【VR安全教育培训研究的国内外文献综述3900字】

VR安全教育培训研究的国内外文献综述1.1VR安全教育培训的内涵VR技术是通过人机交互界面、传感器和各种人工制造智能技术，将VR广泛应用于科学教育领域的新兴技术。VR的发展是一次从教育学走向现代艺术教育学的飞跃[22]。在建筑安全领域使用VR技术能够更好地调动建筑工人培训的积极性，进而提高学习的效率[23]。因此本文将VR安全教育培训定义为：建筑工人在安全培训师的指导下，通过VR技术3I特点所呈现出特有的沉浸感、交互感与想象感引导建筑工人在培训中得到感悟并获得有关建筑安全的相关知识和技能，从而改变其日后在施工工作过程中的工作态度和行为方法，此外建筑工人通过VR安全教育培训所获得沉浸式安全培训感受，达到掌握技术、改变行为态度和行为的目标。1.2VR安全教育培训国内外研究现状（1）VR技术特性本研究所提出的VR技术特性是指与传统安全教育培训相比VR安全教育培训所特有的功能优势，VR安全教育培训是通过3DMAX等建模技术搭建还原施工环境，建筑工人通过头戴设备以第一视角浸入其中，并通过手柄等交互设备在虚拟场景中进行安全教育操作，弥补了传统安全教育无法亲身体验的缺点，能极大地提高建筑工人学习动力与积极性。Burdea&Coiffet[24]总结了VR的三大特征即沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、构想性（Imagination），因此本文对VR技术特性进行了维度划分，即VR的“3I”特点，如图2-2所示。图2-2VR技术3I特性Figure2-23IfeaturesofVRtechnology1）沉浸性沉浸性是指建筑工人沉浸在虚拟还原施工场景中的深入程度。沉浸性也可以理解为临场感，搭建良好的施工环境可以为建筑工人提供对真实世界的感觉与体验，使建筑工人无法分辨真实与虚拟环境。2）交互性交互性是指建筑工人与VR安全教育培训中所设计人物与事物自然交互的程度。交互程度越高，建筑工人体验感越好。3）构想性构想性表现为建筑工人在进行VR安全教育培训过程中通过自身学习所获得的反思，通过VR技术所呈现出的“真实”场景构想出不安全行为带来的危害及若采取安全行为带来的好处。以此获取新知识，提高自身安全行为。（2）国外研究现状随着VR应用越来越广泛，国内外纷纷着眼VR的研究，其中“VR+教育”研究应用是最为广泛的。国外学者对此研究起步较早，所研究成果与应用也优于我国，其研究重点主要如下。1）对VR教育本身的研究该领域主要包括两个方面：一是VR教育理论完备性，二是VR教育的效果。IvanSutherland[25]教授通过发表“TheUltimateDisplay”报告首次提出关于VR教育理论是否具有完整性的问题；此后1989年美国JaronLanier也在说明了虚拟环境与VR的交互性，并阐述了VR技术未来发展的重要性[26]。1994年Burdea&Coiffet通过撰写机器人技术和VR一书，阐述了VR是一种强大且引人注目的计算机应用程序，人类可通过该应用程序模仿现实生活并与计算机生成的环境进行交互，已被应用于医学、工程、石油勘探、军事等领域[24]。另外，关于VR教育的效果方面，研究较为广泛的领域是VR与游戏的结合，虽然效果大放异彩，但是能否与教育结合起来却是一直争议的焦点，Virvou&Katsionis阐述了VR游戏在教育中的作用，说明VR游戏在提高学生学习动力和参与度方面，应关注可用性和可喜性问题，VR游戏的可用性往往需要复杂的用户界面，而可喜性需要对熟悉商业游戏的用户保持吸引力[27]。2）对VR教育方式及方法的研究对VR教育方式及方法的研究主要是结合VR特点和教育理论，实现新的教育方式。Varlet等人通过确定室内团队中的划船情况，讨论虚拟现实和运动捕捉技术是否可增强人际协作，说明了参与者改善了与虚拟和真实队友的协调，对于收到反馈的参与者而言，这种改善更好[28]。Dodd&Antonenko考虑如何将视觉上复杂且高度具体的桌面虚拟现实更好地集成到更多文本驱动的抽象环境中，尝试将信号传输作为一种技术，将桌面虚拟现实技术与在线学习管理系统集成在一起，指导在线学习管理系统交付，并提出了一种用于对多媒体和超媒体进行分类的分类法[29]。3）对VR教育的学习氛围研究VR技术可明显改善教育的学习氛围，能引导形成新的学习思维。Lloyd等人为了说明，即使复杂的空间任务（如路线学习），学习是可以有效地从虚拟环境转移到现实环境，因此将桌面虚拟城镇中的学习性能与现实世界中学习性能进行比较，参与者被“驾驶”绕过虚拟城镇的路线，与绕过现实世界郊区的另一条（但同样复杂）的路线相比较，表明真实环境与虚拟环境之间的等效性良好，错误率相当，策略偏好没有差异[30]。Alhalabi&Wadee将VR被应用于工程教育中，其范围是在不使用任何VR系统（无VR）的情况下将三种主要的VR系统与传统的教学方法进行比较，主要是角落洞穴系统（CCS）与头戴式显示器（HMD）系统，这两个系统都使用跟踪系统来反映用户在虚拟环境中的移动，评估VR系统对工科院校的学生成绩和创造性思维方面的积极影响[31]。4）对VR课程发展的研究目前，大部分研究关注VR课程的开发，其包含了众多学科领域。如Jang比较了直接操作虚拟解剖结构或被动观看立体3D环境中的相互作用的医学生,采用了轭对设计，结果表明虚拟环境的直接操纵促进了解剖结构的实施，并帮助参与者在交互时保持清晰的参照系，这尤其支持了空间能力较低的参与者[32]。Barata等人通过提供对设备的清晰概述、近似的理论和实际功能，以及模拟实际系统中设备可能遇到的实际情况，来描述为改善此类设备的课堂学习和激励学生而开展的工作，开发了虚拟现实创作工具，以向学生提供安装在变电站中的自动变压器的可视化，并允许他们对其进行虚拟维护和操作程序[33]。Monteiro等人基于唐氏综合症（DS）具有独特的身体，运动和认知特征，试图在虚拟现实任务期间研究患有DS的个体的运动学习过程，以证明使用虚拟现实组织干预计划的合理性，结果表明，所有个人都改善了虚拟任务的性能，但是具有DS的个人（以较差的性能开始任务）从一开始就显示出较大的差异，除此之外，他们还能够随着任务速度的提高保留并转移性能[34]。Trautrims等人介绍和检验全球虚拟团队在物流和供应链管理课堂中作为工具的用途和效果，以使学生在模拟环境中为将来的职业需求做好准备，表明了全球虚拟团队的应用帮助参加的学生发展了物流和供应链管理职业所需的管理技能，同时参与的教育者的设置对于学习效果至关重要，特别是对于相似的评估权重和每个地理区域的小组成员数量而言[35]。5）对安全培训中的VR技术应用研究AnatMeir等人发现儿童行人在识别危险情况时更容易失败，为了更好地了解动态道路情况下危害感知能力的发展，我们检查了参与者在虚拟环境中的危害检测能力，表明了，对7-9岁的儿童报告说，停放的车辆遮挡视场的危险性较小，与其他情况相比，他们更倾向于停留在确定部分被停放的车辆遮挡视域的情况中其他年龄段，随着道路危险的增加，道路曲率遮盖视线的报告也随着年龄的增长而增加[36]。在新总部的建造过程中Nvidia[37]借助VR演示技术告知建筑施工人员施工过程并熟悉施工流程与环节。（3）国内研究现状与国外VR教育领域的研究相比，国内在该领域的研究进展相对较晚，研究重点也主要集中于VR教学应用、模拟校园环境、实验教学、职业和安全教育等方面。VR技术因其交互性[38]，在理工类的教育中得到广泛应用，特别是在建筑、医学和机械、物理等领域，VR技术的应用能够更好地推动这些领域的教学工作。许爱军[39]等归纳概括出VR职业教育的应用方式、类型、特点以及优势，并提出不足；黄新平[40]等通过人体解剖教学，开发出网络虚拟人体解剖教学平台，创新医学教育教学新模式。上海市电力公司[41]创建了先进的VR安全体验平台，以加强学生对安全的体验，提升工作能力、改善安全作业行为与习惯，创新打造电力界的“VR学堂”。基于此，本研究试图基于建筑业建筑工人，以VR安全培训为主体，探讨安全教育培训对建筑工人影响机理模型，并从多个角度提供建议和对策，进而提高建筑工人的安全行为并推动建筑业教育培训方式的发展与创新。1.3小结可见VR在不同领域的培训应用日益广泛、VR培训产品的种类繁多。VR的出现为传统培训注入新的机遇，提供了一种更简单、便捷的培训方式，也拓宽了用户的视野。VR在培训方面以及其他方面的发展必将影响着未来领域、将带来更具前景的进步，以及创造出更具价值的应用。然而，国内有关如何对建筑工人这一群体的影响机理仍处于空白状态，可见该问题有待关注与思考。参考文献[1]中国建筑业协会.2019年建筑业发展统计分析[N].中国建设报,2020-04-10(005).[2]SurajiA,DuffAR,PeckittSJ.DevelopmentofCausalModelofConstructionAccidentCausation[J].JournalofConstructionEngineering&Management,2001,127(4):337-344.[3]HaslamRA,HideSA,GibbAGF,etal.Contributingfactorsinconstructionaccidents[J].AppliedErgonomics,2005,36(4):401-415.[4]张舒,史秀志,吴超.安全系统管理学的建构研究[J].中国安全科学学报,2010,20(06):9-16.[5]SalminenS,TallbergT.HumanerrorsinfatalandseriousoccupationalaccidentsinFinland[J].Ergonomics,1996,39(7):980-988.[6]建设部工程质量安全监督与行业发展司、建设政策研究中心,中国建筑业改革与发展研究报告:市场形势变化与企业变革.2005:中国建筑工业出版社.[7]HeinrichHW.Industrialaccidentprevention:Asafetymanagementapproach[J].McGraw-Hill,1980.11(1):23-29.[8]张孟春,方东平.建筑工人不安全行为产生的认知原因和管理措施[J].土木工程学报,2012(S2):297-305.[9]BenaA,BerchiallaP,CoffanoME,etal.Effectivenessofthetrainingprogramforworkersatconstructionsitesofthehigh-speedrailwaylinebetweenTorinoandNovara:Impactoninjuryrates[J].AmericanJournalofIndustrialMedicine,2009(1):154-178.[10]WilliamsQ,OchsnerM,MarshallE,etal.Theimpactofapeer-ledparticipatoryhealthandsafetytrainingprogramforLatinodaylaborersinconstruction[J].InjuryPrevention,2010,16(Supplement1):A235-A235.[11]FuGui,LiXuandong,LiJun.Commonfactorsleadingtoaccidentsandbehaviortyperesearchbasedonprevention[J].JournalofSafetyandEnviromment,2005(5):P80-83.[12]王端武.国家安全生产保障理论及其应用研究[D].辽宁工程技术大学,2005.[13]李朝.建筑业农民工安全管理研究及应用[D].湖南:湖南大学,2016.[14]陈晨.“BBS+EBS”组合式建筑工人安全教育培训模式及应用研究[D].北京:首都经济贸易大学,2017.[15]李明玥.建筑业农民工安全教育培训研究[D].武汉:武汉工程大学,2014.[16]王静宇.工程建设项目体验式安全培训模式开发与应用研究[D].北京:首都经济贸易大学,2016.[17]李小平,赵丰年,张少刚,张琳,许梦幻.VR/AR教学体验的设计与应用研究[J].中国电化教育,2018(03):10-18.[18]VR开始深入生活建筑工地利用VR规避风险.VR资讯/843/8437-180.html.[19]陈卫卫.建筑施工事故VR体验场景设计及其应用[D].北京:首都经济贸易大学,2018.[20]周迎雪,