新文科背景下高校VR实验室的建设与使用

2022-09-16彭芳坪

教育教学论坛 2022年33期

彭芳坪，李蓉，徐飞

（贵州大学外国语学院，贵州贵阳 550025）

引言

新文科是以全球新科技革命、新经济发展、中国特色社会主义进入新时代为背景，相对于传统文科而言，更注重将现代信息技术融入文学、语言等文科类的课程中，为学生提供综合性的跨学科学习环境，以达到学生知识扩展和创新思维培养的目的。新文科外语人才培养要求教学过程与生产过程深度融合，打破知识边界，融入多元化元素让语言焕发新的活力。

近年来，国家积极推进“互联网+教育”发展，“虚拟实验”“虚拟仿真实训”被列入《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》。2017年，教育部下发了《关于2017—2020年在全国高等院校开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》。2018年，教育部印发《教育信息化2.0 行动计划》（教技〔2018〕6 号），作为推进“互联网+教育”的具体实施计划。该文件提出“加强职业院校、高等学校虚拟仿真实训教学环境建设”。这些文件的出台，大大促进了虚拟技术在教育领域中的应用和发展。贵州大学外国语学院及时抓住此次契机，率先建成省内最大外语虚拟仿真实验室，进一步巩固和提升英语专业国家级一流专业建设，推进外语复合型人才培养进程。

一、外语专业虚拟仿真实验室建设的意义

（一）为学生提供逼真的岗位实践环境，构建外语复合型人才培养生态闭环

虚拟仿真实验室既满足了传统实验室的功能，还为学生提供了一个高度逼真的虚拟环境。学生通过VR头盔，快速进入外语学习环境中，在VR场景中进行角色扮演，同时进行语言听、说、读、写、译能力的实训，还能开展商务谈判、演讲、文化体验、翻译、函电、跨境电商等一系列单人或多人的多维交互活动。这种逼真的岗位场景，打破了学生原有的语言边界和文化桎梏，拓宽了学生的实践背景和实践范畴，统合了学生的直接经验和替代经验，促进其专业学习理论与实践的结合，提升其跨地域、跨文化、跨国际的行业实践操作能力，培养出具有语言能力、专业能力、创新精神、实践能力、创业能力的复合型顶尖人才。这种把人才培养嵌入国际人才岗位链的模式，更加适应国际需求；同时，国际行业的发展升级也可带动外语相关专业的建设，两者可形成良性互动发展。

（二）实现产、学、研结合，促进外语专业教学改革

产、学、研一体化是现代教育发展的必然趋势，国内外很多著名大学的办学实践已经充分证明了这一点。虚拟仿真实验室的建设，一方面可以通过仿真教学、案例教学、实时在线分析等教学活动，丰富教学方式、方法和手段，增进师生教学互动，提高教学效果；另一方面可以为教师提供良好的科研环境，提高科研水平，并以虚拟仿真实验室为平台，通过对各种资源的有效整合，促进教学科研成果的产业化，以取得更好的办学效益，从而使虚拟仿真实验室成为产、学、研的新天地。

（三）助力国家级一流专业建设，提升人才培养质量

教育部高等教育司司长吴岩指出，高等教育创新发展势在必行，要全面推进“四新”建设，推出“六卓越一拔尖”计划2.0版，形成覆盖全部学科门类的中国特色、世界水平的一流本科专业集群，为2035年建成高等教育强国、实现中国教育现代化提供有力支撑。贵州大学英语专业已于2019年获批国家级一流专业，日语专业获批省级一流专业。如何培养一批具有综合语言素养同时又熟悉岗位的高级复合型外语人才是一流专业建设的一项重要任务。借助于新科技，为学科的人才培养方式，以及人才的创新思维、思辨能力、综合素质的培养助力，打造技能人才培养一流学科，培养语言+技能的一流人才。虚拟仿真实验室的建设与使用，可提升学生处理复杂事件、突发事件的应变能力及解决问题的能力，让学生在学习过程中通过发挥主观能动性，增强学习效果，提升人才培养质量。

（四）支撑疫情常态化下的实习实践教学，建立实习实践教学新模式

2020年初，由于疫情原因，全国上下各层次的教学均转为全面线上教学。而不适合开展线上教学的实习实践教学却全面瘫痪停滞。尤其是外语专业，学生的实习实践活动几乎全部中止。虚拟仿真实验室的建设，为学生提供了一个全新的、不受时空限制的实习实践云环境。实验室通过植入不同的VR沉浸式专业岗位场景，形成覆盖所有专业的全方位、多层次、立体化的实习实践环境，构建起网络化、数字化、智能化、个性化、终身化的实习实践新模式，实现了人人皆学、处处能学、时时可学的美好愿望。虚拟仿真实验室的建设与使用，不仅培养了既具有专业语言文化素养，又懂岗位实践操作的人才，而且满足了学生开展云实习实践的需求。

二、外语虚拟仿真实验室配置及仿真终端平台

现有语言实验室均为传统的实验环境，设备比较单一，功能相对简单，极大地限制了学生语言学习和技能训练的空间和时间。同时，教师无法利用现有教学平台让学生切身感知跨文化的风俗、习惯，真切地了解母语使用者的语言逻辑思维；无法让学生很好地在语言学习中真正做到在两种语言表达习惯、思维方式、行为处事上无缝衔接和切换。传统语言室的图片、声音、视频无法为学生提供混合式、体验式、沉浸式的学习环境，学生在语言学习过程中缺乏体验感，无法切身体会身临其境的感觉。虚拟仿真实验室的建设完美弥补了传统实验室的短板。

贵州大学虚拟仿真实验室主要由以下设备构成：虚拟现实套装（包含手柄和传感器）、高性能工作站、VR虚拟现实一体机、VR机柜、VR展示桌、服务器、网络及网线网络系统、扩声系统、雷达麦克风、液晶显示屏、智慧黑板、钢制讲台、学生桌及风管机等（如图1）。

图1 学生座椅及头盔

该虚拟仿真实验室系统中内嵌六个平台系统（如图2），每个系统植入不同的实训模块，为学生提供120多个VR实训场景。而且，场景的数量和内容可以根据实际需求进行更改和增减。学生通过戴上头盔，便把自己置身于3D的实验场景中，通过选择任意场景、任意角色进行扮演和练习，在3D实验场景和舞台中畅游。

图2 外语虚拟仿真实训系统

三、外语虚拟仿真实验室的使用

（一）目前使用情况

贵州大学外语虚拟仿真实验室于2021年底建成，截至目前，还未充分发挥其效用。一方面，部分学生不知道有此实验室的存在，大部分教师还不清楚学院建设了虚拟仿真实验室，也不了解相关操作和流程。另一部分知道有此实验室存在的教师，由于担心实验过程烦琐和操作步骤复杂，被畏难情绪打倒，也不愿意在教学中主动使用虚拟实验室。因此，应该采取必要的措施提高虚拟仿真实验室的利用率，让先进技术真正为教育教学服务，提升学生的实践能力，充分发挥虚拟仿真实验室的价值。

（二）充分发挥VR实验室作用的措施

虚拟仿真实验室建设和使用的根本目的是提升学校的教学质量和科研水平，促进学生专业理论知识的学习与实践技能锻炼的高度融合。充分彰显高校虚拟仿真实验室的作用，提高虚拟仿真实验室的利用率，既需要学校领导的关注与支持，也需要教师与学生的共同努力。一方面要加大宣传、增加培训、建设人才队伍，另一方面应加强制度建设、实施实践教学体系改革、提升系统使用便捷性等。

1.多方位宣传。现在已不是“酒香不怕巷子深”的时代了，酒香也需要广而告之。为了让更多教师和学生知晓学校建设了外语虚拟仿真实验室，相关部门应该有组织、有步骤、有计划、多样化地开展宣传活动：对于教师，可以在召开教职工大会的时候提及；也可以通过工会群、教学管理群等渠道进行广泛宣传；针对学生，可以通过线上线下讲座、班级群、教师上课时告知等方式开展多样化宣传。

2.加大培训力度。可开展分时分段分层次培训，对实验室管理人员进行实验室使用和管理的培训；对教师和学生多次开展线上、线下二合一的实验室使用专门培训，手把手教老师和学生开展实验；同时技术人员可适当在教师授课的过程中进行跟踪指导。另外，编撰详细的虚拟仿真实验室管理手册、教师操作手册、学生操作手册。开展多次反复培训和学习，使实验室管理人员、教师、学生更了解实验设备，更熟悉操作流程。

3.建设师资队伍。优化实验教学结构，形成结构合理的师资队伍。选拔骨干教师和管理者加入实验队伍。吸引不同年龄、不同学历、不同学科背景的教师加入虚拟仿真实验教学中。将部分专业知识扎实、信息技术能力过硬的优秀教师分离出来，专门从事虚拟仿真实验教学与实验项目开发，不断改良授课方式，弥补现有虚拟仿真实验教学过程中的缺陷，以达到良好的实验教学效果，从而建立一支学科结构合理、学历层次高、年龄结构年轻化的实验实训教学师资队伍。

4.加强制度建设。建立虚拟仿真实验室使用的相关规章制度，一方面有利于规范教师和学生的使用行为，另一方面可增加实验室的利用率。通过将虚拟仿真实验环节纳入相关课程的评分体系中，根据实际需求，适当增加虚拟仿真实验课的学分，设置实验课程最低学分，合理分配理论环节和实验环节的成绩占比；将虚拟仿真实验作为教师申请教改项目的评价指标，定期对虚拟仿真实验室的建设和实验教学相关研究和课题的开展情况进行审核评估，对过程中表现突出的实验教师和管理人员进行奖励；教师教学技能竞赛不再只关注理论课程讲授，加入虚拟仿真实验课程教学环节的考量，或者增加实验课程教学技能参赛科目。

5.创新实习实践教学体系。立足学校发展定位，充分认识虚拟仿真实验室的有效利用在人才培养中的重要作用，开发与培养方案相适应的虚拟仿真实习实践课程，构建“虚实互补、以虚促实”的实习实践教学新体系。在注重学生个性化发展的同时，将目光从关注学生的纵向知识的系统性学习转变为横向多学科知识的融合性学习上来，既注重学生基础性知识和能力的获得，也重视综合性知识和技能的培养。充分挖掘虚拟仿真实验室为学生提供实习实践锻炼的价值，勇于依托虚拟仿真实验开展虚拟实习实践教学。鼓励学生积极参加虚拟仿真实习实践，最大限度地挖掘学生的综合潜能，培养学生的综合素质。逐步建成以学生能力培养为主，理论教学为辅，多学科多课程知识交叉的多层次实习实践教学体系。

6.创设方便快捷的登录方式。教师和学生在虚拟仿真实验室现场可以通过戴上头盔进入3D的语言环境，体验更具沉浸感、体验感的实训场景。但实验室容纳量不大，教师和学生能开展实训的次数有限。如果平台登录无时间与空间限制，教师就可以随时随地为学生分配实训任务，学生可充分利用碎片时间学习。平台应全面支持PC、平板、手机，配备App端和WEB端，最大限度简化平台与用户的操作方式，方便用户的操作与体验。教师可通过云端安排相应的实训内容，创建并上传实训教学资源，发布测试，在实训过程中与学生互动交流，随时监督和跟踪学生的学习进度，通过学生学习情况的反馈，改进教学环节，提升教学效果；学生也可云端查看教师上传的资源，进行实验，同时与教师、同学互动交流，实训结束后查看相应的成绩，对教师的实训教学情况进行评价。