劉占新 葉超 陳鵬

摘? 要：為了提升職業(yè)院校安全技術與管理專業(yè)及校內(nèi)各類土木相關專業(yè)施工安全實踐教學效果，實現(xiàn)“理實一體”“虛實一體”，陜西鐵路工程職業(yè)技術學院安全綜合實訓基地依托三個實訓室開展校內(nèi)實踐課程教學，分別為安全訓練中心、智慧安全培訓教室和安全虛擬仿真室。具體從“8個方面”入手，應用“12款軟件系統(tǒng)”“7種前沿技術”，覆蓋“5個施工領域”、涵蓋超1000余個知識點（實訓點）優(yōu)質(zhì)資源，貫穿“學、訓、賽、考”4個教學環(huán)節(jié)。對建筑、公路、橋梁和隧道施工過程中的安全風險隱患和安全控制要點進行分類整合，著重囊括安全技術與管理專業(yè)所需各項實訓技能點教學項目，從而形成具有安全技術與管理專業(yè)特色的校內(nèi)綜合性實訓基地。

關鍵詞：職業(yè)院校;安全技術;虛擬仿真;實訓基地

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

“十四五”規(guī)劃中的職業(yè)教育綜合性實訓基地建設必然是深度融入信息化元素的[1]。建設具有虛擬仿真技術應用的綜合實訓基地是職業(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)領域都在積極探索虛擬仿真實訓基地建設方案[2]，力求實現(xiàn)將多功能、多工種、全真體驗和仿真技術相結(jié)合，理論與實踐相結(jié)合，更好地為教學、科研以及社會服務?！秶衣殬I(yè)教育改革實施方案》（國發(fā)〔2019〕4號）提出“促進產(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]。這也是安全技術與管理專業(yè)加強內(nèi)涵建設，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進社會高質(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踐教學體系和教學內(nèi)容不夠完善、教學形式比較單一等問題。高職院校安全相關專業(yè)實訓項目僅限于單技能、單課程的實訓，很多安全事故案例和施工、生產(chǎn)期間的安全操作要點無法在真實環(huán)境中再現(xiàn)，土木類相關安全實訓普遍缺乏校內(nèi)綜合性實訓基地，實操教學效果差，一定程度上限制了安全技術與管理專業(yè)高職學生安全實操技能的提升。且基于學校諸如資金、場地等各方面的限制和行業(yè)的特點，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于校內(nèi)，加之疫情防控等特殊原因，安全實訓課程難以實現(xiàn)“出校入企”。

虛擬仿真實訓教學環(huán)境可有效解決安全類專業(yè)部分實訓因體量大、成本高、不易復制等導致學生難以實現(xiàn)全程體驗的問題[4-5]。陜西鐵路工程職業(yè)技術學院工程造價專業(yè)群以“十四五”規(guī)劃和產(chǎn)教融合為契機，對接職業(yè)本科教育培養(yǎng)的實訓基地建設理念，圍繞安全技術與管理專業(yè)建設和人才培養(yǎng)需求，不斷探索校企合作機制、基地建設模式、教學研究實踐等教學路徑，本文就陜西鐵路工程職業(yè)技術學院綜合實訓基地建設成效進行探討。

一、安全綜合實訓基地建設

（一）建設理念與內(nèi)涵

陜西鐵路工程職業(yè)技術學院安全綜合實訓基地全面踐行“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與管理專業(yè)相關知識，對建筑、公路、鐵路、橋梁和隧道安全分類，整合資源結(jié)構(gòu)，著重囊括安全技術與管理專業(yè)所需的所有安全技能點。秉持高職學生技術技能成長規(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器材和虛擬仿真技術為載體，立足專業(yè)發(fā)展實際，結(jié)合陜西鐵路工程職業(yè)技術學院現(xiàn)有實訓基地進行安全技能實操、安全意識訓練、VR技術全覆蓋，集教學、科研、技術服務、技能鑒定和培訓功能于一體，服務于專業(yè)建設和課程建設，有利于創(chuàng)新校企合作的辦學模式和工學結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，建成后的安全綜合實訓基地，根據(jù)安全員崗位需求和安全技術與管理專業(yè)學生人才培養(yǎng)方案開發(fā)教學資源包、制定實訓教學標準，明確學生實習實訓的目標、任務、方法、考核等要求，構(gòu)建“任務驅(qū)動、行動導向”和“技術驅(qū)動、服務導向”的實踐教學模式和培訓模式，在提高教學質(zhì)量的同時提高教師的技術服務能力[6]。從而形成校企共建、共享的安全技術與管理教育培訓平臺。使學院安全技術與管理教學實訓條件達到全國同類高職院校領先水平，為國家建筑、橋梁和隧道等安全技術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)相關人員再教育培訓服務。

學校工程管理與物流學院安全技術與管理專業(yè)主要面向施工企業(yè)安全管理崗位而設置，根據(jù)市場動向和企業(yè)需求，結(jié)合行業(yè)崗位設置，確定人才培養(yǎng)目標。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)安全技術員、安全監(jiān)督員和安全評價員等高質(zhì)量技術技能人才。安全虛擬仿真綜合實訓基地內(nèi)涵建設包活：

1. 結(jié)合“實景實踐教學、實體體驗方式、計算機仿真模擬”等多種方式的行動導向教學理念，系統(tǒng)全面覆蓋安全管理崗位實踐工作內(nèi)容。

2. 以共享和共贏為原則，校企合作共建安全綜合實訓實習基地，真正實現(xiàn)“企業(yè)安全培訓有地點、學生實訓實習有場所”，從而輻射院校所在城市相關企業(yè)，帶動當?shù)仄髽I(yè)安全生產(chǎn)和高效發(fā)展。

3. 學生在理實一體的智慧教室和綜合訓練中心進行理論實踐交替認識，從掌握施工安全技術及管理技能過程中發(fā)現(xiàn)問題、帶著問題進一步深化學習。

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之一。校企深度合作，共建“師傅型”和“虛實兼修型”的師資隊伍[7]，才能適應社會信息化發(fā)展需求。

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

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

（二）總體框架

虛擬仿真實訓系統(tǒng)平臺以AI、AR、MR、全息裸眼、CAVE等技術為支撐，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與管理專業(yè)涉及的所有工程項目類型為方向，通過學、訓、賽、考四個環(huán)節(jié)實現(xiàn)系統(tǒng)化教學，學生多維、多場景、多元化學習安全知識和技能，提高了綜合素質(zhì)能力。虛擬仿真實訓室管理平臺架構(gòu)（見圖1）。

（三）建設規(guī)劃方案

安全綜合實訓基地建設主要由信息化建設、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術等組成，兼顧可重復使用、維修方便的原則。具體借助安全訓練中心、智慧安全培訓教室和安全虛擬仿真室三個實訓室展開課程實踐教學研究。

1. 安全訓練中心

安全訓練中心主要包括 20 項安全訓練項目：安全帶使用訓練、安全鞋撞擊訓練、安全帽佩戴訓練、洞口墜落訓練、綜合用電訓練、滅火器演示訓練、消防展示、鋼絲繩、墻體傾倒、垂直爬梯、護欄推到、平衡木訓練、勞保用品展示、現(xiàn)場急救訓練、隧道（火災）逃生訓練、機械傷害、氧氣乙炔連接訓練、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。所有項目與課堂教學模塊均有對應，包括特殊工種體驗，讓本專業(yè)學生能夠“不在其位知其難”。安全防護用品體驗讓學生切實感受到勞保用品重要性。通過墻體護欄傾倒體驗來分析安全隱患來源，培養(yǎng)學生細致入微的安全職業(yè)素養(yǎng)。逃生訓練和急救訓練項目等旨在培養(yǎng)安全技術與管理專業(yè)學生的綜合素質(zhì)能力和臨危不懼的意識。

2. 智慧安全培訓教室

智慧安全培訓教室整合各項資訊設備，通過完善的網(wǎng)絡通信技術，運用3D學習資源、考核平臺、競賽系統(tǒng)等手段，提供“高效教、高效學”的動態(tài)學習環(huán)境。包括智慧教室基礎設備、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學習資源包、施工安全考核平臺、施工安全競賽系統(tǒng)等。結(jié)合“理實一體”“空間共享”“硬件共享”的理念，設計“聯(lián)動”主題的靜態(tài)互聯(lián)網(wǎng)（多媒體）教學區(qū)及集競賽、主動式3D立體融合的動態(tài)實訓區(qū)兩個區(qū)域。

靜態(tài)互聯(lián)網(wǎng)（多媒體）教學區(qū)配備智能講桌、86寸雙拼黑板及75寸6臺多功能一體機，可實現(xiàn)多臺設備聯(lián)動或獨立使用，可支持校內(nèi)常用的智慧職教、中國大學MOOC等平臺;支持《安全標識認知系統(tǒng)》的運行;也可支持其他常用的PC端虛擬仿真軟件。動態(tài)實訓區(qū)配備3D投影機、動作捕捉相機、服務器、競賽一體機等設備及《工地標準化建設軟件》（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學習資源包》等軟件。

3. 安全虛擬仿真室

施工安全虛擬訓練室采用虛擬仿真技術模擬工作場景，并且通過嵌入式學習內(nèi)容創(chuàng)建實際工作現(xiàn)場的虛擬訓練，虛擬現(xiàn)實安全培訓具有靈活性，使學習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。學生可以識別復雜多變的工作場所情況，并掌握有關流程和技能知識。采用“情景式+體驗式”的教育模式，強化安全意識的培養(yǎng)，以任務過程調(diào)動自我保護的積極性和自主性，通過不斷訓練，利于提高學生應對危機的應急處理能力。

（四）建設成效

安全技術與管理專業(yè)校內(nèi)綜合實訓基地在經(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工作，按照規(guī)劃和設想的方案，建成三個訓練室。同時，按照新版人才培養(yǎng)方案指南，先后完成安全技術與管理專業(yè)大一和大二兩個年級的校內(nèi)實訓任務，課堂效果顯著，學生滿足度極高。

二、研究創(chuàng)新

從實踐教學需要出發(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“安全綜合實訓基地”的基礎上，結(jié)合陜西鐵路工程職業(yè)技術學院現(xiàn)有高速鐵路、高速公路、隧道、房建實訓基地進行安全技能實操、安全意識體驗、VR技術全覆蓋，建立一個可滿足陜西鐵路工程職業(yè)技術學院土建類專業(yè)的安全技術與管理實踐教學的職業(yè)教育企業(yè)培訓雙功能型實訓基地。具體從“8個方面”入手，應用“12款軟件系統(tǒng)”“7種前沿技術”，覆蓋“5個施工領域”、涵蓋超1000余個知識點（實訓點）優(yōu)質(zhì)資源，貫穿“學、訓、賽、考”四個環(huán)節(jié)。

8方面：安全訓練、施工現(xiàn)場（過程）安全管理、設備安全管理、隱患排查、沉浸式事故體驗、事故預案、事故應急救援、安全考核。旨在重點控制施工安全隱患風險點，從“人”“材”“機”“管”等元素出發(fā)，全方位進行安全施工監(jiān)管展示，利用虛擬仿真事故體驗激發(fā)學生學習興趣，以事故隱患排查為考核任務，模擬實際施工案例場景，以虛擬事故后果及應急救援成效為考核參考，測驗安全管理人員隱患排查能力和應急處理能力。同時，教學過程由“室內(nèi)”轉(zhuǎn)“室外”，以安全訓練體驗增強學生對事故的警覺性，提高學生居安思危意識和安全責任意識，培養(yǎng)高質(zhì)量安全管理人員，真正實現(xiàn)“全方位”育人。

12款軟件系統(tǒng)：AR施工安全訓練項目學習系統(tǒng)、安全文明施工現(xiàn)場虛擬仿真系統(tǒng)、施工安全3D學習資源包、安全標識認知互動軟件、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)實平臺、施工安全VR虛擬仿真系統(tǒng)、施工安全CAVE沉浸式學習系統(tǒng)、施工過程安全風險學習系統(tǒng)、施工過程安全風險辨識AR互動學習系統(tǒng)、施工安全工機具虛擬學習資源包。全面圍繞安全管理人才培養(yǎng)的八個方面，定制開發(fā)對應安全軟件系統(tǒng)，通過3D資源包的體驗和實訓教學，學生不僅能夠識別施工現(xiàn)場的安全標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，挖掘施工場景安全隱患點，做到知識點與場景完全匹配。課前、課后利用線上學習系統(tǒng)和競賽系統(tǒng)進行任務布置，監(jiān)管學習情況，從而實現(xiàn)“全過程”育人。

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

5個施工領域：橋梁施工、城軌施工、隧道施工、房建施工、線路施工。針對5個施工領域分別設置體驗課程清單，涵蓋急救演練、機械安全、消防安全以及綜合用電安全等通用課程項目，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目。采用“情景式+體驗式”的學習模式，為學生營造仿真的職場環(huán)境、良好的游戲情景和挑戰(zhàn)的學習氛圍。實現(xiàn)安全技術與管理理實一體化教學，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訓基地在建筑工程、路基工程、橋梁工程以及隧道工程施工中融入“大安全”理念，充分應用“VR+AR+新一代信息化技術”，真實模擬施工現(xiàn)場，對安全元素進行精確把握?；貙踩寄軐嵅?、安全意識訓練、VR技術全覆蓋，集教學、科研、技術服務、技能鑒定和培訓功能于一體，依托人才培養(yǎng)方案中的實踐教學作為支撐點，進一步契合國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，保持其在人才培養(yǎng)、社會服務中的先進性、示范性[8-9]。

要實現(xiàn)提高學生綜合技能的目標，必須以安全生產(chǎn)、安全管理和安全服務一線崗位要求為立足點，從安全管理實際工作過程出發(fā)，建設囊括專業(yè)所有安全技能點的多功能實訓基地，必須堅持“理實一體”和“虛實一體”教學，通過虛擬現(xiàn)實技術，從聽覺、視覺等方面營造沉浸式培訓環(huán)境，實現(xiàn)交互式的隱患排查技能仿真訓練、考核評價和培訓管理等功能，彌補實景訓練場館面積有限的先天不足，真正實現(xiàn)“一室多用”，形成具有專業(yè)特色的安全綜合實訓基地。

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（責任編輯：汪旦旦）