具身-认知视角下施工安全教育方式的差异研究

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施工安全教育对建筑从业人员的危险认知有重要作用,建筑从业人员能否在突发事故或事故前状态中正确处理问题,将大大影响施工安全事故发生的结果或避免发生施工安全事故。但建筑从业人员在接受长期传统的施工安全教育下,施工安全事故仍然持续高频发生,因此施工安全教育方式亟需进行变革和更新。近年来,尽管有众多研究对目前的施工安全事故进行追溯研究,且由于施工安全教育的研究仍然缺乏系统性的分析和探索,因此,为加强建筑从业人员的施工活动的安全与自我保护意识,本文从传统施工安全教育与目前新兴基于VR技术的施工安全教育进行对比探究,以此作为施工安全教育认知过程的论证依据。由于施工安全活动的背景特殊性,施工安全现场具有复杂性、危险性,且事故一旦发生具有不可逆转性,若在施工现场对在校学生进行施工案例讲解和教授知识,难免具有一定的危险性和安全隐患,且安全演练成本较高,无法进行多次重复训练。再者,仅从书本或PPT等二维知识传授过程中进行学习,会缺乏身体感官的接触和感受而直接导致施工安全教育的结果效率低下,转化率不高等问题。因此,在众多研究视角当中,本文认为具身认知过程是最为符合建筑从业人员在施工现场进行施工安全知识学习的认知过程,因此选用以VR技术为核心的施工安全教育与传统教育工具如书本、PPT、文字案例等传统施工安全教育方式进行差异分析,通过比较两者的学习的过程和结果,设定能反映人体生理紧张程度的皮肤电阻指标、问卷调查中的主观情绪指标、实验绩效结果中的结果指标进行分析和比较。结合具身认知理论对分析结果、认知过程进行深入探究和讨论,以此对两者不同的施工安全教育方式提出改进建议和实施方案,对目前所缺乏的施工安全教育理论进行系统性的阐述和归纳,以期解决目前施工安全教育效率低下,成效不显著的问题,从源头降低施工安全事故的发生率。研究过程与结果如下:(1)系统归纳传统施工安全方式与VR施工安全教育方式的目前的相关基础理论,结合相关研究总结出两种施工安全教育系统的架构特点,总结出不同的施工安全教育方式过程与结果之间的特性,并在原有基础上构建了相关基础理论模型,并对其进行判别效益输出与界定,最后进行两种施工安全教育方式特性的总结。(2)通过构建VR施工安全教育系统、设计若干实验指标可以发现,被试在进行施工安全培训时其情绪压力、精神集中程度、培训效果均可由实验过程的自我认知情况与生理情况所映射,在此基础上,以两者施工安全培训方式的感知程度与客观反应,展开以人为载体的测定实验,通过自主设计的施工安全教育过程搭配不同的施工安全培训硬件,对具有一定土木知识背景的在校学生进行施工安全教育实验,收集到的实验结果作为对两种培训方式的效果反应的依据,以此优化施工安全培训方式的改善途径。(3)研究表明:传统施工安全教育和VR施工安全教育的过程和结果均存在显著区别,在此过程中,VR施工安全教育更获得学习者的青睐,学习者在该种教育方式下的生理表现、情绪态度更加积极。VR组的学习者相较于传统组的学习者的生理特征变化更加活跃,且这种表现是正向的、积极的、有助于学习者提高学习效率的。在此结果中,VR施工安全教育的学习效果整体优于传统施工安全教育。经过VR施工安全教育后的学习者会对施工安全危险隐患的识别更加清晰和准确,且比传统教育后的组别能够更快识别出现场施工安全隐患。VR组能有效识别施工现场危险源和前兆特征,在危险发生前期采取有效措施进行遏止和处理能有效避免施工安全事故的发生,反映了知识的重构是由身体经验与环境相互作用获得的隐喻结果,此过程是超越大脑运算流程而作出自动化反应的。VR施工安全教育的学习环境提供较为契合的学习者的认知环境,其提供施工安全教育内容和人机交互环境,加强学习者的具身体验,这种体验是具象化的、经验化的。学习者在此过程中会产生更加浓厚的学习兴趣,促进学习知识的正向迁移过程。(4)根据研究结果和具身认知结构,提出了改进方案:1)强调教育过程的兴趣激发性,提高施工工人情绪活跃度。重视施工工人学习过程的交互参与环节,提高动手、参与能力。2)改善VR施工安全教育学习环境,还原施工安全场景。针对性地对特定工种的施工安全教育场景作定期更新,扩大学习空间的开放程度。3)基于目前VR技术的推广和应用瓶颈,更多的研究重点应融合施工安全教育新技术,以此加强学习者的具身经验,具体可融合BIM模型导入VR场景,实现实时场地更新或数字孪生场地。
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