虛擬仿真在高校科技外語課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

武文婷　王若楠　劉舒

摘要：在新文科背景下，為適應(yīng)我國高等教育發(fā)展的新形勢，滿足國家和社會對外語人才的需要，哈爾濱理工大學(xué)外國語學(xué)院依托理工類院校背景，始終致力于打造“科技外語”專業(yè)特色。為轉(zhuǎn)變外語教學(xué)觀念、引領(lǐng)外語教學(xué)模式、創(chuàng)新外語教學(xué)資源、深化外語教學(xué)改革，我院積極開展外語類虛擬仿真課程建設(shè)。以哈爾濱理工大學(xué)外國語學(xué)院“機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目為例，著重闡述了“實(shí)訓(xùn)”的建設(shè)背景，建設(shè)意義，教學(xué)特色以及教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真 科技外語 課程設(shè)計(jì) 課程教學(xué)

Exploration of the Application of Virtual Simulation in the Teaching of Foreign Languages for Science and Technology Courses in Colleges and Universities

—Taking the "Virtual Simulation Training of Foreign Languages in Mechanical Manufacturing" as an Example

WU Wenting? WANG Ruonan? LIU Shu

（Harbin University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang Province，150001 China）

Abstract：Under the background of new liberal arts， in order to adapt to the new situation of the development of higher education in China and meet the needs of the country and society for foreign language talents， School of Foreign Languages of Harbin University of Science and Technology relies on the background of science and technology colleges， and has always been committed to creating the professional characteristic of "foreign languages for science and technology". In order to change the concept of foreign language teaching， lead foreign language teaching modes， innovate foreign language teaching resources and deepen the reform of foreign language teaching， the school actively carries out the construction of the virtual simulation courses of foreign languages. This paper takes the project of the "Virtual Simulation Training of Foreign Languages in Mechanical Manufacturing" in School of Foreign Languages of Harbin University of Science and Technology as an example， and focuses on the construction background， construction significance， teaching characteristics and teaching design of the "training".

Key Words： Virtual simulation; Foreign languages for science and technology; Course design; Course teaching

在新文科背景下，為適應(yīng)我國高等教育發(fā)展的新形勢，滿足國家和社會對外語人才的需要，哈爾濱理工大學(xué)外國語學(xué)院依托理工類院校背景，始終致力于打造“科技外語”專業(yè)特色。近年來，我院在科技外語教學(xué)改革實(shí)踐中，科技外語課程設(shè)置、科技外語教學(xué)設(shè)計(jì)、科技外語教學(xué)模式等方面都取得了突出成果。為了深化科技外語教學(xué)改革，我院積極推進(jìn)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于科技外語教學(xué)，致力于突破傳統(tǒng)外語教學(xué)中學(xué)生無法深度參與和體會真實(shí)場景的壁壘，突破學(xué)科專業(yè)的限制，助力新文科背景下復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

1 “機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”教學(xué)建設(shè)背景

1.1虛擬仿真課程建設(shè)是新時期高等教育改革的新要求

2018年，教育部召開了“新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議”。會議主題鮮明，意義重大。會議強(qiáng)調(diào)，加快建設(shè)一流本科教育，提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當(dāng)民族復(fù)興大任的社會主義建設(shè)者和接班人。因此，如何建設(shè)高水平本科教育，教育管理者和學(xué)界正在積極研究和討論。高水平的課程質(zhì)量是建設(shè)一流本科的基礎(chǔ)，沒有一流的課程就沒有一流的本科教育。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，是教育的微觀問題，解決的卻是戰(zhàn)略大問題^[1]。為了建設(shè)一流的本科教育，提升本科人才培養(yǎng)質(zhì)量，2018 年教育部提出了一個重要的戰(zhàn)略思路，即高校必須全力打造中國“金課”。

其中，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是教育部推出的五類國家“金課”之一。虛擬仿真課程指的是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”之后“智能+教育”催生的一種新型優(yōu)質(zhì)課程。或者說，虛擬仿真課是在教育信息化背景下出現(xiàn)的一種新型教學(xué)模式^[2-3]。如果說“互聯(lián)網(wǎng)+教育”深刻地影響了今天的課堂教學(xué)，那么“智能+教育”的教學(xué)模式有可能開啟教育的未來^[1]。

1.2外語虛擬仿真課程建設(shè)是深化外語教學(xué)改革的重要舉措

建設(shè)外語虛擬仿真課程的重要原因，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能技術(shù)與外語教學(xué)的深度融合可以破解高校外語專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中的難題，解決長期以來“做不到”“做不好”“做不了”等問題^[1]。在傳統(tǒng)的外語人才培養(yǎng)中，經(jīng)常會遇到一些棘手的問題，例如：外語教學(xué)實(shí)習(xí)基地?cái)?shù)量少，不穩(wěn)定；教學(xué)實(shí)習(xí)模式相對單一、無法滿足學(xué)生的多元化需求；外語課堂教學(xué)與實(shí)踐實(shí)習(xí)脫節(jié)，無法開展高效訓(xùn)練; 基地建設(shè)成本高，大多是分散實(shí)習(xí)^[4-5]。因此，探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于專業(yè)外語教學(xué)策略，能夠有效解決外語人才培養(yǎng)過程中的難題，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的改革與創(chuàng)新。

1.3機(jī)械類外語虛擬仿真課程是具有里程碑意義的嘗試

哈爾濱理工大學(xué)外國語學(xué)院依托理工類院校背景，始終致力于打造“科技外語”專業(yè)特色。近年來，該院在科技外語教學(xué)改革實(shí)踐中，科技外語課程設(shè)置、科技外語教學(xué)設(shè)計(jì)、科技外語教學(xué)模式等方面都取得了突出成果。為了深化科技外語教學(xué)改革，該院積極推進(jìn)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于科技外語教學(xué)，致力于突破傳統(tǒng)外語教學(xué)中學(xué)生無法深度參與和體會真實(shí)場景的壁壘，突破學(xué)科專業(yè)的限制，助力新文科背景下復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

此外，高校利用虛擬仿真技術(shù)幫助外語學(xué)習(xí)者體驗(yàn)語言學(xué)習(xí)情境的實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為數(shù)不多，且都以跨文化交流理解、商務(wù)會談、外語演講、面試等模擬場景居多。因此，團(tuán)隊(duì)積極探索機(jī)械類外語虛擬仿真課程建設(shè)，在科技外語教學(xué)改革和發(fā)展進(jìn)程中可以說是一次具有里程碑意義的嘗試。

2 “機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”教學(xué)建設(shè)意義

2.1 解決傳統(tǒng)科技外語課程教學(xué)中出現(xiàn)的問題

作為科技外語方向中的專業(yè)核心課程——機(jī)械制造類外語，在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生鮮有機(jī)會到汽車企業(yè)實(shí)習(xí)、觀摩，僅能通過書本學(xué)習(xí)汽車基礎(chǔ)構(gòu)造等知識，使得教學(xué)過程缺乏生動性和趣味性，學(xué)習(xí)過程缺乏真實(shí)性和直觀性，造成學(xué)生記憶汽車構(gòu)造原理以及相關(guān)詞匯的過程費(fèi)時費(fèi)力，無法獲得預(yù)期的語言輸出能力。此外，在新媒體發(fā)展迅速的時代，外語學(xué)習(xí)者很難通過傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式達(dá)到理想的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

因此，在新文科背景下，基于以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，團(tuán)隊(duì)實(shí)地考察汽車行業(yè)，結(jié)合用人單位對畢業(yè)生的綜合能力需求，以及學(xué)生自主獲取專業(yè)知識和語言技能的多元化途徑需求，教學(xué)團(tuán)隊(duì)首先將機(jī)械制造類外語中的汽車外語學(xué)習(xí)建設(shè)為虛擬仿真項(xiàng)目。

2.2 機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的實(shí)用性

隨著“一帶一路”倡議的不斷推進(jìn)和“十四五”發(fā)展規(guī)劃的開啟，汽車產(chǎn)業(yè)作為國際經(jīng)貿(mào)合作的重要組成部分，將會受到越來越多的關(guān)注。“實(shí)訓(xùn)”真實(shí)還原某型號汽車發(fā)動機(jī)和底盤構(gòu)造，提供多語種汽車構(gòu)造及原理，術(shù)語校對嚴(yán)謹(jǐn)，外語發(fā)音準(zhǔn)確，原理描述言簡意賅。系統(tǒng)易于操作、內(nèi)容易于理解，進(jìn)一步拉近了理論和現(xiàn)實(shí)的距離，多維度、多形式、多層次地將專業(yè)知識和語言技能結(jié)合起來。

“實(shí)訓(xùn)”涉及英語、日語、朝鮮語等多語種學(xué)習(xí)，不僅為外語專業(yè)學(xué)生提供機(jī)械類專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，同時也為車輛工程專業(yè)的學(xué)生提供語言技能學(xué)習(xí)，此外還可應(yīng)用于汽車行業(yè)員工培訓(xùn)。

2.3 機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的先進(jìn)性

“實(shí)訓(xùn)”采用三維模型構(gòu)建物體及場景，給學(xué)生以全方位、深度的沉浸感體驗(yàn)。“實(shí)訓(xùn)”由汽車發(fā)動機(jī)原理構(gòu)造及拆裝、底盤原理構(gòu)造及拆裝、汽車車身構(gòu)造與功能及汽車電器構(gòu)造與功能等四個模塊構(gòu)成。“實(shí)訓(xùn)”提供了術(shù)語對照練習(xí)、汽車構(gòu)造、基本原理實(shí)驗(yàn)、組裝汽車部件等實(shí)景操練，每個學(xué)習(xí)模塊都設(shè)置了練習(xí)和考核環(huán)節(jié)，可隨時了解學(xué)習(xí)進(jìn)度和成果。“實(shí)訓(xùn)”提供web網(wǎng)頁端學(xué)習(xí)入口，打破時空限制，實(shí)現(xiàn)了人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的目標(biāo)。

3 機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)特色

3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——機(jī)械制造專業(yè)知識+外語語言實(shí)踐

目前，利用虛擬仿真技術(shù)幫助外語學(xué)習(xí)者體驗(yàn)語言學(xué)習(xí)情境的實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為數(shù)不多，且都以跨文化交流理解、商務(wù)會談、外語演講等模擬場景居多^[6-7]。依托理工科院校背景，項(xiàng)目組將機(jī)械知識和外語學(xué)習(xí)相結(jié)合，以外語為媒介，以汽車構(gòu)造模型為對象，全力打造“機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”。“實(shí)訓(xùn)”通過精美的界面設(shè)計(jì)、仿真的構(gòu)造模型、趣味的練習(xí)設(shè)計(jì)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化專業(yè)外語詞匯訓(xùn)練、加深科技知識理解。

3.2教學(xué)方法——實(shí)操演練

“機(jī)械制造類外語虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”顛覆了傳統(tǒng)科技外語教學(xué)模式，完全以學(xué)生為主體進(jìn)行外語訓(xùn)練，教師負(fù)責(zé)示教、指導(dǎo)、評價。學(xué)生既可以按照學(xué)時安排，在計(jì)算機(jī)房進(jìn)行訓(xùn)練，由教師進(jìn)行面對面指導(dǎo)或評測，還可以利用碎片化時間，在圖書館或宿舍隨時登錄系統(tǒng)進(jìn)行練習(xí)，可根據(jù)自身需要反復(fù)多次操作和訓(xùn)練。

3.3評價體系——系統(tǒng)評價+實(shí)時監(jiān)控

依據(jù)教學(xué)大綱要求支撐相應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)，教師依據(jù)管理平臺的自動評價結(jié)果和實(shí)時監(jiān)控評價、教學(xué)效果等給出最終的實(shí)驗(yàn)成績，并分析實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)達(dá)成度。依據(jù)學(xué)生對實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、實(shí)訓(xùn)過程、學(xué)習(xí)效果等方面的評價與反饋信息，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)訓(xùn)功能，提高教學(xué)質(zhì)量^[8-9]。

4 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的教學(xué)設(shè)計(jì)

4.1教學(xué)設(shè)計(jì)特色

根據(jù)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域六層次學(xué)習(xí)目標(biāo)，結(jié)合外語學(xué)習(xí)特點(diǎn)，“實(shí)訓(xùn)”搭建了3D汽車構(gòu)造模型，學(xué)生通過拆裝發(fā)動機(jī)模型、汽車底盤模型，加強(qiáng)對術(shù)語的理解記憶，通過發(fā)動機(jī)、底盤原理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)原理認(rèn)知。針對關(guān)鍵知識點(diǎn)和難點(diǎn)問題，合理設(shè)計(jì)理論知識與語言知識相結(jié)合的人機(jī)交互環(huán)節(jié)進(jìn)行測試。在視、聽、做多感官刺激下，提高學(xué)生的技能+語言的實(shí)踐能力。課上，以教師命題或?qū)W生自擬題目的形式，調(diào)研汽車行業(yè)相關(guān)資訊，結(jié)合學(xué)習(xí)成果，進(jìn)行小組討論和匯報分享。最終開展教師評價、學(xué)生自評、生生互評。其具體特色如圖1所示。

4.2 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)展示

學(xué)生可通過電腦或手機(jī)終端進(jìn)入學(xué)習(xí)系統(tǒng)，不同專業(yè)學(xué)生選擇語種進(jìn)行學(xué)習(xí)。系統(tǒng)節(jié)目如圖2所示。

以日語界面為例，學(xué)生可進(jìn)行專業(yè)術(shù)語學(xué)習(xí)。如圖3所示。

學(xué)生可進(jìn)行術(shù)語練習(xí)，根據(jù)單詞，點(diǎn)選部件。學(xué)生還可以進(jìn)行術(shù)語考核，根據(jù)聽到的單詞，點(diǎn)選部件提示答案，可重復(fù)練習(xí)。

發(fā)動機(jī)基本原理實(shí)驗(yàn)。點(diǎn)選正確的發(fā)動機(jī)工作步驟，理解、掌握發(fā)動機(jī)工作流程。如圖4所示。

發(fā)動機(jī)部件拆裝。觀察部件，辨識術(shù)語，點(diǎn)選部件，將正確的零部件拖拽至模型框架內(nèi)，完成發(fā)動機(jī)部件組裝。如圖5所示。

5結(jié)語

通過交互式實(shí)驗(yàn)平臺，結(jié)合“課前講解”“課上訓(xùn)練”“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全程記錄及評價”完成智能化學(xué)習(xí)。平臺學(xué)習(xí)成效顯著，學(xué)生實(shí)訓(xùn)興趣濃厚，自主學(xué)習(xí)能力明顯增強(qiáng)。“實(shí)訓(xùn)”彌補(bǔ)了傳統(tǒng)科技外語課堂上缺乏實(shí)踐體驗(yàn)的問題，增強(qiáng)了學(xué)生體驗(yàn)感，提高了學(xué)生翻譯實(shí)踐能力，為畢業(yè)后迅速適應(yīng)行業(yè)工作打好基礎(chǔ)。

未來，實(shí)訓(xùn)持續(xù)推廣的范圍為設(shè)有科技外語專業(yè)的高校，包括民辦高校，以及設(shè)有汽車專業(yè)的兄弟高校、汽車相關(guān)企業(yè)等。課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)也將會持續(xù)探索出一條教、學(xué)、源、境多維教學(xué)生態(tài)模式，有外語需求的相關(guān)高校、企業(yè)都將受益。

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