周迎雪，嚴(yán)小麗，吳穎萍

(上海工程技術(shù)大學(xué) 管理學(xué)院，上海 201620)

近年來，我國建筑業(yè)不安全事故時有發(fā)生，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳在通報中指出2018年建筑業(yè)事故總量同比增加[1]，建筑業(yè)安全形勢十分嚴(yán)峻。海因里希事故致因理論指出，造成事故的直接原因是人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)[2]，其中，由人的不安全行為造成的事故超過90%，是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。而造成事故的間接原因是人的安全知識不足，安全意識不高，安全習(xí)慣不佳[3-4]。

已有大量研究表明安全培訓(xùn)是糾正建筑工人不安全行為較有效的方法[5-7]。安全培訓(xùn)的目的是增加安全知識，提高安全意識，養(yǎng)成安全習(xí)慣，使工人在施工過程中可以及時發(fā)現(xiàn)危險、意識到危險性、選擇正確的應(yīng)對方式。在安全培訓(xùn)研究方面，LINGARD[8]認(rèn)為安全培訓(xùn)在糾正工人對待安全行為的態(tài)度時，強調(diào)安全相對于便捷性和舒適性更加重要，以此來達到規(guī)范工人行為態(tài)度的目的。祁神軍等[9]指出應(yīng)對建筑工人展開“短平快”、“高質(zhì)量”的安全教育培訓(xùn)。曹秀蘭等[10]認(rèn)為強針對性、高體驗度的安全教育是提高工人安全意識與促進工人參與安全活動的有效措施。

現(xiàn)有研究大多從建筑工人的角度分析，認(rèn)為建筑不安全事故的發(fā)生僅僅是由建筑工人的不安全行為所造成，卻忽視了建筑工人安全培訓(xùn)不足是由于管理決策層缺乏重視，很多建筑企業(yè)的管理人員由于考慮經(jīng)濟利益，對建筑工人進行安全培訓(xùn)不夠重視，漠視國家法律政策，最終導(dǎo)致了嚴(yán)重事故的發(fā)生。有學(xué)者針對建筑工人文化水平低、流動性大等特點，對我國現(xiàn)階段建筑工人安全培訓(xùn)存在的問題進行了研究[11]，但就如何提高與怎樣實施安全培訓(xùn)等關(guān)鍵問題，只提出采用新的培訓(xùn)形式和對培訓(xùn)內(nèi)容進行評估的建議，對具體的培訓(xùn)模式或方法的構(gòu)建并沒有真正落實。

綜上所述，為預(yù)防建筑業(yè)不安全事故的發(fā)生，要將解決建筑工人不安全行為作為切入點，對建筑工人進行安全教育培訓(xùn)，且該培訓(xùn)模式應(yīng)將管理層、建筑工人、安全培訓(xùn)師納入整個系統(tǒng)。筆者針對這一問題，將構(gòu)建基于“EL+VR”的建筑工人安全培訓(xùn)的新模式，即引入體驗式學(xué)習(xí)理論(experiential learning，EL)，并將虛擬現(xiàn)實技術(shù)(virtual reality,VR)應(yīng)用于建筑工人安全培訓(xùn)，針對建筑工人特點并改善其不安全行為，以期改善建筑業(yè)安全培訓(xùn)質(zhì)量，降低建筑業(yè)安全事故發(fā)生率。

1 EL理論與VR技術(shù)

1.1 EL理論

EL理論是教育學(xué)領(lǐng)域的一個重要概念，該理論源自經(jīng)驗學(xué)習(xí)，是組織心理學(xué)家KOLB[12]在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上提出的。他認(rèn)為可以將體驗式學(xué)習(xí)看成一個循環(huán)周期，其理論模型如圖1所示，包括具體的體驗、觀察與反思、形成抽象概念、結(jié)論應(yīng)用于新實踐。其中觀察、反思為核心環(huán)節(jié)，即體驗不是最終目標(biāo)，是達成目標(biāo)的一個手段，只有通過觀察和反思形成理論并應(yīng)用于實踐，才是體驗式學(xué)習(xí)的目的。EL理論是一種具有人文關(guān)懷的教育理論，在體驗學(xué)習(xí)的過程中，更看重個人體驗與感受。

圖1 體驗式學(xué)習(xí)理論

國際上EL理論已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)的教育問題，在我國雖然體驗式學(xué)習(xí)的范圍得到極大的擴充，但該理論僅局限于學(xué)校教育及職業(yè)教育培訓(xùn)的研究與探討[13-15]，其他行業(yè)涉及較少。因此，筆者將 EL理論引入建筑業(yè)安全培訓(xùn)中，構(gòu)建適用于建筑工人學(xué)習(xí)特點的安全培訓(xùn)模式，為建筑工人提供參與整個建筑安全培訓(xùn)過程的機會。

1.2 VR技術(shù)

VR技術(shù)是一種伴隨多媒體發(fā)展起來的新興技術(shù)，通過與多種技術(shù)的優(yōu)勢相結(jié)合，將體驗者帶入其所創(chuàng)造的虛擬世界，給體驗者以體驗感與沉浸感，體驗者還可以依據(jù)自己的想法與之進行交互[16]。BURDEA等[17]在《虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)及應(yīng)用》中歸納了VR的3個特點，分別是沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和想象性(imagination)，VR的3I特點如圖2所示。

圖2 VR的3I特點

VR技術(shù)通過頭戴設(shè)備及遙控設(shè)備突破傳統(tǒng)培訓(xùn)的時空限制，促進虛擬情景下的學(xué)習(xí)，增強參與感，激發(fā)學(xué)習(xí)動機，并有助于促進認(rèn)知和知識遷移。目前我國建筑業(yè)安全培訓(xùn)已經(jīng)開始嘗試應(yīng)用VR技術(shù)，文獻[11]提出將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與實際培訓(xùn)相結(jié)合以改善建筑安全培訓(xùn)現(xiàn)狀。中建一局建立了一個長期性的安全培訓(xùn)體驗基地，幫助施工人員進行學(xué)習(xí)。以往研究主要涉及VR技術(shù)應(yīng)用優(yōu)點及不同應(yīng)用場景的簡單分析[18]，但是如何將VR技術(shù)應(yīng)用于建筑安全培訓(xùn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如需要考慮建筑工人的心理特征和學(xué)習(xí)習(xí)慣，且在虛擬化體驗式學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)方面沒有現(xiàn)成經(jīng)驗和模式可遵循。因此筆者結(jié)合VR技術(shù)的特點，探索虛擬現(xiàn)實條件下體驗式安全培訓(xùn)的模式和框架，以更好地應(yīng)用于建筑安全培訓(xùn)。

2 基于“EL+VR”的培訓(xùn)模式構(gòu)建

該模型以“EL+VR”為技術(shù)工具與理論支撐，以團隊成員(管理層、建筑工人、安全培訓(xùn)師、軟件開發(fā)人員)為參與對象，以糾正建筑工人不安全行為、增加安全知識為目標(biāo)導(dǎo)向，通過管理層與建筑工人、建筑工人與建筑安全培訓(xùn)師、建筑安全培訓(xùn)師與技術(shù)開發(fā)人員之間的默契配合為聯(lián)系，達到實時資源共享，從而使培訓(xùn)效果最優(yōu)。該模型如圖3所示。

圖3 基于“EL+VR”的建筑工人安全培訓(xùn)模式

構(gòu)建基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式意義在于，VR技術(shù)已不再是一件頭盔和一副眼鏡的簡單相加，而是轉(zhuǎn)化為一種主動學(xué)習(xí)思考的方式，借助VR技術(shù)讓建筑工人進行體驗式學(xué)習(xí)，能夠使建筑工人親自感受不安全行為帶來的危險，促進建筑工人對直接具體的經(jīng)驗向抽象概念的轉(zhuǎn)化，通過反思提升自身安全意識，增加安全知識，養(yǎng)成良好的安全習(xí)慣，并實踐于以后的施工工作中。這不僅能對建筑工人進行安全培訓(xùn)，還能將培訓(xùn)效果持久固化，是當(dāng)前符合建筑工人培訓(xùn)特點的最有效的方式。此外，利用VR技術(shù)構(gòu)建的體驗式學(xué)習(xí)環(huán)境，突破了時間、空間的限制，減少了經(jīng)費預(yù)算，也降低真實體驗可能發(fā)生風(fēng)險的概率。

3 培訓(xùn)模式基本要素分析

3.1 團隊成員

團隊成員包括管理層、建筑工人、安全培訓(xùn)員、軟件開發(fā)人員。

(1)管理層。管理層是團隊的最高決策者與指導(dǎo)者。因為管理層親臨建筑工地，與工人有直接聯(lián)系[19]，所以管理層對建筑安全培訓(xùn)的重視程度很大程度上影響工人對待安全培訓(xùn)的態(tài)度。管理層應(yīng)積極參與到建筑工人安全培訓(xùn)過程中，包括安全培訓(xùn)前積極動員、培訓(xùn)后評價，并建立激勵政策，對培訓(xùn)效果出色的建筑工人進行獎勵。

(2)建筑工人。建筑工人是基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式的體驗學(xué)習(xí)者與主要參與者，因此建立建筑安全培訓(xùn)模式必須以建筑工人的學(xué)習(xí)特點為依據(jù)?；凇癊L+VR”的建筑安全培訓(xùn)模式實際是促使建筑工人主動建構(gòu)知識的過程，主動理解建筑安全培訓(xùn)知識，在腦海中形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，糾正不安全行為，并能在接下來的工作中正確運用。該模式中，工人主要以體驗和培訓(xùn)為主，通過VR技術(shù)，建筑工人以化身的形式出現(xiàn)在虛擬情景中進行漫游，通過與虛擬物體交互感知信息，產(chǎn)生身臨其境的感受。

(3)安全培訓(xùn)師。安全培訓(xùn)師在安全培訓(xùn)過程中具有舉足輕重的地位?；凇癊L+VR”的安全培訓(xùn)模式中，安全培訓(xùn)師幫助工人體驗事故情景、適當(dāng)引導(dǎo)與交流、幫助建筑工人進行反思與總結(jié)。在建立模式初期，安全培訓(xùn)師需要通過其專業(yè)性設(shè)計出安全培訓(xùn)的初步框架，不僅需要與管理人員進行交流討論，還需要與軟件開發(fā)人員進行溝通，不斷改進安全培訓(xùn)模式，使之成為最適配建筑工人學(xué)習(xí)特點的安全培訓(xùn)模式。

(4)軟件開發(fā)人員。軟件開發(fā)人員是基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式的開發(fā)者，與傳統(tǒng)培訓(xùn)模式不同之處在于該模式將多種專業(yè)交叉結(jié)合，將建筑領(lǐng)域的問題與計算機領(lǐng)域的問題進行碰撞融合，此時就出現(xiàn)了知識交叉現(xiàn)象，而建立基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式的第一道知識交叉就是將建筑安全培訓(xùn)所需的知識技能需求轉(zhuǎn)化為軟件開發(fā)需求，這就需要軟件開發(fā)人員與安全培訓(xùn)師進行溝通交流。

3.2 目標(biāo)

目標(biāo)不僅是各個成員共同配合、進行安全培訓(xùn)的理由，還是成員之間相互依存、共同學(xué)習(xí)的最大誘因。建立基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式是以糾正建筑工人不安全行為為目標(biāo)的。在該培訓(xùn)模式中，安全培訓(xùn)師通過與管理層溝通，基于建筑工人特點并結(jié)合建筑業(yè)多發(fā)的六大傷害(高空墜落、坍塌、物體打擊、機械傷害、起重事故、觸電)[20-21]初步界定培訓(xùn)內(nèi)容，如安全防護用品的使用、模擬高空作業(yè)墜落、臨邊防護、綜合用電及消防安全等，軟件開發(fā)人員通過與安全培訓(xùn)師溝通交流設(shè)計開發(fā)安全培訓(xùn)仿真軟件，真實模擬還原建筑工地環(huán)境，使建筑工人沉浸其中，建筑工人在該虛擬情景中探索，產(chǎn)生學(xué)習(xí)行為，提高學(xué)習(xí)興趣，達到學(xué)習(xí)效果，提高安全意識，從而糾正不安全行為。

3.3 聯(lián)系

各成員之間的聯(lián)系與交互是學(xué)習(xí)過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，交互具有溝通信息、考察學(xué)習(xí)情況、情感交流、促進反思等作用[22]?；凇癊L+VR”的安全培訓(xùn)模式的成功實施需要各成員的交互聯(lián)系與溝通配合。

(1)管理人員與建筑工人。韓豫等[23]指出，建筑工人不安全行為的模仿與學(xué)習(xí)的影響因素涵蓋榜樣及其行為、模仿者和模仿學(xué)習(xí)過程。因此，為了更好地減少建筑工人的不安全行為，管理層應(yīng)該起示范帶頭作用，動員建筑工人進行安全培訓(xùn)，提高建筑工地的安全氛圍。同時管理層自身也需要提高安全意識并積極參與到安全培訓(xùn)的過程中。

(2)安全培訓(xùn)師與建筑工人。安全培訓(xùn)師與建筑工人是老師與學(xué)生的角色，安全培訓(xùn)師應(yīng)充分掌握建筑工人的學(xué)習(xí)特點對其進行安全培訓(xùn)指導(dǎo)，并對建筑工人的學(xué)習(xí)情況進行實時追蹤。在培訓(xùn)過程中，應(yīng)將建筑工人的表現(xiàn)進行拍攝記錄并根據(jù)表現(xiàn)進一步明確今后的培訓(xùn)方向，明確建筑工人在哪一部分缺乏安全知識，查漏補缺，從而不斷改進培訓(xùn)內(nèi)容。在培訓(xùn)結(jié)束后，安全培訓(xùn)師也要對工人進行不定期的培訓(xùn)后追蹤，如安全培訓(xùn)師可通過判斷題、選擇題的形式對工人進行安全知識的考核，以鞏固建筑工人的安全知識。

(3)安全培訓(xùn)師與軟件開發(fā)人員。安全培訓(xùn)師不僅要對建筑工人進行培訓(xùn)指導(dǎo)，還要對軟件開發(fā)人員進行溝通交流。安全培訓(xùn)師與軟件開發(fā)人員的關(guān)系是產(chǎn)品開發(fā)商與設(shè)計商的關(guān)系，安全培訓(xùn)師設(shè)計符合建筑工人的安全培訓(xùn)模式，軟件開發(fā)人員依據(jù)要求進行程序開發(fā)，這對安全培訓(xùn)師與開發(fā)人員都具有較大挑戰(zhàn)。安全培訓(xùn)師根據(jù)自己的設(shè)計，提出詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計需求，軟件開發(fā)人員承擔(dān)開發(fā)任務(wù)，也應(yīng)對安全培訓(xùn)有一定了解，這樣安全培訓(xùn)師只需要提出基本功能需求，軟件開發(fā)人員根據(jù)需求及建筑安全相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品。

3.4 EL+VR

在基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式中，當(dāng)成員、目標(biāo)、聯(lián)系確立好之后，需要技術(shù)與理論支持(EL+VR)。高嵩等[24]指出技術(shù)和后勤支持是虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)者受到的限制性因素，因此基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)的最大特點在于構(gòu)成情景的對象都是數(shù)字化的、虛擬的，該培訓(xùn)情景具有情景性、沉浸性、參與性、交互性等特點，極大地激發(fā)了建筑工人的學(xué)習(xí)動機。在該模式中通過VR模擬創(chuàng)造出集“視、聽、觸”為一體的虛擬環(huán)境，使建筑工人浸入其中，通過感官的放大作用使建筑工人對建筑施工現(xiàn)場不安全行為產(chǎn)生的原因、過程、后果有了直觀、震撼的認(rèn)識，對認(rèn)識進行抽象、內(nèi)化，并在此過程中思考解決問題的辦法。通過建筑工人的自我體驗、反思，促進工人對建筑安全知識的建構(gòu)及對不安全行為的糾正與內(nèi)省，形成抽象概念并最終形成良好的習(xí)慣、態(tài)度與心理品質(zhì)，在以后的工作中加以應(yīng)用?；凇癊L+VR”的安全培訓(xùn)模式有效利用技術(shù)與理論相結(jié)合的方式，促進建筑工人對建筑安全知識的建構(gòu)與遷移，達到預(yù)期培訓(xùn)效果。

基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式利用成員之間充分溝通，相互學(xué)習(xí)，技術(shù)與理論之間取長補短、互為補充，從而達到1+1>2的效果，只有這樣才能使該模式發(fā)揮出各成員的集體智慧。因此，通過“EL+VR”，成員、聯(lián)系和共同目標(biāo)構(gòu)成相互聯(lián)系、相互影響的統(tǒng)一體。

4 培訓(xùn)模式的實施流程

依據(jù)KOLB的體驗式學(xué)習(xí)理論和建筑工人的培訓(xùn)特點，將基于“EL+VR”的安全培訓(xùn)模式分為情景設(shè)計、體驗、培訓(xùn)、檢測效果4個階段。情景設(shè)計與體驗階段主要是幫助建筑工人逐漸進入VR呈現(xiàn)出的情景并熟悉環(huán)境。培訓(xùn)階段則是開始對建筑工人進行安全培訓(xùn)，提升建筑工人的安全能力。檢測效果階段是檢測培訓(xùn)成果，對建筑工人進行考核，并及時收集和儲存建筑工人培訓(xùn)相關(guān)數(shù)據(jù)，便于安全培訓(xùn)師對建筑工人進行分析，得出安全培訓(xùn)模式主要存在的問題和建筑工人在安全培訓(xùn)中存在的不足，為以后的安全培訓(xùn)提供方向。具體的培訓(xùn)功能與實施流程分別如表1和圖4所示。

表1 培訓(xùn)功能圖

圖4 培訓(xùn)實施流程圖

(1)情景設(shè)計階段。情景設(shè)計是基于“EL+VR”的安全的培訓(xùn)模式的基礎(chǔ)階段。通過搭建空間環(huán)境、施工區(qū)域場景構(gòu)建逼真的施工場地情景，逼真的虛擬情景能夠提高建筑工人的沉浸感，為知識在現(xiàn)實世界的遷移打下基礎(chǔ)。構(gòu)建的任務(wù)情境和參與情境能夠給建筑工人提供行動目標(biāo)、行動反饋和行為評價，讓安全知識的學(xué)習(xí)有組織、有趣味，有利于安全知識的學(xué)習(xí)和知識發(fā)現(xiàn)思維的養(yǎng)成。情景設(shè)計越真實貼近建筑工人熟悉的環(huán)境，其沉浸感就越強烈，培訓(xùn)效果就越好。

(2)體驗階段。體驗階段用于實際體驗，可以采用模擬、演示、實地考察等方式讓建筑工人獲得具體的經(jīng)驗，通過VR所呈現(xiàn)出的視頻動畫給建筑工人講解基本安全知識，主要包括建筑業(yè)安全事故的六大傷害，從而使建筑工人逐漸浸入虛擬情景化的學(xué)習(xí)環(huán)境中，主動學(xué)習(xí)。在情景中可以設(shè)置三維模型、視頻、動畫、文字信息、語音提示等交互元素，情景應(yīng)當(dāng)逼真可信，激發(fā)建筑工人的學(xué)習(xí)動機。

(3)培訓(xùn)階段。培訓(xùn)階段屬于安全培訓(xùn)模式的中心階段，通過促進建筑工人思考和反思體驗活動和經(jīng)歷，以更全面、更深刻地認(rèn)識安全行為，增加安全知識?？刹捎糜懻?、問答等形式促進反思，比如情景中以文字或語音的方式提出問題，從而使建筑工人有一定的反思過程，促使認(rèn)識從感性到理性的升華，獲得抽象的概念，并納入建筑工人已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，有利于抽象概念的形成。通過VR技術(shù)及其設(shè)備使建筑工人與場景中的人、物進行交互，如佩戴安全帽、高空作業(yè)系安全帶等。若建筑工人操作不當(dāng)產(chǎn)生不安全行為，如不佩戴安全帽，通過VR傳感設(shè)備與視覺效果，可以在建筑工人無意識的前提下感受到虛擬重物砸下，使其感受到嚴(yán)重性與危害性，以此來警醒建筑工人在以后的工作中注意佩戴安全帽，防止事故發(fā)生，并培養(yǎng)建筑工人應(yīng)對突發(fā)事故的能力?；凇癊L+VR”的建筑安全培訓(xùn)不僅使建筑工人自身安全行為得到培訓(xùn)，還為建筑工人提供了虛擬的交流平臺，在此平臺中建筑工人可以與虛擬環(huán)境中的工友進行交互，實現(xiàn)建筑工人對群體安全知識的構(gòu)建，幫助建筑工人預(yù)設(shè)在現(xiàn)實生活中應(yīng)如何應(yīng)對工友的不安全行為，從而提高整個行業(yè)的安全。

(4)檢測效果階段。安全教育培訓(xùn)絕不是簡單的幾句話、幾堂課就可以完成的內(nèi)容，在建筑工人充分理解、完成安全培訓(xùn)的前提下還應(yīng)該進行相應(yīng)的考核，基于建筑工人的文化水平，所出示的問題應(yīng)多以選擇題或判斷題的形式進行，及時對建筑工人的表現(xiàn)進行實時打分并存儲數(shù)據(jù)，通過測試強化安全知識，提高安全技能，端正安全態(tài)度。培訓(xùn)效果較好的建筑工人，管理層可對其進行適當(dāng)獎勵，提高建筑工人參加安全培訓(xùn)的積極性，同時對建筑工人在施工過程中進行隨機檢查，對不符合安全操作規(guī)定的行為要予以警告，并對其進行處罰。

5 結(jié)論

筆者在分析EL理論與VR技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于“EL+VR”的建筑工人安全培訓(xùn)模式。該模式以教育學(xué)領(lǐng)域的EL作為理論基礎(chǔ)，結(jié)合VR技術(shù)，為建筑安全培訓(xùn)提供了理論與技術(shù)支持，是一種全新的培訓(xùn)形式，有助于降低工人認(rèn)知難度，增加工人安全知識，養(yǎng)成安全習(xí)慣，進而降低工人的不安全行為?；凇癊L+VR”的安全培訓(xùn)模式為建筑業(yè)安全培訓(xùn)提供了新可能，在我國VR技術(shù)不斷進步、硬件技術(shù)日益成熟的大背景下，該培訓(xùn)模式將獲得更加重要的技術(shù)保障，具有廣闊的發(fā)展前景。但筆者從理論上構(gòu)建了基于“EL+VR”的建筑工人安全培訓(xùn)模式，未來的研究可重點關(guān)注該培訓(xùn)模式的應(yīng)用及其有效性的檢驗上。