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虚拟消防系统仿真

虚拟消防系统仿真第1篇

关键词：消防,警察院校,虚拟仿真技术,教学方法

《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020)年》中提出要加快教育信息化进程,并指出信息技术革命对教育发展改革具有革命性影响,必须予以高度重视,要促进教育内容、教学手段和教学方法的现代化

[1]。虚拟仿真技术,是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上,将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物,是一种更高级的仿真技术[2]。虚拟仿真技术以构建系统统一的完整虚拟环境为典型特征,并通过虚拟环境集成与控制众多的实体。实体可以是模拟器,也可以是其他的虚拟仿真系统,也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用,或与虚拟环境作用,以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征,充分满足了现代教育技术的发展需求。将虚拟仿真技术应用于消防专业的教学,可以改善传统课堂教学的不足,强化学生对消防知识的理解与实践,提高教学质量。

1消防管理教学中遇到的问题

《中华人民共和国消防法》(以下简称《消防法》)第4条规定,国务院公安部门对全国消防工作实施监督管理;第53条规定,公安派出所可以负责日常消防监督检查职责,并开展消防宣传教育[3]。对消防工作实施监督管理是《消防法》赋予公安机关消防机构的重要法定职责。根据2015年《关于全面深化公安改革若干重大问题的框架意见》及相关改革方案也明确指出根据人民警察的性质特点,警察队伍招录将主要来自公安院校。所以公安院校开设消防相关课程是形势发展的必然趋势。

四川警察学院作为四川省公安厅直属的公安院校,2010年已经率先申请并获得消防工程专业的招生资格,也是迄今为止国内唯一一所开设消防工程专业的警察类院校,在消防教学中积累了很多经验,构建了教、学、

练、战一体化的实践教学体系。贯彻教学练战一体化教学体系,深化实验实训教学环节。实验实训是学生验证理论、巩固知识、提高技能不可或缺的环节[4,5],是教师强化教学,学生掌握新技术、提高实践能力的重要手段。根据公安消防人才培养定位,进行科学合理的课程设置,注重实验实训科目设计和应急救援演练,并进行教学方法创新改革。但是在现实教学中也遇到了诸多问题。

1.1教学过程中:实验条件不足难以满足教学需求

根据对《消防法》[3]的解读可以看出,公安警察立足公安治安工作的本位,对于消防工作着重于“防”,侧重消防专业基础知识,强化火灾预防日常消防监督检查及应急疏散救援等能力的培养,需要学生熟悉各种执法环境,具备对企、事业单位及公共场所等进行消防监督检查的能力,实验室难以具备如此大量信息的实验条

件。

1.2实践实训教学中:难以搭建教学的需求场地且安全保障不足

火灾发生时,片区基层公安民警会第一时间到达现场,所以民警应具备一定的火情前期处置并组织救援疏散的能力。学校教学中,通过实践实训来培养学生具备这种能力。但在实践教学时,模拟火灾现场,设置险情状况需要大量的人力、物力、财力,且安全性难以保障,难以达到预期效果。

1.3培养学生动手能力条件不足学生学习兴趣降低

消防技术发展迅速,产品更新换代快,实验经费难以满足要求。对于消防器材使用,学生难以全部动手操作,学生动手能力不足,同时也降低了学生学习的积极性。

借助虚拟仿真技术,建设仿真实验室,上述问题可以在一定程度上得以解决,从而保证消防教学的正常进行。

2虚拟仿真实验室

虚拟仿真实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟仿真实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有诸多优势,如利用率高、易维护等优点。近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。

四川警察学院虚拟仿真实验室始建于2012年10月,现已投入消防专业教学使用。主要包括:(1)虚拟现实应用开发平台,包括软件平台和硬件平台;(2)高性能图像生成及处理系统;(3)立体式沉浸性的虚拟三维显示系统;(4)度虚拟现实交互系统;(5)应用控制系统。支撑上述系统的硬件主要包括:立体工程投影机、投影屏

幕、成形眼镜、高速扫描仪、光学捕捉系统、交换机、服务器(直播服务器、AMS流媒体服务器)编码器、音响系统、控制元件及各种半实物交换设备等。

3消防虚拟仿真系统在教学中的应用

消防虚拟仿真系统在教学中的应用主要包括:消防监督检查实训及考核教学、消防应急救援指挥处置演练、消防装备与灭火技术模拟演