虛擬現實在高校自然災害教育應用

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［摘要］自然災害教育不容忽視。一些高校在自然災害防范意識教育上模式較為單一，成效低下。虛擬現實技術與高校自然災害教育相結合，可推動傳統災害教育技術手段變革，提高大學生災害防范意識教育成效。該文根據當前高校災害教育認知現狀，分析虛擬現實技術應用于高校自然災害教育的優勢，并提出可行性建議，從而促進大學生防災、減災應急能力提升。

［關鍵詞］自然災害教育虛擬現實技術高校

０引言

我國是當今世界上自然災害問題最嚴重的國家之一，自然災害的頻繁發生給我國經濟社會和人民生命安全帶來了巨大的威脅［１］。要實現可持續發展，必須重視防災、減災教育。高校是我國災害教育體系不可或缺的一部分，大學生作為新時代社會發展的中堅力量，在傳播與普及防災、減災、救災知識方面應發揮積極作用。傳統的高校自然災害教育主要以教師口頭理論傳輸為主，方式單一，技術應用較為欠缺，難以激發大學生興趣，導致大學生防災意識薄弱，防災技能不足［２］。高校自然災害教育迫切需要緊跟科學技術的發展，提升災害教育成效，提高大學生災害防范意識。隨著計算機科學技術的發展，虛擬現實技術（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ，簡稱ＶＲ技術）日漸成熟和完善。將虛擬現實技術應用于防災減災教育，可以彌補傳統災害教育中，教師逐項培訓與信息分享耗費大量時間與經濟成本的不足。一方面將抽象的災害知識形象化，有利于激發大學生興趣，另一方面通過虛擬現實技術進行反復演練，有利于大學生的防災、減災應急能力的培養［３］。虛擬現實技術是將計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術、人機接口技術、計算機并行處理技術等多種領域技術集合于一體的人機交互技術［４］。目前，虛擬現實技術在災害教育中已有一定的應用。例如杜浩國等對房屋地震災害進行了三維仿真模擬［５］；王東明等仿真模擬了城市地震災害發生—發展過程的災害情景，推算演示地震與救援情景的動態發展，促進災害救援演練效果和災害救援能力的提升［６］；石來等通過開發ＦＤＳ的地下空間增強體驗式火災逃生ＶＲ系統，模擬出地下空間火災現場的高溫環境，展現真實的火災場景，受訓人員通過系統可充分體驗真實的火災煙氣和高溫情況，從而達到更好的逃生訓練目的［７］。本文通過分析當前高校災害教育認知現狀，提出虛擬現實技術應用于高校災害教育的優勢，并提出可行性建議，以期全面提升大學生的防災減災能力。

１當前高校自然災害教育認知現狀

高校開展災害教育的目標是以培養大學生具有災害意識、防災減災素養為核心，使其掌握一定的災害原理，樹立正確的災害觀，正確看待災害本身及其發生發展規律，正確地開展相應的防災、減災、救災活動［８－１０］。近年來我國高校陸續開展了以災害教育為主題的教學課程或實踐活動，但目前還存在以下一些不足。

１．１師生防災減災意識薄弱，應急技能不足

由于資金和保障體系的缺乏，高校對災害教育沒有足夠重視，師生對災害預兆、應急逃生技巧、災后心理建設等缺乏基本了解，導致災害發生時，師生因處于極度恐慌之中，不能采取有效的自救、他救措施，錯失了逃生良機。

１．２教學形式單一，重理論而輕實踐

在高校課堂上，教師一般借助多媒體手段展示災害圖片與文字，但教學形式單一、機械，學生較為被動，師生也缺乏互動，難以讓學生切身體會到災害的危害性。此外，教學方法主要以理論灌輸為主，教師主要傳授災害發生發展規律等災害理論知識，而對災害急救技能、災后心理疏導等防災減災技能訓練不足，一旦災害突發，學生難以進行自救以及救人。

１．３考核形式單一，不注重教學效果評價

我國各高校注重開設防災減災相關課程，但是對課程的監管力度卻十分不足。考核過程一般只采取開卷或者閉卷形式，忽視了學生災害急救技能測試［１１］，導致教師難以通過學生的技能表現來調整教學，學生的防災意識和技能也未能得到有效提高。

２虛擬現實技術應用于高校自然災害教育的優勢

在虛擬地理環境生成中，可利用數據手套、頭盔等專業設備，讓人們進入虛擬環境，以實現對虛擬世界中各種對象進行實時感知及操作，通過聽覺、視覺等獲取身臨其境的體驗。該項技術在教育領域中的成功應用，也進一步加快了現階段教育方式的變革，進一步豐富了教學情景性與可互動性，更加注重學生實踐能力培養，具有良好的實際應用前景。虛擬現實技術特征可以概括為存在感、自主感、沉浸性、交互性、想象性［１２］。這些特征具有普遍適用性，虛擬現實技術應用于高校自然災害教育具有顯著優勢，主要體現在以下四個方面。①基于ＶＲ的災害教育不受時間和地點限制，只要軟硬件設施齊全，學生可隨時隨地開展災害教育學習。②顯著降低了高校災害教育教師培訓隊伍的勞動強度，學生可在虛擬平臺中自主學習，根據需要定期鞏固學習成果，不受教室黑板或屏幕所限制，豐富了教授方式和課堂內容。③基于ＶＲ的虛擬性，可以構建出傳統災害教育無法模擬或成本過高的災害場景，既能激發學生興趣，強化學生對災害的認識，又能反復使用，節省成本，彌補地方高校自然災害教育經費不足的問題。④能夠實現災害教育效果的實時反饋，系統能夠記錄虛擬情景中大學生的即時行為數據，教師能夠及時對災害教育效果進行評價，并改進教學方法。

３虛擬現實技術應用于高校自然災害教育的若干建議

將虛擬現實技術應用于高校自然災害教育中，不僅豐富了災害教育的形式，增加了趣味，充分發揮了大學生的學習主觀能動性，而且改變了傳統災害教育中教師純理論灌輸的教學方法，更加注重學生實踐技能的培養。在信息交互平臺中記錄學生的實時演練數據，方便教師進行災害教學效果評價，有助于大學生真正掌握災害急救技能。為進一步提高災害教育成效，提升大學生應急救援能力，本文提出以下建議。

３．１設立防災減災相關保障制度，加大經費投入

我國已經頒布《突發事件應對法》《地震應急條例》等法律法規，但災害教育的內容未被明確規定，災害教育的執行主體未落實，相應的災害教育管理文件未出臺，致使災害教育流于表面，缺乏延續性和有效性。為此，亟需加強防災減災的相關立法，增強制度保障，高校也應該在立法的基礎上設立相關防災減災制度，開展自上而下、緊跟時代發展的防災減災教育。技術上，由于ＶＲ在災害教育的技術成熟度還不高，應用范圍也不廣，因此政府應推動高新技術部門對ＶＲ技術的研發和改善。例如從ＶＲ技術內容出發，改善清晰度、計算性能等自身缺陷，提高使用者的感知敏銳性，讓使用者更加身臨其境［１２］。高校也應設立災害教育經費專項，研發基于虛擬現實技術的災害教育系統，逐步推廣和發展新型災害教育，提高大學生災害教育成效。

３．２基于虛擬現實平臺，加強防災減災教育實踐技能培養

將虛擬現實技術應用于高校自然災害教育中，不應忽視實踐演練的作用，傳統理論教學也不能被虛擬演練完全取代，而應在熟悉理論知識的基礎上利用虛擬現實技術進行實操演練，將理論知識進一步內化，實現災害教育效果的最大化。例如，學生首先可以通過傳統講學或者ＶＲ災害系統進行理論學習，然后借助ＶＲ眼鏡與操作桿穿行于ＶＲ技術構建的虛擬災害情景世界中，仿真模擬遇到突發災害的第一反應，及時消除災害發生時內心的不安，做好心理預防培訓，并通過多次反復模擬實踐演練，牢牢掌握災害應對技能。此外，短期的集中虛擬訓練雖然能一定程度上提升學生的災害意識，但在復雜的逃生過程和應急救援過程方面，若缺少系統性的學習培訓與鞏固，勢必在實際的災害應對中無法產生好的應對效果，故提倡開設長期的、系統性的基于ＶＲ的災害教育課程。

３．３虛實結合，評估災害教育效果

傳統災害教育模式不注重災害教育效果評價。而基于ＶＲ的災害教育仿真系統，通過開發有效的學習監控和評估工具，對學生的災害學習進行跟蹤，測評學生對災害理論知識的掌握程度，能夠評估學生應對災害的表現，發現存在的問題，及時調整，滿足學生需要，切實提高學生的災害應對能力。受訓學生在仿真模擬演練中，可以借助信息交互平臺記錄自己的行為數據，總結前一次的演練情況，通過反復訓練，不斷提升災害應對能力。

４結束語

高校自然災害教育是我國災害教育體系不可缺少的一環。隨著科學技術的進步，越來越多的學校嘗試將新的信息技術和通信技術引入傳統教育中。憑借虛擬現實技術的形象化和交互性打造沉浸式教育模式，能夠使高校的防災減災宣傳更具吸引力。為提高大學生的防災減災應急能力，高校應重視災害教育，開設系統性、長期性災害教育課程，打造基于ＶＲ技術演練與理論教學相結合的新型災害教育模式，并重視教育效果評價，逐步提高教育成效。

作者:王曉玲 江輝仙 單位:福建師范大學地理學國家級實驗教學示范中心 福建師范大學地理科學學院