基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)模式探索與實(shí)踐

張鵬

在開(kāi)發(fā)水利工程施工安全教育虛擬仿真平臺(tái)和建設(shè)施工安全技能訓(xùn)練實(shí)踐操作平臺(tái)的基礎(chǔ)上，學(xué)校積極探索構(gòu)建基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)模式，并面向?qū)W?！半p高”水利水電建筑工程專業(yè)群學(xué)生開(kāi)展基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)實(shí)踐，同步開(kāi)展教學(xué)效果評(píng)價(jià)，不斷地完善和優(yōu)化，最終形成基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)模式，可達(dá)到提升水利工程施工安全教育教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生具備水利工程安全施工技術(shù)技能的目標(biāo)。

一、研究意義

（一）開(kāi)展水利工程施工安全教育是水利工程建設(shè)安全生產(chǎn)的迫切需要

黨的十九大報(bào)告提出，要“樹(shù)立安全發(fā)展理念，弘揚(yáng)生命至上、安全第一的思想”。當(dāng)前，水利工程建設(shè)面臨投資體量大、項(xiàng)目多、建設(shè)進(jìn)度緊、質(zhì)量要求高的形勢(shì)，加之全球氣候變化加劇，局部突發(fā)性暴雨、洪水和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)引發(fā)山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害增多，水利工程建設(shè)掀起新高潮的同時(shí)，也迎來(lái)安全生產(chǎn)的新挑戰(zhàn)。

高職水利類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后初次就業(yè)主要為施工員、質(zhì)量員、安全員、材料員、資料員等水利工程建設(shè)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)一線的崗位。水利工程項(xiàng)目有施工周期較長(zhǎng)、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、參與工種較多、施工流程復(fù)雜、施工工藝繁瑣、施工作業(yè)條件惡劣等特點(diǎn)，施工人員所面臨的危險(xiǎn)源種類多，涉及范圍廣，施工現(xiàn)場(chǎng)需要注意的安全事項(xiàng)比較多，如果施工人員沒(méi)有較好的職業(yè)安全素養(yǎng)，就極易發(fā)生安全事故。統(tǒng)計(jì)資料表明，剛?cè)肼毜男聠T工是水利工程現(xiàn)場(chǎng)施工事故的高發(fā)群體，其最主要的原因是新員工安全意識(shí)不強(qiáng)、安全技術(shù)知識(shí)匱乏以及面臨事故的應(yīng)變能力不足等。

面對(duì)我國(guó)當(dāng)前水利工程安全生產(chǎn)的嚴(yán)峻形勢(shì)和企業(yè)對(duì)具有較高職業(yè)安全素質(zhì)人才的強(qiáng)烈需求，全面提升高職水利類專業(yè)學(xué)生的職業(yè)安全素質(zhì)已迫在眉睫。在當(dāng)前水利建設(shè)蓬勃發(fā)展的新形勢(shì)下，開(kāi)展水利工程施工安全教育教學(xué)，提高水利工程施工人員的安全技能和事故防范能力，有效預(yù)防生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，搞好水利工程建設(shè)的安全生產(chǎn)，具有重要意義。

（二）虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)是提升水利工程施工安全教育教學(xué)水平的有效途徑

虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，是虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式，兼具虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)時(shí)空無(wú)限和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)親身體驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，并且互補(bǔ)了各自的不足。傳統(tǒng)的水利工程施工安全教育主要是通過(guò)課堂教學(xué)，教師往往采用“口傳身教”的單一教學(xué)模式，難以讓學(xué)生感受到施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況的環(huán)境，缺乏趣味性和實(shí)用性，學(xué)生很難有效吸收并加以運(yùn)用，效果參差不齊，無(wú)法使安全意識(shí)和安全知識(shí)真正深入每一個(gè)受教育的學(xué)生心中，而通過(guò)虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，可以在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工安全的不足。既可以通過(guò)虛擬實(shí)踐平臺(tái)拓展教學(xué)時(shí)空，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)不足，模擬施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況的操作環(huán)境，使學(xué)生“身臨其境”，“親歷”水利工程建設(shè)過(guò)程中可能發(fā)生的高頻危險(xiǎn)事故，如高處墜落、基坑坍塌、機(jī)械傷害等場(chǎng)景，增強(qiáng)趣味性和實(shí)用性，使學(xué)生切身感受到安全的重要性；又可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)，開(kāi)展安全帽、安全帶等防護(hù)用品佩戴、消防滅火、安全用電和安全急救等安全技能訓(xùn)練，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的安全技能。因此，開(kāi)展虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育實(shí)踐教學(xué)是增強(qiáng)學(xué)生施工安全職業(yè)安全素養(yǎng)的有效途徑。

二、水利工程施工安全教育教學(xué)現(xiàn)狀

水利工程施工安全教育對(duì)水利安全生產(chǎn)工作全面開(kāi)展起著舉足輕重的作用，是保障安全生產(chǎn)的根本途徑和方法。根據(jù)調(diào)研，目前學(xué)校在水利工程施工安全教育教學(xué)方面存在以下問(wèn)題。

（一）注重水利工程施工技能培養(yǎng)，安全職業(yè)素養(yǎng)重視程度不足

高職教育是培養(yǎng)工程建設(shè)一線的高素質(zhì)技術(shù)技能人才，在人才培養(yǎng)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)專業(yè)技能的培養(yǎng)，對(duì)安全素質(zhì)培養(yǎng)往往不夠重視。水利工程施工崗位對(duì)職業(yè)安全素質(zhì)要求非常高，但施工安全知識(shí)卻往往在施工專業(yè)課程中被一帶而過(guò)，學(xué)生沒(méi)有進(jìn)行專門(mén)的施工安全理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和安全技能的培養(yǎng)，導(dǎo)致進(jìn)入工作崗位后安全意識(shí)不足。

（二）水利工程施工安全教育教學(xué)手段單一，實(shí)用性和趣味性不夠

學(xué)生在校期間對(duì)水利工程施工安全知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是通過(guò)課堂教學(xué)，教師往往采用“口傳身教”的單一教學(xué)模式，并且難以為學(xué)生提供接近施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況的環(huán)境，無(wú)法使其“身臨其境”，缺乏實(shí)用性和趣味性，學(xué)生很難有效吸收并加以運(yùn)用，效果參差不齊，無(wú)法使安全防范意識(shí)和安全知識(shí)真正深入每一個(gè)受教育的學(xué)生心中。雖然在一些專業(yè)實(shí)踐課中會(huì)進(jìn)行相關(guān)的安全教育，但主要還是保證學(xué)生在實(shí)訓(xùn)室操作中能夠安全完成教學(xué)目標(biāo)，而實(shí)訓(xùn)室中的操作環(huán)境與施工現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境還是有較大的區(qū)別，無(wú)法使學(xué)生切身感受到安全的重要性，真正樹(shù)立安全意識(shí)，培養(yǎng)效果非常有限。

三、水利工程施工安全教育研究綜述

一些水利工程一線建設(shè)及安全管理人員結(jié)合實(shí)踐對(duì)如何有效開(kāi)展施工安全教育進(jìn)行了一系列研究和探索，如吳俊等針對(duì)小型水利工程施工安全生產(chǎn)教育不夠規(guī)范，缺少經(jīng)常、系統(tǒng)、規(guī)范的安全教育培訓(xùn)計(jì)劃，不注重安全教育培訓(xùn)效果，不能有效操作等問(wèn)題，提出了在開(kāi)展安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)工作時(shí)，要根據(jù)情況制定相應(yīng)的方案、培訓(xùn)時(shí)間、培訓(xùn)內(nèi)容等，依法開(kāi)展形式多樣、生動(dòng)靈活、直觀性強(qiáng)、有的放矢的培訓(xùn)。[1]寧海龍等分析指出水利水電施工安全教育培訓(xùn)工作存在教學(xué)形式單一、授課的實(shí)用性和趣味性不夠，教學(xué)過(guò)程中，過(guò)于注重技能培訓(xùn)，在教學(xué)模式上采用滿堂灌、過(guò)堂式的教學(xué)方法，知識(shí)難以被理解吸收等主要問(wèn)題，提出了安全教育方式多元化，制定培訓(xùn)方案，規(guī)范培訓(xùn)行為等有效措施。[2]

針對(duì)施工安全教育存在的問(wèn)題，相關(guān)人員開(kāi)始探索利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）、建筑信息模型化（BIM）等虛擬仿真技術(shù)解決施工安全教育中存在的問(wèn)題。如王萍等通過(guò)分析指出，利用VR 技術(shù)的多感知性、沉浸性、交互性和構(gòu)想性等特點(diǎn)，結(jié)合水利工程安全培訓(xùn)的要求，可開(kāi)發(fā)出VR 體驗(yàn)式安全培訓(xùn)平臺(tái)，讓參與培訓(xùn)者在模擬實(shí)際情景中親身體會(huì)并切身感受到不安全行為帶來(lái)的危害，產(chǎn)生持久的震懾力，進(jìn)而提高施工人員的安全意識(shí)和素質(zhì)。[3]孫領(lǐng)等基于建筑信息模型化（BIM）+虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR），開(kāi)發(fā)出具有逼真、交互作用特點(diǎn)的安全培訓(xùn)系統(tǒng)，并用于海外項(xiàng)目施工安全生產(chǎn)培訓(xùn)，取得了事半功倍的效果。[4]

雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠拓展教學(xué)時(shí)空，為學(xué)生提供接近施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況的操作環(huán)境，增強(qiáng)了趣味性和實(shí)用性，提升了學(xué)生的安全意識(shí)和安全知識(shí)，但是在鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力方面，僅依靠虛擬仿真是不足的。近年來(lái)，體驗(yàn)式安全教育逐漸成為安全教育的新方式。姚宏枝等闡述了體驗(yàn)式安全教育是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在模擬或真實(shí)環(huán)境中親身體驗(yàn)，形成對(duì)安全意識(shí)、方法、工具的深入認(rèn)識(shí)，掌握相關(guān)的安全技能并應(yīng)用于實(shí)際工作中的安全教育活動(dòng)，是一種以體感設(shè)備為載體的“體驗(yàn)式”安全教育。[5]胡春明指出，體驗(yàn)式培訓(xùn)方式強(qiáng)調(diào)以學(xué)員為中心，即“以學(xué)為主”，通過(guò)學(xué)員親身體驗(yàn)和心靈感悟獲得知識(shí)和技能，改變自身的態(tài)度和行為。[6]具有以學(xué)生為中心，以應(yīng)用為導(dǎo)向，在真實(shí)的或模擬的情景中進(jìn)行演練，使學(xué)生親身參與其中去感受、感悟、總結(jié)與反思。王明虎等指出，與傳統(tǒng)講授式安全教育相比，體驗(yàn)式安全教育通過(guò)科學(xué)合理的手段，讓體驗(yàn)者通過(guò)身處真實(shí)或模擬安全生產(chǎn)危險(xiǎn)環(huán)境，親身體驗(yàn)安全隱患對(duì)個(gè)人所產(chǎn)生的觸動(dòng)，提高體驗(yàn)者的安全意識(shí)和認(rèn)識(shí)，有效強(qiáng)化安全教育的效果，從根本意識(shí)上杜絕安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。[7]

四、水利工程施工安全教育教學(xué)實(shí)踐

（一）依托學(xué)校“雙高”計(jì)劃實(shí)踐建設(shè)項(xiàng)目，探索水利工程施工安全教育虛擬仿真平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)安全技能訓(xùn)練實(shí)踐操作平臺(tái)協(xié)同建設(shè)

通過(guò)運(yùn)用BIM+VR技術(shù)開(kāi)發(fā)水利工程施工安全教育虛擬仿真系統(tǒng)，模擬水利工程施工過(guò)程中的高處墜落等高頻發(fā)生的危險(xiǎn)場(chǎng)景和險(xiǎn)情，結(jié)合先進(jìn)的體感設(shè)備，使體驗(yàn)者“親歷”水利工程建設(shè)過(guò)程中不同的事故場(chǎng)景，給人以超現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)和極強(qiáng)的震撼力，使體驗(yàn)者通過(guò)切身感受真正樹(shù)立起安全意識(shí)，并通過(guò)講解、互動(dòng)等方式，學(xué)習(xí)安全預(yù)防與應(yīng)急處置的知識(shí)。

施工安全技能的提升，除了樹(shù)立施工安全意識(shí)和學(xué)習(xí)安全知識(shí)之外，離不開(kāi)實(shí)踐操作能力的訓(xùn)練，因此，通過(guò)搭建施工安全技能訓(xùn)練實(shí)踐操作平臺(tái)，開(kāi)展安全帽、安全帶佩戴、滅火器操作等多種安全技能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作項(xiàng)目，以培養(yǎng)學(xué)生的安全技術(shù)技能（圖1）。

（二）綜合運(yùn)用施工安全虛擬仿真平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作平臺(tái)，開(kāi)展基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)實(shí)踐

面向?qū)W?！半p高計(jì)劃”水利水電建筑工程專業(yè)群學(xué)生，按照水利工程施工安全知識(shí)學(xué)習(xí)、安全意識(shí)提升、實(shí)操能力鍛煉和安全技能考核的教學(xué)環(huán)節(jié)，開(kāi)展基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)實(shí)踐，其中水利工程施工安全知識(shí)學(xué)習(xí)、安全意識(shí)提升主要在施工安全虛擬仿真平臺(tái)上進(jìn)行，實(shí)操能力鍛煉主要在水利工程施工安全技能訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作平臺(tái)進(jìn)行。

在安全知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，利用水利工程施工安全技術(shù)與管理知識(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)上豐富的教學(xué)資源，如微課、視頻、動(dòng)畫(huà)、題庫(kù)等，開(kāi)展施工安全知識(shí)的教學(xué)，內(nèi)容涵蓋國(guó)家和行業(yè)關(guān)于水利工程施工安全的最新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以及施工安全專業(yè)技術(shù)知識(shí)等。在安全意識(shí)提升環(huán)節(jié)，利用水利工程施工作業(yè)典型事故模擬體驗(yàn)VR系統(tǒng)，使學(xué)生體驗(yàn)水利工程施工高頻發(fā)生危險(xiǎn)事故，樹(shù)立安全意識(shí)，并通過(guò)操作和問(wèn)答等交互式方法，學(xué)習(xí)安全預(yù)防與處置的知識(shí)。在實(shí)操能力鍛煉環(huán)節(jié)，開(kāi)展安全帽、安全帶正確佩戴，消防滅火器使用，安全用電等安全技術(shù)技能實(shí)操，提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。在安全技能考核環(huán)節(jié)，開(kāi)展施工安全知識(shí)考核和安全技術(shù)實(shí)操考核。其中，水利工程施工安全知識(shí)考核測(cè)試學(xué)生對(duì)施工安全知識(shí)的掌握情況；安全技術(shù)實(shí)操考核學(xué)生的施工安全實(shí)踐操作能力水平。根據(jù)學(xué)生的考核結(jié)果，開(kāi)展針對(duì)性的講解和訓(xùn)練，全面提升學(xué)生的施工安全技術(shù)技能水平（圖2）。

（三）開(kāi)展虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)效果評(píng)價(jià)，完善虛擬仿真平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作平臺(tái)，優(yōu)化虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)模式

在開(kāi)展基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，運(yùn)用全方位的評(píng)價(jià)體系，客觀全面地評(píng)價(jià)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足，不斷地完善虛擬仿真平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)技能訓(xùn)練操作平臺(tái)，優(yōu)化基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)模式。

五、結(jié)束語(yǔ)

（一）協(xié)同虛擬實(shí)踐平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作平臺(tái)，虛實(shí)結(jié)合綜合提升水利工程施工安全教育教學(xué)效果

協(xié)同運(yùn)用水利工程施工安全教育虛擬仿真平臺(tái)和水利工程施工安全技能訓(xùn)練實(shí)踐操作平臺(tái)，既通過(guò)水利工程施工安全教育虛擬仿真系統(tǒng)創(chuàng)造出具有逼真、交互作用特點(diǎn)的水利工程施工生產(chǎn)環(huán)境，以及先進(jìn)的安全體驗(yàn)體感設(shè)備，使學(xué)生身臨其境地感受典型水利工程的施工過(guò)程的危險(xiǎn)場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與意識(shí)，提升安全意識(shí)；又通過(guò)水利工程施工安全技能培訓(xùn)操作實(shí)踐平臺(tái)，鍛煉學(xué)生安全技能，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。虛實(shí)結(jié)合，綜合提升水利工程施工安全教育教學(xué)效果。

（二）以學(xué)生為中心，創(chuàng)新水利工程施工安全教育教學(xué)模式

傳統(tǒng)的施工安全教育教學(xué)方式通常是教師在課堂中處于主導(dǎo)和控制地位，學(xué)生只需專心聽(tīng)講、認(rèn)真記筆記，是被動(dòng)的接受者，而基于虛實(shí)結(jié)合的安全教育教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，要求學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，親身參與其中去感受、感悟，使學(xué)生從內(nèi)心深處產(chǎn)生共鳴，產(chǎn)生提高安全意識(shí)、技能、態(tài)度、行為的效果，將施工安全學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

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[本文受到廣東省高職教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（基于虛實(shí)結(jié)合的水利工程施工安全教育教學(xué)模式探索與實(shí)踐，項(xiàng)目編號(hào)：GDJG2021239）、廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（基于虛實(shí)結(jié)合的水利類專業(yè)職業(yè)安全教育教學(xué)模式研究，項(xiàng)目編號(hào)：JGXM010GZ05）資助。]

責(zé)任編輯陳春陽(yáng)