摘要：本文聚焦于公安专业实习虚拟仿真实训体系的构建，以知识图谱为理论基础，结合《公共安全应急管理》智慧课程展开研究。通过分析当前公安专业实习实训存在的问题，阐述知识图谱在构建虚拟仿真实训体系中的关键作用，详细探讨体系的架构设计、功能模块以及实施策略，旨在为公安专业实习提供更高效、科学的虚拟仿真实训模式，提升公安专业学生的实践能力和应急处理水平。

关键词：知识图谱；公安专业；虚拟仿真实训体系；《公共安全应急管理》

1 引言

公安专业是维护社会安全稳定的关键学科，对学生实践能力要求极高，实习实训作为教学关键环节，能促使学生将理论知识应用于实际，提升应急处理、现场指挥等综合能力。但传统实习实训方式存在受时空限制、真实场景难复制、高风险场景无法实际演练等诸多局限。而信息技术飞速发展下，虚拟仿真实训为公安专业实习带来新思路与方法，知识图谱作为有效的知识组织与表示工具，可系统化、结构化整合公安专业领域知识，为虚拟仿真实训体系构建提供强大知识支撑，因此以《公共安全应急管理》智慧课程为例构建相关体系，具有重要理论与实践意义。

2 研究背景与现状

2.1 公安专业实习实训的现状与问题

当前，公安专业实习实训主要依赖于实地实习和模拟演练。实地实习虽然能让学生接触到真实的工作环境，但受到实习单位、时间、地点等多种因素的限制，学生参与的机会有限，且难以全面接触到各种复杂的应急场景。模拟演练则通常采用简单的场景模拟，缺乏系统性和真实性，无法充分满足学生对不同应急情况的处理训练需求。此外，传统实训方式在知识的传承和共享方面也存在不足，难以形成系统化的实训资源库。

2.2 知识图谱在教育领域的应用现状

知识图谱在教育领域的应用正日益成为焦点。它凭借独特的优势，可将学科知识以直观、可视化的方式呈现，使学生清晰洞察知识间的关联与层次结构，有效降低学习难度，提升学习效率。在医学、工程等众多领域，知识图谱已大显身手，被广泛用于构建虚拟学习环境与实训系统，助力学生开展沉浸式学习与实践，取得了颇为显著的成效。不过，在公安专业领域，基于知识图谱的虚拟仿真实训体系研究却刚刚起步。目前，该领域相关的理论研究不够深入，实践经验也较为匮乏。但随着社会对公安专业人才实践能力要求的不断提高，深入探索基于知识图谱的公安专业虚拟仿真实训体系，具有重要的现实意义和广阔的发展前景。

3 知识图谱在公安专业虚拟仿真实训中的作用

3.1 知识组织与整合

知识图谱可以将公安专业领域的各种知识，如法律法规、应急处理流程、案例分析等，进行系统化的组织和整合。通过构建节点和边的关系，清晰地展示知识之间的关联，形成一个完整的知识网络。例如，在《公共安全应急管理》课程中，知识图谱可以将不同类型的公共安全事件（如自然灾害、事故灾难、公共卫生事件等）与相应的应急处理措施、法律法规进行关联，帮助学生快速掌握相关知识。

3.2 情境模拟与推理

基于知识图谱，可以构建更加真实、复杂的虚拟情境。知识图谱中的知识可以为情境模拟提供丰富的素材和规则，使虚拟场景更加贴近实际情况。同时，利用知识图谱的推理能力，可以根据学生在虚拟场景中的操作和决策，实时生成相应的反馈和结果，帮助学生更好地理解应急处理的过程和逻辑。例如，在模拟火灾应急场景时，知识图谱可以根据火灾的类型、规模、蔓延速度等因素，推理出最佳的疏散路线和灭火方案，并为学生提供实时的指导。

3.3 个性化学习支持

知识图谱可以根据学生的学习情况和知识掌握程度，为学生提供个性化的学习建议和实训方案。通过分析学生在虚拟仿真实训中的表现，知识图谱可以识别出学生的知识薄弱点，并推荐相应的学习资源和实训任务，帮助学生有针对性地进行学习和训练。例如，如果学生在处理某类公共安全事件时表现不佳，知识图谱可以为其提供相关的案例分析、法律法规解读等学习资料，以及类似的虚拟实训场景进行强化训练。

4 基于知识图谱的虚拟仿真实训体系架构设计

4.1 总体架构

基于知识图谱的公安专业实习虚拟仿真实训体系总体架构包括数据层、知识图谱层、虚拟仿真层和应用层四个层次。数据层负责收集和存储公安专业领域的各种数据，包括文本、图像、视频等。知识图谱层对数据层的数据进行清洗、抽取和构建，形成结构化的知识图谱。虚拟仿真层利用知识图谱中的知识，构建虚拟场景和仿真模型，实现情境模拟和交互操作。应用层则为用户提供各种应用功能，如学习、实训、评估等。

4.2 数据层设计

数据层作为整个公安专业虚拟仿真实训体系的基础，其重要性不言而喻。需全面收集和系统整理公安专业领域的多源数据，来源广泛，涵盖法律法规文档，为实训提供坚实的法律准则依据；案例库中的丰富案例，能让学生直观了解实际场景；专家经验可传授实战技巧与应对策略；实际工作记录则呈现真实工作流程。收集到数据后，为保证质量和可用性，要进行预处理，仔细清洗数据中的错误、噪声，去除重复内容，统一格式。此外，建立科学的数据更新机制十分关键，随着社会发展和公安工作变化，及时纳入最新数据与信息，确保知识图谱能紧跟时代步伐，为虚拟仿真实训体系提供准确、全面且时效性强的数据支撑。

4.3 知识图谱层设计

知识图谱层是体系的核心，负责将数据层的数据转化为结构化的知识。首先，需要进行实体识别和关系抽取，识别出公安专业领域中的各种实体，如事件、措施、法律法规等，并抽取它们之间的关系。然后，根据抽取的实体和关系，构建知识图谱的模型。可以采用图数据库来存储和管理知识图谱，提高查询和推理的效率。此外，还需要对知识图谱进行质量评估和优化，确保其准确性和完整性。

4.4 虚拟仿真层设计

虚拟仿真层利用知识图谱中的知识，构建逼真的虚拟场景和仿真模型。可以采用三维建模技术、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，为学生提供沉浸式的实训体验。在虚拟场景中，要模拟各种公共安全事件的发生过程和应急处理情境，设置相应的交互操作，如指挥调度、现场处置、沟通协调等。同时，要实现虚拟场景与知识图谱的动态交互，根据学生的操作实时更新场景状态和提供反馈信息。

4.5 应用层设计

应用层为用户提供各种功能模块，包括学习模块、实训模块、评估模块和管理模块。学习模块提供知识图谱的可视化展示和学习资源，帮助学生进行知识学习和理解。实训模块提供虚拟仿真实训场景，让学生进行实践操作和应急处理训练。评估模块根据学生在实训中的表现，采用多种评估方法，如量化评估、质性评估等，对学生的实践能力进行全面评估。管理模块负责用户管理、资源管理、权限管理等工作，保证体系的正常运行。

5 虚拟仿真实训体系的功能模块

5.1 知识学习功能

知识学习功能通过知识图谱的可视化展示，为学生提供直观、系统的知识学习途径。学生可以通过浏览知识图谱，了解公安专业领域的知识体系和知识关联。同时，系统可以提供详细的知识讲解、案例分析、法律法规解读等学习资源，帮助学生深入理解知识内容。此外，还可以设置知识测试功能，检验学生的学习效果。

5.2 虚拟实训功能

虚拟实训功能是体系的核心功能之一。学生可以在虚拟场景中进行各种应急处理实训，如火灾扑救、地震救援、群体性事件处置等。在实训过程中，学生可以与虚拟场景中的对象进行交互，执行各种操作指令，体验真实的应急处理过程。系统会根据学生的操作实时生成反馈信息，指导学生进行正确的决策和操作。

5.3 评估反馈功能

评估反馈功能在虚拟实训中发挥着至关重要的作用，能对学生表现展开全面且细致的评估。其评估指标丰富多样，涵盖应急处理的速度，考量学生在面对突发状况时的反应敏捷度；准确性，检验学生操作与决策是否精准无误；协调性，观察学生与团队成员或系统各环节间的配合默契程度等。系统依据预设的严谨评估标准，对学生的实训结果进行量化打分，确保评估的客观公正。随后，生成详细且具针对性的评估报告，该报告不仅清晰指出学生的优点，让学生明确自身优势以保持发扬，也客观呈现存在的不足，并为学生量身定制改进建议，助力学生精准找到提升方向，不断强化实践能力，在后续实训中实现更好的表现。

5.4 协作交流功能

协作交流功能支持学生之间的协作学习和交流。在虚拟实训中，学生可以组成小组，共同完成应急处理任务。通过协作交流，学生可以分享经验、互相学习，提高团队协作能力。系统可以提供在线聊天、视频会议等交流工具，方便学生进行实时沟通。同时，还可以设置协作评估机制，对小组的协作效果进行评估。

6 虚拟仿真实训体系的实施策略

6.1 师资队伍建设

高素质师资队伍是构建基于知识图谱的公安专业实习虚拟仿真实训体系的核心要素。教师不仅要精通公安专业知识，还需熟练掌握信息技术应用，能灵活运用虚拟仿真技术开展教学与指导。学校应积极作为，通过组织专业培训，邀请行业专家授课，提升教师的知识储备与技术操作能力；开展学术交流活动，让教师接触前沿理念与方法。同时，鼓励教师深度参与虚拟仿真实训体系的研发与建设，在实际项目中积累经验，将实践成果融入教学。如此，既能促进教学与实践紧密结合，又能打造出一支适应新体系需求，具备创新能力和实践指导能力的高素质师资队伍，为虚拟仿真实训体系的有效运行提供坚实保障。

6.2 资源整合与共享

公安专业虚拟仿真实训体系的构建，资源整合与共享至关重要。公安专业涵盖案例库、专家资源、实训设备等丰富资源，全面整合这些资源能为体系提供充足素材与有力支持。建立资源共享机制，打破学校与地区间的壁垒，促进资源交流共享，可极大提高资源利用效率。具体而言，可搭建资源平台，将各类资源分类整理、集中展示，方便师生获取；开展合作项目，不同学校、地区共同参与，在合作中实现资源的互补与优化。通过这些方式，实现资源的有效整合与广泛共享，为虚拟仿真实训体系注入源源不断的活力，推动公安专业实践教学质量的提升。

6.3 技术支持与更新

虚拟仿真实训体系的构建与运行，先进技术支持不可或缺。在信息技术飞速发展的当下，及时引入人工智能、大数据、云计算等新技术和工具，能为虚拟仿真实训带来质的飞跃，提升其质量与效果。例如，利用人工智能实现智能交互与个性化指导，借助大数据进行精准分析与决策支持，通过云计算保障系统的强大计算能力与存储容量。同时，建立完善的技术维护和更新机制十分必要。定期对系统进行全面维护和升级，及时修复漏洞、优化性能，保证系统在复杂环境下的稳定性和安全性，确保虚拟仿真实训体系能够紧跟技术发展步伐，持续为公安专业实践教学提供可靠的技术支撑。

6.4 教学质量监控与评估

建立完善的教学质量监控与评估体系，对虚拟仿真实训至关重要。该体系需对教学过程和效果进行全方位监控与评估，通过收集学生反馈意见，了解学生在实训中的体验与需求；分析实训数据，如操作准确率、任务完成时间等，精准把握教学效果。依据这些信息，及时发现教学中存在的问题，并迅速调整改进。同时，将教学质量评估结果与教师绩效考核、学生学业评价紧密挂钩。对教师而言，评估结果反映其教学水平，影响绩效评定，激励教师不断提升教学质量；对学生来说，评估结果作为学业评价依据，促使其积极参与实训，提高学习效果。如此，形成教学质量提升的良性循环，保障虚拟仿真实训体系的有效运行。

结论与展望

本文以《公共安全应急管理》智慧课程为例，研究了基于知识图谱的公安专业实习虚拟仿真实训体系的构建。通过分析当前公安专业实习实训存在的问题，阐述了知识图谱在构建虚拟仿真实训体系中的重要作用。详细设计了体系的架构和功能模块，并提出了实施策略。研究表明，基于知识图谱的虚拟仿真实训体系能够有效解决传统实训方式的局限性，为公安专业学生提供更加科学、高效的实习实训模式，提升学生的实践能力和应急处理水平。未来，随着信息技术的不断发展和公安专业需求的不断变化，基于知识图谱的公安专业实习虚拟仿真实训体系还需要进一步完善和优化。可以进一步拓展知识图谱的覆盖范围，纳入更多的公安专业知识和实际案例。同时，要加强虚拟仿真技术的创新应用，提高虚拟场景的真实感和交互性。此外，还可以开展跨学科的研究，将心理学、社会学等学科的知识融入虚拟仿真实训中，培养学生的综合素养。相信在不久的将来，基于知识图谱的虚拟仿真实训体系将在公安专业教育中发挥更加重要的作用。

参考文献

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作者简介：林贺，1983 年3 月硕士研究生，讲师，研究方向：治安学。

本论文为匠心笃行工作坊结项研究成果。本论文为智慧课程培育项目《知识图谱驱动的公共安全应急管理智慧课程范式创新与AI 赋能研究》结项成果。