虚拟仿真在高校科技外语课程教学中的应用探索

时间：2024-05-18

武文婷　王若楠　刘舒

摘要：在新文科背景下，为适应我国高等教育发展的新形势，满足国家和社会对外语人才的需要，哈尔滨理工大学外国语学院依托理工类院校背景，始终致力于打造“科技外语”专业特色。为转变外语教学观念、引领外语教学模式、创新外语教学资源、深化外语教学改革，我院积极开展外语类虚拟仿真课程建设。以哈尔滨理工大学外国语学院“机械制造类外语虚拟仿真实训”项目为例，着重阐述了“实训”的建设背景，建设意义，教学特色以及教学设计。

关键词：虚拟仿真科技外语课程设计课程教学

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，為适应我国高等教育发展的新形势，满足国家和社会对外语人才的需要，哈尔滨理工大学外国语学院依托理工类院校背景，始终致力于打造“科技外语”专业特色。近年来，我院在科技外语教学改革实践中，科技外语课程设置、科技外语教学设计、科技外语教学模式等方面都取得了突出成果。为了深化科技外语教学改革，我院积极推进虚拟仿真技术应用于科技外语教学，致力于突破传统外语教学中学生无法深度参与和体会真实场景的壁垒，突破学科专业的限制，助力新文科背景下复合型人才的培养。

1 “机械制造类外语虚拟仿真实训”教学建设背景

1.1虚拟仿真课程建设是新时期高等教育改革的新要求

2018年，教育部召开了“新时代全国高等学校本科教育工作会议”。会议主题鲜明，意义重大。会议强调，加快建设一流本科教育，提高人才培养能力，造就堪当民族复兴大任的社会主义建设者和接班人。因此，如何建设高水平本科教育，教育管理者和学界正在积极研究和讨论。高水平的课程质量是建设一流本科的基础，没有一流的课程就没有一流的本科教育。课程是人才培养的核心要素，是教育的微观问题，解决的却是战略大问题^[1]。为了建设一流的本科教育，提升本科人才培养质量，2018 年教育部提出了一个重要的战略思路，即高校必须全力打造中国“金课”。

其中，虚拟仿真实验教学项目是教育部推出的五类国家“金课”之一。虚拟仿真课程指的是“互联网+教育”之后“智能+教育”催生的一种新型优质课程。或者说，虚拟仿真课是在教育信息化背景下出现的一种新型教学模式^[2-3]。如果說“互联网+教育”深刻地影响了今天的课堂教学，那么“智能+教育”的教学模式有可能开启教育的未来^[1]。

1.2外语虚拟仿真课程建设是深化外语教学改革的重要举措

建设外语虚拟仿真课程的重要原因，是现代网络信息技术、智能技术与外语教学的深度融合可以破解高校外语专业实习实训中的难题，解决长期以来“做不到”“做不好”“做不了”等问题^[1]。在传统的外语人才培养中，经常会遇到一些棘手的问题，例如：外语教学实习基地数量少，不稳定；教学实习模式相对单一、无法满足学生的多元化需求；外语课堂教学与实践实习脱节，无法开展高效训练; 基地建设成本高，大多是分散实习^[4-5]。因此，探索虚拟现实技术应用于专业外语教学策略，能够有效解决外语人才培养过程中的难题，实现人才培养的改革与创新。

1.3机械类外语虚拟仿真课程是具有里程碑意义的尝试

哈尔滨理工大学外国语学院依托理工类院校背景，始终致力于打造“科技外语”专业特色。近年来，该院在科技外语教学改革实践中，科技外语课程设置、科技外语教学设计、科技外语教学模式等方面都取得了突出成果。为了深化科技外语教学改革，该院积极推进虚拟仿真技术应用于科技外语教学，致力于突破传统外语教学中学生无法深度参与和体会真实场景的壁垒，突破学科专业的限制，助力新文科背景下复合型人才的培养。

此外，高校利用虚拟仿真技术帮助外语学习者体验语言学习情境的实训、实验项目为数不多，且都以跨文化交流理解、商务会谈、外语演讲、面试等模拟场景居多。因此，团队积极探索机械类外语虚拟仿真课程建设，在科技外语教学改革和发展进程中可以说是一次具有里程碑意义的尝试。

2 “机械制造类外语虚拟仿真实训”教学建设意义

2.1 解决传统科技外语课程教学中出现的问题

作为科技外语方向中的专业核心课程——机械制造类外语，在实际教学过程中，学生鲜有机会到汽车企业实习、观摩，仅能通过书本学习汽车基础构造等知识，使得教学过程缺乏生动性和趣味性，学习过程缺乏真实性和直观性，造成学生记忆汽车构造原理以及相关词汇的过程费时费力，无法获得预期的语言输出能力。此外，在新媒体发展迅速的时代，外语学习者很难通过传统的学习模式达到理想的学习目标。

因此，在新文科背景下，基于以学生为中心的教学理念，团队实地考察汽车行业，结合用人单位对毕业生的综合能力需求，以及学生自主获取专业知识和语言技能的多元化途径需求，教学团队首先将机械制造类外语中的汽车外语学习建设为虚拟仿真项目。

2.2 机械制造类外语虚拟仿真实训的实用性

随着“一带一路”倡议的不断推进和“十四五”发展规划的开启，汽车产业作为国际经贸合作的重要组成部分，将会受到越来越多的关注。“实训”真实还原某型号汽车发动机和底盘构造，提供多语种汽车构造及原理，术语校对严谨，外语发音准确，原理描述言简意赅。系统易于操作、内容易于理解，进一步拉近了理论和现实的距离，多维度、多形式、多层次地将专业知识和语言技能结合起来。

“实训”涉及英语、日语、朝鲜语等多语种学习，不仅为外语专业学生提供机械类专业知识的学习，同时也为车辆工程专业的学生提供语言技能学习，此外还可应用于汽车行业员工培训。

2.3 机械制造类外语虚拟仿真实训的先进性

“实训”采用三维模型构建物体及场景，给学生以全方位、深度的沉浸感体验。“实训”由汽车发动机原理构造及拆装、底盘原理构造及拆装、汽车车身构造与功能及汽车电器构造与功能等四个模块构成。“实训”提供了术语对照练习、汽车构造、基本原理实验、组装汽车部件等实景操练，每个学习模块都设置了练习和考核环节，可随时了解学习进度和成果。“实训”提供web网页端学习入口，打破时空限制，实现了人人皆学、处处能学、时时可学的目标。

3 机械制造类外语虚拟仿真实训教学特色

3.1实验设计——机械制造专业知识+外语语言实践

目前，利用虚拟仿真技术帮助外语学习者体验语言学习情境的实训、实验项目为数不多，且都以跨文化交流理解、商务会谈、外语演讲等模拟场景居多^[6-7]。依托理工科院校背景，项目组将机械知识和外语学习相结合，以外语为媒介，以汽车构造模型为对象，全力打造“机械制造类外语虚拟仿真实训”。“实训”通过精美的界面设计、仿真的构造模型、趣味的练习设计，有效激发学生的学习兴趣，强化专业外语词汇训练、加深科技知识理解。

3.2教学方法——实操演练

“机械制造类外语虚拟仿真实训”颠覆了传统科技外语教学模式，完全以学生为主体进行外语训练，教师负责示教、指导、评价。学生既可以按照学时安排，在计算机房进行训练，由教师进行面对面指导或评测，还可以利用碎片化时间，在图书馆或宿舍随时登录系统进行练习，可根据自身需要反复多次操作和训练。

3.3评价体系——系统评价+实时监控

依据教学大纲要求支撑相应的毕业要求指标，教师依据管理平台的自动评价结果和实时监控评价、教学效果等给出最终的实验成绩，并分析实验目标达成度。依据学生对实训系统、实训过程、学习效果等方面的评价与反馈信息，进一步优化实训功能，提高教学质量^[8-9]。

4 虚拟仿真实训的教学设计

4.1教学设计特色

根据布鲁姆认知领域六层次学习目标，结合外语学习特点，“实训”搭建了3D汽车构造模型，学生通过拆装发动机模型、汽车底盘模型，加强對术语的理解记忆，通过发动机、底盘原理实验，加强原理认知。针对关键知识点和难点问题，合理设计理论知识与语言知识相结合的人机交互环节进行测试。在视、听、做多感官刺激下，提高学生的技能+语言的实践能力。课上，以教师命题或学生自拟题目的形式，调研汽车行业相关资讯，结合学习成果，进行小组讨论和汇报分享。最终开展教师评价、学生自评、生生互评。其具体特色如图1所示。

4.2 虚拟仿真实训展示

学生可通过电脑或手机终端进入学习系统，不同专业学生选择语种进行学习。系统节目如图2所示。

以日语界面为例，学生可进行专业术语学习。如图3所示。

学生可进行术语练习，根据单词，点选部件。学生还可以进行术语考核，根据听到的单词，点选部件提示答案，可重复练习。

发动机基本原理实验。点选正确的发动机工作步骤，理解、掌握发动机工作流程。如图4所示。

发动机部件拆装。观察部件，辨识术语，点选部件，将正确的零部件拖拽至模型框架内，完成发动机部件组装。如图5所示。

5结语

通过交互式实验平台，结合“课前讲解”“课上训练”“实验数据全程记录及评价”完成智能化学习。平台学习成效显著，学生实训兴趣浓厚，自主学习能力明显增强。“实训”弥补了传统科技外语课堂上缺乏实践体验的问题，增强了学生体验感，提高了学生翻译实践能力，为毕业后迅速适应行业工作打好基础。

未来，实训持续推广的范围为设有科技外语专业的高校，包括民办高校，以及设有汽车专业的兄弟高校、汽车相关企业等。课程建设团队也将会持续探索出一条教、学、源、境多维教学生态模式，有外语需求的相关高校、企业都将受益。

参考文献

[1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

[2]刘亚丰，苏莉，吴元喜，等.虚拟仿真教学资源建设原则与标准[J].实验技术与管理，2017，34（5）：8-10.