學(xué)生學(xué)習(xí)并進(jìn)行一些具有一定危險(xiǎn)性且不適合實(shí)際場(chǎng)景中操作的實(shí)訓(xùn)，同時(shí)與每個(gè)課程傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室結(jié)合，將傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)與虛擬技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的課程體系。讓學(xué)生在用虛擬技術(shù)學(xué)習(xí)整個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)容和部分操作之后，再進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)操作，有利于學(xué)生系統(tǒng)化學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，且讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有了更直觀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)能夠提高學(xué)生的自信心及學(xué)習(xí)興趣。虛實(shí)結(jié)合課程體系部分內(nèi)容如圖2所示。將各課程傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)操作內(nèi)容與需用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景和操作 進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)與虛擬技術(shù)相結(jié)合。

圖2 虛實(shí)結(jié)合課程體系部分內(nèi)容

3.3 校企合作，共建共享，四位一體

與企業(yè)合作共同開(kāi)發(fā)專(zhuān)用虛擬仿真平臺(tái)，學(xué)校教師提供教學(xué)所需要的場(chǎng)景資料，如建筑圖、各結(jié)構(gòu)剖析圖等，企業(yè)人員與教師共同合作開(kāi)發(fā)出智能樓宇虛擬仿真軟件，實(shí)現(xiàn)校企合作，共建共享。

智能樓宇虛擬仿真軟件可用于安全專(zhuān)業(yè)4 門(mén)核心課程理論知識(shí)的教學(xué)，同時(shí)亦可用于危險(xiǎn)性較高的實(shí)訓(xùn)操作。除此之外，還可以在培訓(xùn)及科普上進(jìn)行應(yīng)用。培訓(xùn)上，可為本校教職工提供專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，為學(xué)生提供“1+X”技能認(rèn)證培訓(xùn)，為綜合布線、智能化工程設(shè)計(jì)等崗位對(duì)應(yīng)的公司人員提供技能及業(yè)務(wù)培訓(xùn)，也可為兄弟院校提供教師及學(xué)生技能培訓(xùn)。這樣，不僅可以提高本校師生的技能，也可以為社會(huì)人士及兄弟院校提供相應(yīng)的幫助。在科普方面，可將消防安全、施工安全、住宅安全等內(nèi)容用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，為本校師生及社會(huì)人士提供沉浸式體驗(yàn)，提高安全意識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

為實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)資源融合，虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合，學(xué)校社會(huì)共享”的改革目標(biāo)，本文整合了安全防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與條件，建設(shè)虛實(shí)結(jié)合、四位一體的安全防范技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程新體系。該體系將“智能化工程設(shè)計(jì)”“綜合布線”“智能視頻監(jiān)控技術(shù)”“入侵報(bào)警與出入口控制技術(shù)”4 門(mén)核心課程中智能樓宇實(shí)訓(xùn)內(nèi)容梳理融合，構(gòu)成虛擬仿真與實(shí)踐操作2 方面內(nèi)容，每個(gè)課程既有虛擬仿真操作（解決“三高三難”問(wèn)題），為學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作提供安全保證，同時(shí)也有傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)操作，使學(xué)生充分掌握實(shí)踐操作方法，熟悉職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

本文堅(jiān)持“虛實(shí)結(jié)合，能實(shí)不虛”的原則，在高危實(shí)踐環(huán)境下用虛擬仿真代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)訓(xùn)，能進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)操作則盡量采用傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，充分利用現(xiàn)有時(shí)間條件形成虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)方式。除教學(xué)與實(shí)訓(xùn)外，可有條件地進(jìn)行對(duì)外開(kāi)放，讓社會(huì)人士或其他院?？赏ㄟ^(guò)申請(qǐng)加入共享計(jì)劃，為社會(huì)服務(wù)。同時(shí)，將消防安全、施工安全、住宅安全等內(nèi)容用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，用于安全宣傳，為浙江安防職業(yè)技術(shù)學(xué)院師生及社會(huì)人士提供沉浸式體驗(yàn)，提高安全意識(shí)。