虛擬仿真技術(shù)在現(xiàn)場勘查實驗教學中的應用

錢媛 劉艷

（西北政法大學公安學院物證技術(shù)實驗中心，陜西 西安 710122）

眾所周知，犯罪現(xiàn)場勘查工作是一門要求經(jīng)驗性、實踐性很強的工作，在勘查現(xiàn)場的過程中，勘查員、技術(shù)員在依據(jù)法律法規(guī)辦事的基礎(chǔ)上，還需要大量工作經(jīng)驗以做到準確的預判和分析。犯罪現(xiàn)場勘查是刑事偵查工作的重要組成部分，是破案的首要環(huán)節(jié)，成為整個刑偵工作的重中之重。現(xiàn)場勘查的好壞直接決定了案件是否能被偵破、犯罪嫌疑人能否被成功起訴。因此，在培養(yǎng)公安人才的過程中，現(xiàn)場勘查課程實驗教學就顯得尤為重要。

現(xiàn)今大部分公安院校仍以傳統(tǒng)的實體實驗教學為主，即實驗課程的開展必須在特定時間內(nèi)于特定實驗室開展特定的實驗項目，基于這“三個特定”我們大多的實驗項目陳舊滯后，止步不前。但隨著科技發(fā)展、社會進步，現(xiàn)代偵查活動高度的實踐性、學科的綜合性、交叉性對我們傳統(tǒng)的實驗教學模式提出了強有力的挑戰(zhàn)。

基于以上思考，我們提出在模擬犯罪現(xiàn)場勘查實驗教學中遵循“能實不虛、虛實結(jié)合、優(yōu)化資源、規(guī)范流程”的理念，創(chuàng)建刑事案件現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗教學模式以補充傳統(tǒng)實驗教學模式中的不足，作為培養(yǎng)公安高等人才的基地，在傳授理論知識的同時，更要重視對學生實踐動手能力的加強，使學生最大化地將理論與實踐相結(jié)合。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于現(xiàn)場勘查實驗教學之設(shè)想

（一）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建虛擬仿真實驗教學平臺

虛擬仿真實驗教學平臺是開展仿真實驗的承載體，主要包括：仿真實驗室門戶網(wǎng)站、實驗教務管理、實驗教學管理、實驗前理論知識學習、實驗結(jié)果自動批改、實驗報告提交、實驗室開放預約管理等功能，同時該平臺可擴展集成第三方實驗課程資源或自薦實驗課程，為各類院校虛擬仿真實驗資源的建設(shè)互通有無。

（二）利用虛擬仿真實驗平臺建立師生良性互動，促進教學相長

學生通過平臺提前預習相關(guān)實驗項目內(nèi)容，進行課前預習打卡，在預習的過程中有任何問題可向教師進行留言咨詢，教師在登錄平臺后方可向?qū)W生回答解惑。這種良性的課前預習方式將會有效提高學生學習的自主能動性，整合碎片時間，教師根據(jù)學生所提出的問題總結(jié)重點、難點，有針對性地進行講授，真正做到發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

學生在實驗完成后，同樣可將實驗中存在的問題和疑惑通過平臺提出給教師；教師在批閱完學生提交的實驗報告后，將學生實驗中所提問題、實驗報告中存在的問題以及注意事項一并反饋給學生。這樣真正解決了教師可對學生進行一對一的指導，解決了傳統(tǒng)實體實驗室中教師無法全面顧及到每個學生的不足。

（三）根據(jù)專業(yè)特點設(shè)計建設(shè)模擬犯罪現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗教學軟件

基于當前高校實驗教學中存在的根本問題，我們提出將真實實驗無法開展的高危、極端實驗；高污染、高能耗、高成本實驗；不可再現(xiàn)、不可還原實驗；大型綜合實驗以及具有不可及、不可逆操作的一些實驗設(shè)計開發(fā)虛擬仿真實驗項目。例如：公安專業(yè)教學中的爆炸犯罪現(xiàn)場勘查、法醫(yī)尸體解剖、禁毒案件盤查、互動射擊訓練、大型綜合類等現(xiàn)實中無法開展的實驗。

上述實驗項目采取虛擬仿真的形式表現(xiàn)出來，更好地解決了當前傳統(tǒng)實驗室所面臨的局限。

二、當前偵查專業(yè)實驗教學中存在的問題

（一）傳統(tǒng)實驗室的局限

首先，傳統(tǒng)實驗教學一般都依托于相對固定的實體實驗室或者教室來實現(xiàn)，實驗設(shè)備儀器數(shù)量與逐年遞增的學生數(shù)量不成正比，導致實驗課程的安排無法最大程度滿足每位學生與教師的需求。其次，科技的高速發(fā)展，犯罪手段也在“日新月異”地發(fā)生變化，因此我們應當盡可能多的將實務部門最新的動態(tài)和技術(shù)傳授給學生。但傳統(tǒng)實驗室受限于必須依托于“實物”，若要對傳統(tǒng)實驗室以及實驗項目進行更新，則成本巨大，耗時耗力，久而久之導致教學與實務嚴重脫軌。再有，在實驗教學中設(shè)置一些大型綜合類實驗不僅有助于學生將所學理論知識全面地了解和掌握，還能使學生熟練掌握各方面知識技能的綜合應用。但傳統(tǒng)實驗室受時空限制，大型綜合實驗的開展困難重重，導致學生在所學各專業(yè)課知識的無法達到最優(yōu)化融合與有機結(jié)合。

（二）實驗項目滯后嚴重

犯罪手段方法呈多樣化、復雜化、綜合化、高科技化發(fā)展，這就要求我們在培養(yǎng)偵查專業(yè)高等人才時一定保持與時俱進，不僅要在本專業(yè)知識上穩(wěn)扎穩(wěn)打，一些跨學科、跨專業(yè)、交叉學科的知識也需要在平時向?qū)W生滲透。但我們傳統(tǒng)實驗室中的大多屬于驗證性實驗項目，這些實驗項目基本常年不變，嚴重滯后于實務部門的技術(shù)更新，這無疑對學生以后步入工作崗位是不利的。

（三）實驗教學模式單一

長久以來，在實驗教學過程中都習慣了教師向?qū)W生的單向輸出模式，這個過程中學生一直都是被動接受知識，難免會出現(xiàn)開小差、走神、分心的時候，這樣的課堂效果不盡人意。并且作為大學生，已經(jīng)不再是被動接受知識的年齡了，更重要的是要激發(fā)他們自身的學習主動性和創(chuàng)造性，真正調(diào)動起學生的積極性。

三、模擬犯罪現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗教學模式

根據(jù)設(shè)想，結(jié)合實際教學中存在的問題，提出創(chuàng)建模擬犯罪現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗教學模式，該實驗教學模式并不是替代傳統(tǒng)的實驗教學模式，只是對傳統(tǒng)實驗教學的一個補充。

（一）虛擬仿真實驗教學平臺

利用平臺我們可以將實驗室預約、實驗室排課、本學期開設(shè)實驗項目、實驗項目要點重點以及驗證性實驗的視頻進行發(fā)布，學生隨時隨地可以打開手機、電腦查看，整合利用課余碎片時間，教學手段的多元化大大增強學生興趣。

1.為了進一步落實實驗室開放，我們將以最直觀的方式將實驗室使用情況展示出來，使學生方便查看，根據(jù)自己的時間進行實驗室預約。每學期我們的實驗項目將分為必做項目和選做項目，必做項目在實驗課時內(nèi)進行，選做項目就得根據(jù)自己的課余時間進行實驗室預約，自己操作完成選做實驗項目。

2.平臺還可記錄學生進行虛擬仿真實驗的全部操作過程，經(jīng)過后臺上傳至教師端，教師進行查看批改，這樣有利于教師全面把握學生實驗操作中的薄弱點，以及時調(diào)整教學方案。在簡單的驗證性虛擬仿真實驗項目中，還帶有自動批改的功能，設(shè)置得分點、易錯點，自動批改功能下可以利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計出某一實驗項目下學生的高頻易錯點，教師可根據(jù)數(shù)據(jù)進行重點講解、逐個突破。

3.利用平臺可以突破時間、空間限制，充分利用課余碎片時間開展虛擬仿真實驗，也可以隨時瀏覽、查詢相關(guān)課堂實驗知識，將課前預習、課后復習放在線上進行，解決線下實驗課時緊張的壓力。

（二）利用模擬犯罪現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗教學軟件開展綜合實驗

模擬犯罪現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗開發(fā)的初衷就是為了解決傳統(tǒng)實體實驗室中難以展開的綜合實驗。由于受課時、地點的限制，我們以往開展模擬犯罪現(xiàn)場勘查實驗時，得將學生分成6-7人小組進行，根據(jù)現(xiàn)勘工作需要，分工合作，這也就是說每個學生在一個實驗項目內(nèi)只能擔任一種分工，教學中有的學生甚至主動要求擔任現(xiàn)場保護工作，這對我們學生以后的從警之路必然是無益的。因此，我們設(shè)計采用虛擬仿真軟件形式，讓學生從綜合實驗的角度全面把握現(xiàn)場勘查中每個環(huán)節(jié)乃至每個步驟的順序與銜接。

1.模擬犯罪現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗軟件的設(shè)計我們采用一個真實的入室盜竊殺人案件為背景，由八個主要的三維實驗場景構(gòu)成，其中涉及現(xiàn)場勘查中十余個關(guān)鍵的偵查程序。在案件腳本的設(shè)計上，我們再三與實務部門進行溝通與修改，在有限條件中進行資源整合，盡可能將現(xiàn)場勘查中的一些細節(jié)向?qū)W生充分地展示出來。虛擬仿真的實驗模式我們依舊采取分小組的形式，但此次的分組是為了以小組為單位對案件進行討論與分析，在軟件中，每個學生都將以第一人稱視角進行操作。在虛擬仿真實驗項目中包含了接報案、實驗勘驗、現(xiàn)場訪問、物證技術(shù)、現(xiàn)場分析以及文書制作六個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都設(shè)置了需要達標的知識點，并且每個環(huán)節(jié)都有著承上啟下的聯(lián)系，在進行實驗中，學生需要充分對場景中的每一句話、每一個人、每一件物品進行分析和研判。

2.刑事案件現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗教學軟件是從接報案開始，到達現(xiàn)場后開展實地勘驗、現(xiàn)場訪問，繼而將現(xiàn)場提取到的痕跡物證在實驗室內(nèi)開展物證技術(shù)，最后根據(jù)現(xiàn)場所有信息進行現(xiàn)場分析。這每個環(huán)節(jié)其中還涉及到一種或多種驗證性實驗，例如在實地勘驗過程中我們運用到手足工槍特痕跡的發(fā)現(xiàn)、固定和提取。但在傳統(tǒng)實驗中，在痕跡物證的發(fā)現(xiàn)、固定和提取上很大程度上都受到時間空間的限制，那這也將大大影響到我們所期望模擬犯罪現(xiàn)場勘查實驗項目所能產(chǎn)生的效果。

3.在現(xiàn)場勘查虛擬仿真實驗軟件的開發(fā)設(shè)計上我們的目標是刑事案件的類型與數(shù)量、最新實驗儀器設(shè)備的更新與展示、最新資訊的傳播與普及、現(xiàn)實無法開展的現(xiàn)場的嘗試與突破。在種類數(shù)量上，豐富的案件類型與數(shù)量將拓寬學生視野，積累案件經(jīng)驗，并且案件數(shù)據(jù)庫的建立與擴充將會“一勞永逸”。我們?nèi)羰菬o法將最新科技的儀器設(shè)備實物以及現(xiàn)實中無法開展的高能耗、高污染、高風險現(xiàn)場展現(xiàn)給學生，那么此時就需要采取虛擬仿真技術(shù)來填補這一空缺，真正實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的互補。

（三）實時糾錯反饋機制

現(xiàn)代刑事訴訟程序正義理念和“非法證據(jù)排除規(guī)則”對現(xiàn)場勘查工作提出了更高的要求。對于勘查活動中容易出錯、對證據(jù)合法性起關(guān)鍵性作用的地方，設(shè)置了實時糾錯反饋機制，我們將虛擬仿真實驗項目分為學習模式與考核模式，在學習模式中，學生若是出現(xiàn)操作不規(guī)范的地方，系統(tǒng)將會立即提示“操作有誤”并且無法繼續(xù)操作；在考核模式中，就類似期末的閉卷考試，過程中不會提示對錯，操作完畢提交后由教師進行批閱。此種模式很好地彌補了傳統(tǒng)實驗室中教師無法顧及到每位學生的操作。

以上就是對虛擬仿真實驗教學模式的一點設(shè)想與實踐，在我們已開發(fā)軟件運行的過程中，學生的積極性得到了大大增加，主動學習所獲取的知識量與被動接受所獲取的知識量大不相同，學生在主動學習的過程中更加容易發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，培養(yǎng)學生分析解決問題的能力。