史可贞，邢 志，李 玉

中国人民警察大学a.智慧警务学院； b.科研处； c.警务装备技术学院， 河北 廊坊 065000

一、引言

公安院校特色实验教学事关公安技术人才培养的水平和效果。2018年9月教育部印发的《关于加快建设高水平本科教育 全面提高人才培养能力的意见》指出“高校要坚持服务需求，成效导向。主动对接经济社会发展需求。要加强实践育人平台建设。加强校内实验教学资源建设，构建功能集约、资源共享、开放充分、运作高效的实验教学平台”[1]。这对公安院校人才培养，特别是公安特色实验教学提出了更高要求。公安院校实验教学的特色就在于其应用领域的特殊性，教学过程中需要对各种案件类型、各种场景进行有针对性的设计，特别是在预案演练、重大案事件推演、现场重构和现场处置技战术等方面要开展特色实践教学。随着虚拟现实技术的发展和在众多领域的应用，由于其具有沉浸感、交互性和构想性[2]，以及低成本、高环保、可重复等突出特点，为公安院校特色实践育人提供了新的思路和方法，得到了广大公安教育工作者的普遍认可。但是，就目前公安院校开展虚拟仿真实验教学的总体情况来看，还存在一些亟须解决的问题，未能形成综合高效的虚拟仿真实验教学体系。

二、公安院校特色虚拟仿真实验教学存在的主要问题

伴随着虚拟现实技术的发展，虚拟仿真技术近几年逐渐在公安教育中展开应用并取得丰硕的成果。其与公安院校实验教学相结合，对于教学手段的创新、教学模式的改革和教育资源的丰富意义重大[3]。然而，公安院校特色虚拟仿真实验教学的开展也存在诸多局限性和问题，主要体现在以下几个方面。

(一)课程资源不足

由于虚拟仿真实验课程资源的开发需要授课教师、业务专家、信息技术保障人员和技术开发人员多方力量协同攻关，要经过反复论证与调试，还需要与之相适应的硬件配套设施才能实施，因此其课程教学也存在设计难度大、实现成本高等问题[4]。这对于虚拟仿真实验课程建设主体的教师来说，在精力、经费等各方面具有较大挑战。因此，虚拟仿真实验教学课程资源往往需要较长时间的建设与完善，短时间内在学科专业体系内无法形成较为全面的课程体系，造成虚拟仿真教学课程资源不足。

(二)真实沉浸感有待提升

虚拟仿真实验教学的突出特点就在于真实情境的创建[5]。其能使学生在虚拟世界中获得实际开展公安业务的体验。要想获得逼真的感官体验，就需要充分融合技术开发人员、课程设计人员和基层教官的智力资源，从警务场景建模、警务活动规律、警务虚拟仿真和可视化等各方面合力打造虚拟仿真课程资源。但是，就目前公安院校虚拟仿真课程的应用情况来看，还存在真实体验感不强，与实际相差较大等缺陷。这一方面是由于虚拟系统较多强调视觉优先，忽略了仿真模型的实际参数化；另一方面是由于警情的发展千变万化，而大多数涉及警务活动的实验课程中，教学系统在开发时仅能设定有限案情发展分支，极大地限制了教学过程的拟真程度，影响了教学效果[6]。

(三)缺乏有效互动和共享

虚拟仿真实验教学的优势是可以有效实现多成员互动和共享。以分布式VR实验系统为例，其能够实现相同时间不同地点的多个实验主体共同参与到一个虚拟环境中，完成较为复杂的实验课程。但是，经过调研了解，目前公安院校虚拟仿真实验教学课程大多仅在本校范围内开展，甚至仅在本学科专业范围内授课，远未能发挥信息技术为虚拟仿真教学带来的共享特性。尤其是基于复杂案情发展的多人协同虚拟实验系统，还未实现院校之间、院校与公安机关之间的联动共享，限制了各方教学资源的协同共享。另外，由于开发虚拟仿真教学系统所需周期长、经费多，各公安院校单独开发，难免造成重复建设与资源浪费。

(四)师资队伍建设有待加强

传统的教学模式中，教师作为授课主体，依靠语言、文字和多媒体等手段来引导学生学习专业知识，对教师能力素质的要求主要集中在专业知识的掌握和先进教学方法的运用等方面。随着以虚拟现实技术为代表的综合性信息技术的快速发展，虚拟仿真实验教学方式不断在教育教学工作中得到应用和深化，但是其对教师队伍能力素质要求更高，不仅要求教师具备扎实的业务学识和实战经验，同时为更好地开展虚拟仿真实验教学，对教师信息化技术水平也有了更高要求。这就要求教师还要掌握基本的虚拟教学系统的开发知识，以便更好地理解和运用实验教学系统。以目前公安院校开展虚拟仿真实验教学的总体情况来看，教师队伍的综合能力还需进一步提高，其知识结构还有待进一步完善。

(五)管理体系有待优化完善

随着计算机图形学、虚拟现实、增强现实和人机交互等技术的不断发展和广泛应用，警务虚拟仿真实验教学将成为一种必然趋势，会在卓越警务人才培养的各个环节得以应用。然而，就目前公安院校虚拟仿真实验教学开展的总体情况来看，其课程设置较为零散，缺乏相关课程建设的标准，课程建设中缺乏统筹协调，课程实施过程中缺乏高效管理，各自建设，各自使用，在软件上造成了重复开发，信息技术发挥不充分，在硬件上造成了重复建设，资源浪费。随着虚拟仿真实验教学的持续深入开展，缺乏高效完善管理体系的弊端将会愈发凸显。

三、公安院校特色虚拟仿真实验教学体系建设对策分析

(一)建设虚实结合创新型实验教学资源体系

警务虚拟仿真实验教学核心问题在于建设与实战更为贴近的教学资源。针对实战实训课程开展困难的问题，应按照“先模拟后实践、先仿真后实战”的学生能力生成规律对教学资源进行科学建设和布局。一是要基于网络和信息系统，建设各学科专业虚拟仿真教学资源，支撑学生开展机理研究、创新实验、装备技能应用、指挥技战术推演等模拟实验。二是要基于实训模拟平台，支撑学生开展近似实战的演练。实验资源建设既要重视虚拟仿真教学软件资源的开发，也要重视实体实验实训资源的建设，坚持“能实不虚”的原则，形成“虚实结合”的资源体系，实现虚拟仿真资源的“贴近实战层次化”，使虚拟仿真实验教学资源与实训模拟资源形成互补，进一步弥补传统实验实训高成本、高消耗、高危险等不足，深入解决复杂、综合性作战模拟实验难以常态化开展的问题。三是要充分融合公安教育特色和虚拟实验教学资源特点，以提升学生任职能力为目标，有效结合实战实训与虚拟仿真实验方法，通过积极开展虚拟仿真实验教学模式改革，形成适合警务人才培养的理论教学、要素演练、指挥推演、实战演习、考核评估的一体化虚拟仿真教学模式。让学生借助虚拟仿真技术在近似实战环境中练指挥、练技术、练战法、练技能、长才干。四是要建立具备课堂理论教学、虚拟装备教学和仿真训练、分布式网上模拟对抗演练和实兵综合演练等内容的，一体化、渐进化、层次化、模块化的虚拟仿真教学模式，使教学始终向实战需要瞄准聚焦。

(二)建设递进式体系化虚拟实验教学平台

虚拟仿真实验教学平台建设是开展虚拟仿真实验的基础保障，应充分考虑公安院校特色专业和人才培养特殊属性，以虚实结合为原则，依据虚拟现实—虚拟实训—实战训练的递进式关系，围绕虚拟仿真实验教学开展的需求和特点，建设以网络基础平台、虚拟仿真实验教学平台、虚拟仿真实训教学平台、实战模拟训练平台和虚拟仿真实验教学管理系统为主要内容的递进式体系化实验教学平台。建设过程中要充分结合公安业务特点，在网络基础平台建设中，可构建“校园网—公安网—互联网”三网互补运行格局。以局域网或互联网为基础，在校内搭建运行高效的实验网络基础平台。以公安网为基础，与地方公安部门之间搭建安全有效的实验网络基础平台。针对虚拟仿真实验项目和实训实战项目，构建数据融合、虚实互动教学平台。在总体教学系统之上，建设对实验教学情况实时调度和监控的教学指挥中心，搭建具有信息发布、数据收集分析、互动交流、成绩评定等多功能一体化的实验教学管理系统平台，如图1所示。平台内各模块可通过网络基础平台实现互联互通与实时共享，可定期发布动态信息，对教学信息数据进行收集分析，同时具备学生与教师互动交流和在线辅导、学生自主开展仿真实验在线评分和错误分析等功能。

图1 虚拟仿真实验教学平台结构图

(三)建设互惠共赢协同创新的合作共享机制

《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》明确提出要推进协同创新，探索建立校校协同、校所协同、校企(行业)协同、校地(区域)协同、国际合作协同等开放、集成、高效的新模式[7]。虚拟仿真实验教学作为信息技术不断发展的产物，必须充分发挥信息化技术在实验教学平台建设中的积极作用，加强人才培养各方的合作共建与互惠共赢。公安院校开展虚拟仿真实验教学，必须坚持“需求牵引、强强联合、共建共享”的协作原则，积极与相关院所、公安机关和企业等单位开展合作共建，汇聚各方优势力量，打造优质虚拟仿真实验教学资源体系，不断提升服务教学、服务公安实战的能力和水平。

一是要积极构建信息共享的校际合作机制。发挥各公安院校的特色优势学科专业，进一步深化学科交叉融合，借助信息网络技术，找准虚拟仿真实验教学合作的切入点，补齐公安业务在各公安院校学科专业之间的需求短板与不足，促进各公安院校之间的信息共享与互学互鉴，以虚拟仿真实验教学方式，形成合成作战能力与体系，不断促进公安院校办学能力和水平提升。

二是要积极构建需求牵引的校局合作机制。公安教育作为警务工作能力提升的重要源头，必须坚持“贴近基层，贴近一线，贴近实战”的人才培养要求。在实践育人模式下的公安院校特色实验教学改革创新中，必须有效建立并高效利用校局合作机制，实现人才需求和教育教学的紧密结合，将公安基层的需求与智慧力量，融入公安院校虚拟仿真实验教学人才培养、师资队伍建设、教学资源开发和实践技能提升等各个环节。

三是要积极构筑共建共享的校企合作机制。虚拟仿真实验教学是弥补传统实验教学模式的有效方法，但也存在技术要求高、模型搭建困难等缺点。为避免虚拟仿真实验教学建设华而不实，必须广泛吸收科技企业的研发创新能力，在深入研究警务活动规律的基础之上，借助企业研发力量，不断开发贴近警务实战的实验教学系统，充分实现业务与技术的结合，在信息安全的前提下，构建公安院校与相关企业在虚拟仿真实验教学平台建设方面的合作共享机制。

(四)建设复合型理念优秀师资队伍

公安院校特色虚拟仿真实验教学离不开一支理念先进、勇于创新的优秀师资队伍。开展基于虚拟仿真技术的公安院校特色实验教学，要求任课教师既要具有扎实的基础理论知识，又要具备开展虚拟仿真实验教学的技术积累，同时还要力求贴近实战，具备丰富的公安机关基层实战经验。为此，要充分发挥合作共享机制，在提升公安院校教师队伍自身虚拟仿真实验教学水平的同时，打造院校教师、公安基层教官和仿真实验资源开发人员三者相结合的复合型优秀师资队伍。特别是要充分挖掘公安基层教官在实际工作中的丰富经验和指挥决策智慧，挖掘虚拟仿真资源开发技术人员在该领域的专业知识。一方面要研发更加贴近实战的虚拟仿真教学资源，另一方面要通过网络基础平台，有效利用公安网和互联网，分布式共享警务虚拟仿真实验教学场景，将公安基层教官的实战经验远程或实地带入虚拟仿真教学各个环节，有效提升教学效果。以这种“三结合”的方式可实现资源合理配置和优势互补，以满足虚拟仿真实验教学的全方位创新要求。

(五)建设高效合理保障有力的管理机制

虚拟仿真实验教学的有序开展是一个系统性工程，并非建设一个实验室，采购一批设备，由相关教师来简单开展实验项目的授课。特别是公安院校特色实验教学，需要结合公安业务特点，从各警种实战应用角度出发，融合相关学科专业，开展深入论证与研究。在利用虚拟仿真和相关信息技术开展虚拟仿真实验教学过程中，更是要充分考虑传统实验方法与新技术新方法的结合、相关技术领域的融合、师资队伍的优化提升、硬件平台的建设等问题。在教学平台体系的建设过程中涉及学科专业设置、课程体系开发、师资队伍建设、教学平台建设、共建共享与运行维护等方面。因此，要结合各公安院校特色学科专业实际，不断健全完善各项规章制度，形成科学完备的管理制度体系，使虚拟仿真实验教学体系各方面有机协同，才能有效保障虚拟仿真实验教学的开展和教学效果的最优化。同时，要从整个公安院校层面出发，发挥虚拟仿真教学信息化技术优势，建设规范化互联互通体制机制，实现公安院校特色实验实训课程的“合成”教学。