周迎雪，嚴小麗，吳穎萍

(上海工程技術大學 管理學院，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，安全習慣不佳[3-4]。

已有大量研究表明安全培訓是糾正建筑工人不安全行為較有效的方法[5-7]。安全培訓的目的是增加安全知識，提高安全意識，養(yǎng)成安全習慣，使工人在施工過程中可以及時發(fā)現危險、意識到危險性、選擇正確的應對方式。在安全培訓研究方面，LINGARD[8]認為安全培訓在糾正工人對待安全行為的態(tài)度時，強調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]指出應對建筑工人展開“短平快”、“高質量”的安全教育培訓。曹秀蘭等[10]認為強針對性、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。

現有研究大多從建筑工人的角度分析，認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濟利益，對建筑工人進行安全培訓不夠重視，漠視國家法律政策，最終導致了嚴重事故的發(fā)生。有學者針對建筑工人文化水平低、流動性大等特點，對我國現階段建筑工人安全培訓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等關鍵問題，只提出采用新的培訓形式和對培訓內容進行評估的建議，對具體的培訓模式或方法的構建并沒有真正落實。

綜上所述，為預防建筑業(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，且該培訓模式應將管理層、建筑工人、安全培訓師納入整個系統(tǒng)。筆者針對這一問題，將構建基于“EL+VR”的建筑工人安全培訓的新模式，即引入體驗式學習理論(experiential learning，EL)，并將虛擬現實技術(virtual reality,VR)應用于建筑工人安全培訓，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)安全培訓質量，降低建筑業(yè)安全事故發(fā)生率。

1 EL理論與VR技術

1.1 EL理論

EL理論是教育學領域的一個重要概念，該理論源自經驗學習，是組織心理學家KOLB[12]在總結前人經驗的基礎上提出的。他認為可以將體驗式學習看成一個循環(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、結論應用于新實踐。其中觀察、反思為核心環(huán)節(jié)，即體驗不是最終目標，是達成目標的一個手段，只有通過觀察和反思形成理論并應用于實踐，才是體驗式學習的目的。EL理論是一種具有人文關懷的教育理論，在體驗學習的過程中，更看重個人體驗與感受。

圖1 體驗式學習理論

國際上EL理論已廣泛應用于各個行業(yè)的教育問題，在我國雖然體驗式學習的范圍得到極大的擴充，但該理論僅局限于學校教育及職業(yè)教育培訓的研究與探討[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)安全培訓中，構建適用于建筑工人學習特點的安全培訓模式，為建筑工人提供參與整個建筑安全培訓過程的機會。

1.2 VR技術

VR技術是一種伴隨多媒體發(fā)展起來的新興技術，通過與多種技術的優(yōu)勢相結合，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，體驗者還可以依據自己的想法與之進行交互[16]。BURDEA等[17]在《虛擬現實系統(tǒng)及應用》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技術通過頭戴設備及遙控設備突破傳統(tǒng)培訓的時空限制，促進虛擬情景下的學習，增強參與感，激發(fā)學習動機，并有助于促進認知和知識遷移。目前我國建筑業(yè)安全培訓已經開始嘗試應用VR技術，文獻[11]提出將虛擬現實技術與實際培訓相結合以改善建筑安全培訓現狀。中建一局建立了一個長期性的安全培訓體驗基地，幫助施工人員進行學習。以往研究主要涉及VR技術應用優(yōu)點及不同應用場景的簡單分析[18]，但是如何將VR技術應用于建筑安全培訓仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如需要考慮建筑工人的心理特征和學習習慣，且在虛擬化體驗式學習環(huán)境創(chuàng)設方面沒有現成經驗和模式可遵循。因此筆者結合VR技術的特點，探索虛擬現實條件下體驗式安全培訓的模式和框架，以更好地應用于建筑安全培訓。

2 基于“EL+VR”的培訓模式構建

該模型以“EL+VR”為技術工具與理論支撐，以團隊成員(管理層、建筑工人、安全培訓師、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導向，通過管理層與建筑工人、建筑工人與建筑安全培訓師、建筑安全培訓師與技術開發(fā)人員之間的默契配合為聯系，達到實時資源共享，從而使培訓效果最優(yōu)。該模型如圖3所示。

圖3 基于“EL+VR”的建筑工人安全培訓模式

構建基于“EL+VR”的安全培訓模式意義在于，VR技術已不再是一件頭盔和一副眼鏡的簡單相加，而是轉化為一種主動學習思考的方式，借助VR技術讓建筑工人進行體驗式學習，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驗向抽象概念的轉化，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，還能將培訓效果持久固化，是當前符合建筑工人培訓特點的最有效的方式。此外，利用VR技術構建的體驗式學習環(huán)境，突破了時間、空間的限制，減少了經費預算，也降低真實體驗可能發(fā)生風險的概率。

3 培訓模式基本要素分析

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者。因為管理層親臨建筑工地，與工人有直接聯系[19]，所以管理層對建筑安全培訓的重視程度很大程度上影響工人對待安全培訓的態(tài)度。管理層應積極參與到建筑工人安全培訓過程中，包括安全培訓前積極動員、培訓后評價，并建立激勵政策，對培訓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”的安全培訓模式的體驗學習者與主要參與者，因此建立建筑安全培訓模式必須以建筑工人的學習特點為依據?；凇癊L+VR”的建筑安全培訓模式實際是促使建筑工人主動建構知識的過程，主動理解建筑安全培訓知識，在腦海中形成自己的認知結構，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為主，通過VR技術，建筑工人以化身的形式出現在虛擬情景中進行漫游，通過與虛擬物體交互感知信息，產生身臨其境的感受。

(3)安全培訓師。安全培訓師在安全培訓過程中具有舉足輕重的地位?；凇癊L+VR”的安全培訓模式中，安全培訓師幫助工人體驗事故情景、適當引導與交流、幫助建筑工人進行反思與總結。在建立模式初期，安全培訓師需要通過其專業(yè)性設計出安全培訓的初步框架，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，不斷改進安全培訓模式，使之成為最適配建筑工人學習特點的安全培訓模式。

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

3.2 目標

目標不僅是各個成員共同配合、進行安全培訓的理由，還是成員之間相互依存、共同學習的最大誘因。建立基于“EL+VR”的安全培訓模式是以糾正建筑工人不安全行為為目標的。在該培訓模式中，安全培訓師通過與管理層溝通，基于建筑工人特點并結合建筑業(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]初步界定培訓內容，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師溝通交流設計開發(fā)安全培訓仿真軟件，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，產生學習行為，提高學習興趣，達到學習效果，提高安全意識，從而糾正不安全行為。

3.3 聯系

各成員之間的聯系與交互是學習過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，交互具有溝通信息、考察學習情況、情感交流、促進反思等作用[22]。基于“EL+VR”的安全培訓模式的成功實施需要各成員的交互聯系與溝通配合。

(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習的影響因素涵蓋榜樣及其行為、模仿者和模仿學習過程。因此，為了更好地減少建筑工人的不安全行為，管理層應該起示范帶頭作用，動員建筑工人進行安全培訓，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的過程中。

(2)安全培訓師與建筑工人。安全培訓師與建筑工人是老師與學生的角色，安全培訓師應充分掌握建筑工人的學習特點對其進行安全培訓指導，并對建筑工人的學習情況進行實時追蹤。在培訓過程中，應將建筑工人的表現進行拍攝記錄并根據表現進一步明確今后的培訓方向，明確建筑工人在哪一部分缺乏安全知識，查漏補缺，從而不斷改進培訓內容。在培訓結束后，安全培訓師也要對工人進行不定期的培訓后追蹤，如安全培訓師可通過判斷題、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)安全培訓師與軟件開發(fā)人員。安全培訓師不僅要對建筑工人進行培訓指導，還要對軟件開發(fā)人員進行溝通交流。安全培訓師與軟件開發(fā)人員的關系是產品開發(fā)商與設計商的關系，安全培訓師設計符合建筑工人的安全培訓模式，軟件開發(fā)人員依據要求進行程序開發(fā)，這對安全培訓師與開發(fā)人員都具有較大挑戰(zhàn)。安全培訓師根據自己的設計，提出詳細的產品設計需求，軟件開發(fā)人員承擔開發(fā)任務，也應對安全培訓有一定了解，這樣安全培訓師只需要提出基本功能需求，軟件開發(fā)人員根據需求及建筑安全相關內容，設計開發(fā)出相關產品。

3.4 EL+VR

在基于“EL+VR”的安全培訓模式中，當成員、目標、聯系確立好之后，需要技術與理論支持(EL+VR)。高嵩等[24]指出技術和后勤支持是虛擬現實學習環(huán)境中學習者受到的限制性因素，因此基于“EL+VR”的安全培訓的最大特點在于構成情景的對象都是數字化的、虛擬的，該培訓情景具有情景性、沉浸性、參與性、交互性等特點，極大地激發(fā)了建筑工人的學習動機。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場不安全行為產生的原因、過程、后果有了直觀、震撼的認識，對認識進行抽象、內化，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及對不安全行為的糾正與內省，形成抽象概念并最終形成良好的習慣、態(tài)度與心理品質，在以后的工作中加以應用?；凇癊L+VR”的安全培訓模式有效利用技術與理論相結合的方式，促進建筑工人對建筑安全知識的建構與遷移，達到預期培訓效果。

基于“EL+VR”的安全培訓模式利用成員之間充分溝通，相互學習，技術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、聯系和共同目標構成相互聯系、相互影響的統(tǒng)一體。

4 培訓模式的實施流程

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

表1 培訓功能圖

圖4 培訓實施流程圖

(1)情景設計階段。情景設計是基于“EL+VR”的安全的培訓模式的基礎階段。通過搭建空間環(huán)境、施工區(qū)域場景構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，為知識在現實世界的遷移打下基礎。構建的任務情境和參與情境能夠給建筑工人提供行動目標、行動反饋和行為評價，讓安全知識的學習有組織、有趣味，有利于安全知識的學習和知識發(fā)現思維的養(yǎng)成。情景設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驗，通過VR所呈現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習環(huán)境中，主動學習。在情景中可以設置三維模型、視頻、動畫、文字信息、語音提示等交互元素，情景應當逼真可信，激發(fā)建筑工人的學習動機。

(3)培訓階段。培訓階段屬于安全培訓模式的中心階段，通過促進建筑工人思考和反思體驗活動和經歷，以更全面、更深刻地認識安全行為，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知結構中，有利于抽象概念的形成。通過VR技術及其設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產生不安全行為，如不佩戴安全帽，通過VR傳感設備與視覺效果，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)建筑工人應對突發(fā)事故的能力。基于“EL+VR”的建筑安全培訓不僅使建筑工人自身安全行為得到培訓，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，實現建筑工人對群體安全知識的構建，幫助建筑工人預設在現實生活中應如何應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。安全教育培訓絕不是簡單的幾句話、幾堂課就可以完成的內容，在建筑工人充分理解、完成安全培訓的前提下還應該進行相應的考核，基于建筑工人的文化水平，所出示的問題應多以選擇題或判斷題的形式進行，及時對建筑工人的表現進行實時打分并存儲數據，通過測試強化安全知識，提高安全技能，端正安全態(tài)度。培訓效果較好的建筑工人，管理層可對其進行適當獎勵，提高建筑工人參加安全培訓的積極性，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 結論

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