史可貞，邢 志，李 玉

中國人民警察大學a.智慧警務(wù)學院； b.科研處； c.警務(wù)裝備技術(shù)學院， 河北 廊坊 065000

一、引言

公安院校特色實驗教學事關(guān)公安技術(shù)人才培養(yǎng)的水平和效果。2018年9月教育部印發(fā)的《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》指出“高校要堅持服務(wù)需求，成效導向。主動對接經(jīng)濟社會發(fā)展需求。要加強實踐育人平臺建設(shè)。加強校內(nèi)實驗教學資源建設(shè)，構(gòu)建功能集約、資源共享、開放充分、運作高效的實驗教學平臺”[1]。這對公安院校人才培養(yǎng)，特別是公安特色實驗教學提出了更高要求。公安院校實驗教學的特色就在于其應用領(lǐng)域的特殊性，教學過程中需要對各種案件類型、各種場景進行有針對性的設(shè)計，特別是在預案演練、重大案事件推演、現(xiàn)場重構(gòu)和現(xiàn)場處置技戰(zhàn)術(shù)等方面要開展特色實踐教學。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和在眾多領(lǐng)域的應用，由于其具有沉浸感、交互性和構(gòu)想性[2]，以及低成本、高環(huán)保、可重復等突出特點，為公安院校特色實踐育人提供了新的思路和方法，得到了廣大公安教育工作者的普遍認可。但是，就目前公安院校開展虛擬仿真實驗教學的總體情況來看，還存在一些亟須解決的問題，未能形成綜合高效的虛擬仿真實驗教學體系。

二、公安院校特色虛擬仿真實驗教學存在的主要問題

伴隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)近幾年逐漸在公安教育中展開應用并取得豐碩的成果。其與公安院校實驗教學相結(jié)合，對于教學手段的創(chuàng)新、教學模式的改革和教育資源的豐富意義重大[3]。然而，公安院校特色虛擬仿真實驗教學的開展也存在諸多局限性和問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(一)課程資源不足

由于虛擬仿真實驗課程資源的開發(fā)需要授課教師、業(yè)務(wù)專家、信息技術(shù)保障人員和技術(shù)開發(fā)人員多方力量協(xié)同攻關(guān)，要經(jīng)過反復論證與調(diào)試，還需要與之相適應的硬件配套設(shè)施才能實施，因此其課程教學也存在設(shè)計難度大、實現(xiàn)成本高等問題[4]。這對于虛擬仿真實驗課程建設(shè)主體的教師來說，在精力、經(jīng)費等各方面具有較大挑戰(zhàn)。因此，虛擬仿真實驗教學課程資源往往需要較長時間的建設(shè)與完善，短時間內(nèi)在學科專業(yè)體系內(nèi)無法形成較為全面的課程體系，造成虛擬仿真教學課程資源不足。

(二)真實沉浸感有待提升

虛擬仿真實驗教學的突出特點就在于真實情境的創(chuàng)建[5]。其能使學生在虛擬世界中獲得實際開展公安業(yè)務(wù)的體驗。要想獲得逼真的感官體驗，就需要充分融合技術(shù)開發(fā)人員、課程設(shè)計人員和基層教官的智力資源，從警務(wù)場景建模、警務(wù)活動規(guī)律、警務(wù)虛擬仿真和可視化等各方面合力打造虛擬仿真課程資源。但是，就目前公安院校虛擬仿真課程的應用情況來看，還存在真實體驗感不強，與實際相差較大等缺陷。這一方面是由于虛擬系統(tǒng)較多強調(diào)視覺優(yōu)先，忽略了仿真模型的實際參數(shù)化；另一方面是由于警情的發(fā)展千變?nèi)f化，而大多數(shù)涉及警務(wù)活動的實驗課程中，教學系統(tǒng)在開發(fā)時僅能設(shè)定有限案情發(fā)展分支，極大地限制了教學過程的擬真程度，影響了教學效果[6]。

(三)缺乏有效互動和共享

虛擬仿真實驗教學的優(yōu)勢是可以有效實現(xiàn)多成員互動和共享。以分布式VR實驗系統(tǒng)為例，其能夠?qū)崿F(xiàn)相同時間不同地點的多個實驗主體共同參與到一個虛擬環(huán)境中，完成較為復雜的實驗課程。但是，經(jīng)過調(diào)研了解，目前公安院校虛擬仿真實驗教學課程大多僅在本校范圍內(nèi)開展，甚至僅在本學科專業(yè)范圍內(nèi)授課，遠未能發(fā)揮信息技術(shù)為虛擬仿真教學帶來的共享特性。尤其是基于復雜案情發(fā)展的多人協(xié)同虛擬實驗系統(tǒng)，還未實現(xiàn)院校之間、院校與公安機關(guān)之間的聯(lián)動共享，限制了各方教學資源的協(xié)同共享。另外，由于開發(fā)虛擬仿真教學系統(tǒng)所需周期長、經(jīng)費多，各公安院校單獨開發(fā)，難免造成重復建設(shè)與資源浪費。

(四)師資隊伍建設(shè)有待加強

傳統(tǒng)的教學模式中，教師作為授課主體，依靠語言、文字和多媒體等手段來引導學生學習專業(yè)知識，對教師能力素質(zhì)的要求主要集中在專業(yè)知識的掌握和先進教學方法的運用等方面。隨著以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為代表的綜合性信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬仿真實驗教學方式不斷在教育教學工作中得到應用和深化，但是其對教師隊伍能力素質(zhì)要求更高，不僅要求教師具備扎實的業(yè)務(wù)學識和實戰(zhàn)經(jīng)驗，同時為更好地開展虛擬仿真實驗教學，對教師信息化技術(shù)水平也有了更高要求。這就要求教師還要掌握基本的虛擬教學系統(tǒng)的開發(fā)知識，以便更好地理解和運用實驗教學系統(tǒng)。以目前公安院校開展虛擬仿真實驗教學的總體情況來看，教師隊伍的綜合能力還需進一步提高，其知識結(jié)構(gòu)還有待進一步完善。

(五)管理體系有待優(yōu)化完善

隨著計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和人機交互等技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應用，警務(wù)虛擬仿真實驗教學將成為一種必然趨勢，會在卓越警務(wù)人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)得以應用。然而，就目前公安院校虛擬仿真實驗教學開展的總體情況來看，其課程設(shè)置較為零散，缺乏相關(guān)課程建設(shè)的標準，課程建設(shè)中缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，課程實施過程中缺乏高效管理，各自建設(shè)，各自使用，在軟件上造成了重復開發(fā)，信息技術(shù)發(fā)揮不充分，在硬件上造成了重復建設(shè)，資源浪費。隨著虛擬仿真實驗教學的持續(xù)深入開展，缺乏高效完善管理體系的弊端將會愈發(fā)凸顯。

三、公安院校特色虛擬仿真實驗教學體系建設(shè)對策分析

(一)建設(shè)虛實結(jié)合創(chuàng)新型實驗教學資源體系

警務(wù)虛擬仿真實驗教學核心問題在于建設(shè)與實戰(zhàn)更為貼近的教學資源。針對實戰(zhàn)實訓課程開展困難的問題，應按照“先模擬后實踐、先仿真后實戰(zhàn)”的學生能力生成規(guī)律對教學資源進行科學建設(shè)和布局。一是要基于網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)，建設(shè)各學科專業(yè)虛擬仿真教學資源，支撐學生開展機理研究、創(chuàng)新實驗、裝備技能應用、指揮技戰(zhàn)術(shù)推演等模擬實驗。二是要基于實訓模擬平臺，支撐學生開展近似實戰(zhàn)的演練。實驗資源建設(shè)既要重視虛擬仿真教學軟件資源的開發(fā)，也要重視實體實驗實訓資源的建設(shè)，堅持“能實不虛”的原則，形成“虛實結(jié)合”的資源體系，實現(xiàn)虛擬仿真資源的“貼近實戰(zhàn)層次化”，使虛擬仿真實驗教學資源與實訓模擬資源形成互補，進一步彌補傳統(tǒng)實驗實訓高成本、高消耗、高危險等不足，深入解決復雜、綜合性作戰(zhàn)模擬實驗難以常態(tài)化開展的問題。三是要充分融合公安教育特色和虛擬實驗教學資源特點，以提升學生任職能力為目標，有效結(jié)合實戰(zhàn)實訓與虛擬仿真實驗方法，通過積極開展虛擬仿真實驗教學模式改革，形成適合警務(wù)人才培養(yǎng)的理論教學、要素演練、指揮推演、實戰(zhàn)演習、考核評估的一體化虛擬仿真教學模式。讓學生借助虛擬仿真技術(shù)在近似實戰(zhàn)環(huán)境中練指揮、練技術(shù)、練戰(zhàn)法、練技能、長才干。四是要建立具備課堂理論教學、虛擬裝備教學和仿真訓練、分布式網(wǎng)上模擬對抗演練和實兵綜合演練等內(nèi)容的，一體化、漸進化、層次化、模塊化的虛擬仿真教學模式，使教學始終向?qū)崙?zhàn)需要瞄準聚焦。

(二)建設(shè)遞進式體系化虛擬實驗教學平臺

虛擬仿真實驗教學平臺建設(shè)是開展虛擬仿真實驗的基礎(chǔ)保障，應充分考慮公安院校特色專業(yè)和人才培養(yǎng)特殊屬性，以虛實結(jié)合為原則，依據(jù)虛擬現(xiàn)實—虛擬實訓—實戰(zhàn)訓練的遞進式關(guān)系，圍繞虛擬仿真實驗教學開展的需求和特點，建設(shè)以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺、虛擬仿真實驗教學平臺、虛擬仿真實訓教學平臺、實戰(zhàn)模擬訓練平臺和虛擬仿真實驗教學管理系統(tǒng)為主要內(nèi)容的遞進式體系化實驗教學平臺。建設(shè)過程中要充分結(jié)合公安業(yè)務(wù)特點，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺建設(shè)中，可構(gòu)建“校園網(wǎng)—公安網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)”三網(wǎng)互補運行格局。以局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在校內(nèi)搭建運行高效的實驗網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺。以公安網(wǎng)為基礎(chǔ)，與地方公安部門之間搭建安全有效的實驗網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺。針對虛擬仿真實驗項目和實訓實戰(zhàn)項目，構(gòu)建數(shù)據(jù)融合、虛實互動教學平臺。在總體教學系統(tǒng)之上，建設(shè)對實驗教學情況實時調(diào)度和監(jiān)控的教學指揮中心，搭建具有信息發(fā)布、數(shù)據(jù)收集分析、互動交流、成績評定等多功能一體化的實驗教學管理系統(tǒng)平臺，如圖1所示。平臺內(nèi)各模塊可通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通與實時共享，可定期發(fā)布動態(tài)信息，對教學信息數(shù)據(jù)進行收集分析，同時具備學生與教師互動交流和在線輔導、學生自主開展仿真實驗在線評分和錯誤分析等功能。

圖1 虛擬仿真實驗教學平臺結(jié)構(gòu)圖

(三)建設(shè)互惠共贏協(xié)同創(chuàng)新的合作共享機制

《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》明確提出要推進協(xié)同創(chuàng)新，探索建立校校協(xié)同、校所協(xié)同、校企(行業(yè))協(xié)同、校地(區(qū)域)協(xié)同、國際合作協(xié)同等開放、集成、高效的新模式[7]。虛擬仿真實驗教學作為信息技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，必須充分發(fā)揮信息化技術(shù)在實驗教學平臺建設(shè)中的積極作用，加強人才培養(yǎng)各方的合作共建與互惠共贏。公安院校開展虛擬仿真實驗教學，必須堅持“需求牽引、強強聯(lián)合、共建共享”的協(xié)作原則，積極與相關(guān)院所、公安機關(guān)和企業(yè)等單位開展合作共建，匯聚各方優(yōu)勢力量，打造優(yōu)質(zhì)虛擬仿真實驗教學資源體系，不斷提升服務(wù)教學、服務(wù)公安實戰(zhàn)的能力和水平。

一是要積極構(gòu)建信息共享的校際合作機制。發(fā)揮各公安院校的特色優(yōu)勢學科專業(yè)，進一步深化學科交叉融合，借助信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，找準虛擬仿真實驗教學合作的切入點，補齊公安業(yè)務(wù)在各公安院校學科專業(yè)之間的需求短板與不足，促進各公安院校之間的信息共享與互學互鑒，以虛擬仿真實驗教學方式，形成合成作戰(zhàn)能力與體系，不斷促進公安院校辦學能力和水平提升。

二是要積極構(gòu)建需求牽引的校局合作機制。公安教育作為警務(wù)工作能力提升的重要源頭，必須堅持“貼近基層，貼近一線，貼近實戰(zhàn)”的人才培養(yǎng)要求。在實踐育人模式下的公安院校特色實驗教學改革創(chuàng)新中，必須有效建立并高效利用校局合作機制，實現(xiàn)人才需求和教育教學的緊密結(jié)合，將公安基層的需求與智慧力量，融入公安院校虛擬仿真實驗教學人才培養(yǎng)、師資隊伍建設(shè)、教學資源開發(fā)和實踐技能提升等各個環(huán)節(jié)。

三是要積極構(gòu)筑共建共享的校企合作機制。虛擬仿真實驗教學是彌補傳統(tǒng)實驗教學模式的有效方法，但也存在技術(shù)要求高、模型搭建困難等缺點。為避免虛擬仿真實驗教學建設(shè)華而不實，必須廣泛吸收科技企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新能力，在深入研究警務(wù)活動規(guī)律的基礎(chǔ)之上，借助企業(yè)研發(fā)力量，不斷開發(fā)貼近警務(wù)實戰(zhàn)的實驗教學系統(tǒng)，充分實現(xiàn)業(yè)務(wù)與技術(shù)的結(jié)合，在信息安全的前提下，構(gòu)建公安院校與相關(guān)企業(yè)在虛擬仿真實驗教學平臺建設(shè)方面的合作共享機制。

(四)建設(shè)復合型理念優(yōu)秀師資隊伍

公安院校特色虛擬仿真實驗教學離不開一支理念先進、勇于創(chuàng)新的優(yōu)秀師資隊伍。開展基于虛擬仿真技術(shù)的公安院校特色實驗教學，要求任課教師既要具有扎實的基礎(chǔ)理論知識，又要具備開展虛擬仿真實驗教學的技術(shù)積累，同時還要力求貼近實戰(zhàn)，具備豐富的公安機關(guān)基層實戰(zhàn)經(jīng)驗。為此，要充分發(fā)揮合作共享機制，在提升公安院校教師隊伍自身虛擬仿真實驗教學水平的同時，打造院校教師、公安基層教官和仿真實驗資源開發(fā)人員三者相結(jié)合的復合型優(yōu)秀師資隊伍。特別是要充分挖掘公安基層教官在實際工作中的豐富經(jīng)驗和指揮決策智慧，挖掘虛擬仿真資源開發(fā)技術(shù)人員在該領(lǐng)域的專業(yè)知識。一方面要研發(fā)更加貼近實戰(zhàn)的虛擬仿真教學資源，另一方面要通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺，有效利用公安網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，分布式共享警務(wù)虛擬仿真實驗教學場景，將公安基層教官的實戰(zhàn)經(jīng)驗遠程或?qū)嵉貛胩摂M仿真教學各個環(huán)節(jié)，有效提升教學效果。以這種“三結(jié)合”的方式可實現(xiàn)資源合理配置和優(yōu)勢互補，以滿足虛擬仿真實驗教學的全方位創(chuàng)新要求。

(五)建設(shè)高效合理保障有力的管理機制

虛擬仿真實驗教學的有序開展是一個系統(tǒng)性工程，并非建設(shè)一個實驗室，采購一批設(shè)備，由相關(guān)教師來簡單開展實驗項目的授課。特別是公安院校特色實驗教學，需要結(jié)合公安業(yè)務(wù)特點，從各警種實戰(zhàn)應用角度出發(fā)，融合相關(guān)學科專業(yè)，開展深入論證與研究。在利用虛擬仿真和相關(guān)信息技術(shù)開展虛擬仿真實驗教學過程中，更是要充分考慮傳統(tǒng)實驗方法與新技術(shù)新方法的結(jié)合、相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的融合、師資隊伍的優(yōu)化提升、硬件平臺的建設(shè)等問題。在教學平臺體系的建設(shè)過程中涉及學科專業(yè)設(shè)置、課程體系開發(fā)、師資隊伍建設(shè)、教學平臺建設(shè)、共建共享與運行維護等方面。因此，要結(jié)合各公安院校特色學科專業(yè)實際，不斷健全完善各項規(guī)章制度，形成科學完備的管理制度體系，使虛擬仿真實驗教學體系各方面有機協(xié)同，才能有效保障虛擬仿真實驗教學的開展和教學效果的最優(yōu)化。同時，要從整個公安院校層面出發(fā)，發(fā)揮虛擬仿真教學信息化技術(shù)優(yōu)勢，建設(shè)規(guī)范化互聯(lián)互通體制機制，實現(xiàn)公安院校特色實驗實訓課程的“合成”教學。