新文科背景下高校VR實驗室的建設(shè)與使用

彭芳坪，李 蓉，徐 飛

（貴州大學(xué) 外國語學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

引言

新文科是以全球新科技革命、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展、中國特色社會主義進(jìn)入新時代為背景，相對于傳統(tǒng)文科而言，更注重將現(xiàn)代信息技術(shù)融入文學(xué)、語言等文科類的課程中，為學(xué)生提供綜合性的跨學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)境，以達(dá)到學(xué)生知識擴(kuò)展和創(chuàng)新思維培養(yǎng)的目的。新文科外語人才培養(yǎng)要求教學(xué)過程與生產(chǎn)過程深度融合，打破知識邊界，融入多元化元素讓語言煥發(fā)新的活力。

近年來，國家積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展，“虛擬實驗”“虛擬仿真實訓(xùn)”被列入《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》。2017年，教育部下發(fā)了《關(guān)于2017—2020年在全國高等院校開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》。2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0 行動計劃》（教技〔2018〕6 號），作為推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的具體實施計劃。該文件提出“加強(qiáng)職業(yè)院校、高等學(xué)校虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)”。這些文件的出臺，大大促進(jìn)了虛擬技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。貴州大學(xué)外國語學(xué)院及時抓住此次契機(jī)，率先建成省內(nèi)最大外語虛擬仿真實驗室，進(jìn)一步鞏固和提升英語專業(yè)國家級一流專業(yè)建設(shè)，推進(jìn)外語復(fù)合型人才培養(yǎng)進(jìn)程。

一、外語專業(yè)虛擬仿真實驗室建設(shè)的意義

（一）為學(xué)生提供逼真的崗位實踐環(huán)境，構(gòu)建外語復(fù)合型人才培養(yǎng)生態(tài)閉環(huán)

虛擬仿真實驗室既滿足了傳統(tǒng)實驗室的功能，還為學(xué)生提供了一個高度逼真的虛擬環(huán)境。學(xué)生通過VR頭盔，快速進(jìn)入外語學(xué)習(xí)環(huán)境中，在VR場景中進(jìn)行角色扮演，同時進(jìn)行語言聽、說、讀、寫、譯能力的實訓(xùn)，還能開展商務(wù)談判、演講、文化體驗、翻譯、函電、跨境電商等一系列單人或多人的多維交互活動。這種逼真的崗位場景，打破了學(xué)生原有的語言邊界和文化桎梏，拓寬了學(xué)生的實踐背景和實踐范疇，統(tǒng)合了學(xué)生的直接經(jīng)驗和替代經(jīng)驗，促進(jìn)其專業(yè)學(xué)習(xí)理論與實踐的結(jié)合，提升其跨地域、跨文化、跨國際的行業(yè)實踐操作能力，培養(yǎng)出具有語言能力、專業(yè)能力、創(chuàng)新精神、實踐能力、創(chuàng)業(yè)能力的復(fù)合型頂尖人才。這種把人才培養(yǎng)嵌入國際人才崗位鏈的模式，更加適應(yīng)國際需求；同時，國際行業(yè)的發(fā)展升級也可帶動外語相關(guān)專業(yè)的建設(shè)，兩者可形成良性互動發(fā)展。

（二）實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，促進(jìn)外語專業(yè)教學(xué)改革

產(chǎn)、學(xué)、研一體化是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢，國內(nèi)外很多著名大學(xué)的辦學(xué)實踐已經(jīng)充分證明了這一點。虛擬仿真實驗室的建設(shè)，一方面可以通過仿真教學(xué)、案例教學(xué)、實時在線分析等教學(xué)活動，豐富教學(xué)方式、方法和手段，增進(jìn)師生教學(xué)互動，提高教學(xué)效果；另一方面可以為教師提供良好的科研環(huán)境，提高科研水平，并以虛擬仿真實驗室為平臺，通過對各種資源的有效整合，促進(jìn)教學(xué)科研成果的產(chǎn)業(yè)化，以取得更好的辦學(xué)效益，從而使虛擬仿真實驗室成為產(chǎn)、學(xué)、研的新天地。

（三）助力國家級一流專業(yè)建設(shè)，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

教育部高等教育司司長吳巖指出，高等教育創(chuàng)新發(fā)展勢在必行，要全面推進(jìn)“四新”建設(shè)，推出“六卓越一拔尖”計劃2.0版，形成覆蓋全部學(xué)科門類的中國特色、世界水平的一流本科專業(yè)集群，為2035年建成高等教育強(qiáng)國、實現(xiàn)中國教育現(xiàn)代化提供有力支撐。貴州大學(xué)英語專業(yè)已于2019年獲批國家級一流專業(yè)，日語專業(yè)獲批省級一流專業(yè)。如何培養(yǎng)一批具有綜合語言素養(yǎng)同時又熟悉崗位的高級復(fù)合型外語人才是一流專業(yè)建設(shè)的一項重要任務(wù)。借助于新科技，為學(xué)科的人才培養(yǎng)方式，以及人才的創(chuàng)新思維、思辨能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)助力，打造技能人才培養(yǎng)一流學(xué)科，培養(yǎng)語言+技能的一流人才。虛擬仿真實驗室的建設(shè)與使用，可提升學(xué)生處理復(fù)雜事件、突發(fā)事件的應(yīng)變能力及解決問題的能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中通過發(fā)揮主觀能動性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（四）支撐疫情常態(tài)化下的實習(xí)實踐教學(xué)，建立實習(xí)實踐教學(xué)新模式

2020年初，由于疫情原因，全國上下各層次的教學(xué)均轉(zhuǎn)為全面線上教學(xué)。而不適合開展線上教學(xué)的實習(xí)實踐教學(xué)卻全面癱瘓停滯。尤其是外語專業(yè)，學(xué)生的實習(xí)實踐活動幾乎全部中止。虛擬仿真實驗室的建設(shè)，為學(xué)生提供了一個全新的、不受時空限制的實習(xí)實踐云環(huán)境。實驗室通過植入不同的VR沉浸式專業(yè)崗位場景，形成覆蓋所有專業(yè)的全方位、多層次、立體化的實習(xí)實踐環(huán)境，構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、個性化、終身化的實習(xí)實踐新模式，實現(xiàn)了人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的美好愿望。虛擬仿真實驗室的建設(shè)與使用，不僅培養(yǎng)了既具有專業(yè)語言文化素養(yǎng)，又懂崗位實踐操作的人才，而且滿足了學(xué)生開展云實習(xí)實踐的需求。

二、外語虛擬仿真實驗室配置及仿真終端平臺

現(xiàn)有語言實驗室均為傳統(tǒng)的實驗環(huán)境，設(shè)備比較單一，功能相對簡單，極大地限制了學(xué)生語言學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練的空間和時間。同時，教師無法利用現(xiàn)有教學(xué)平臺讓學(xué)生切身感知跨文化的風(fēng)俗、習(xí)慣，真切地了解母語使用者的語言邏輯思維；無法讓學(xué)生很好地在語言學(xué)習(xí)中真正做到在兩種語言表達(dá)習(xí)慣、思維方式、行為處事上無縫銜接和切換。傳統(tǒng)語言室的圖片、聲音、視頻無法為學(xué)生提供混合式、體驗式、沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在語言學(xué)習(xí)過程中缺乏體驗感，無法切身體會身臨其境的感覺。虛擬仿真實驗室的建設(shè)完美彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實驗室的短板。

貴州大學(xué)虛擬仿真實驗室主要由以下設(shè)備構(gòu)成：虛擬現(xiàn)實套裝（包含手柄和傳感器）、高性能工作站、VR虛擬現(xiàn)實一體機(jī)、VR機(jī)柜、VR展示桌、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)、雷達(dá)麥克風(fēng)、液晶顯示屏、智慧黑板、鋼制講臺、學(xué)生桌及風(fēng)管機(jī)等（如圖1）。

圖1 學(xué)生座椅及頭盔

該虛擬仿真實驗室系統(tǒng)中內(nèi)嵌六個平臺系統(tǒng)（如圖2），每個系統(tǒng)植入不同的實訓(xùn)模塊，為學(xué)生提供120多個VR實訓(xùn)場景。而且，場景的數(shù)量和內(nèi)容可以根據(jù)實際需求進(jìn)行更改和增減。學(xué)生通過戴上頭盔，便把自己置身于3D的實驗場景中，通過選擇任意場景、任意角色進(jìn)行扮演和練習(xí)，在3D實驗場景和舞臺中暢游。

圖2 外語虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)

三、外語虛擬仿真實驗室的使用

（一）目前使用情況

貴州大學(xué)外語虛擬仿真實驗室于2021年底建成，截至目前，還未充分發(fā)揮其效用。一方面，部分學(xué)生不知道有此實驗室的存在，大部分教師還不清楚學(xué)院建設(shè)了虛擬仿真實驗室，也不了解相關(guān)操作和流程。另一部分知道有此實驗室存在的教師，由于擔(dān)心實驗過程煩瑣和操作步驟復(fù)雜，被畏難情緒打倒，也不愿意在教學(xué)中主動使用虛擬實驗室。因此，應(yīng)該采取必要的措施提高虛擬仿真實驗室的利用率，讓先進(jìn)技術(shù)真正為教育教學(xué)服務(wù)，提升學(xué)生的實踐能力，充分發(fā)揮虛擬仿真實驗室的價值。

（二）充分發(fā)揮VR實驗室作用的措施

虛擬仿真實驗室建設(shè)和使用的根本目的是提升學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和科研水平，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)與實踐技能鍛煉的高度融合。充分彰顯高校虛擬仿真實驗室的作用，提高虛擬仿真實驗室的利用率，既需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注與支持，也需要教師與學(xué)生的共同努力。一方面要加大宣傳、增加培訓(xùn)、建設(shè)人才隊伍，另一方面應(yīng)加強(qiáng)制度建設(shè)、實施實踐教學(xué)體系改革、提升系統(tǒng)使用便捷性等。

1.多方位宣傳?，F(xiàn)在已不是“酒香不怕巷子深”的時代了，酒香也需要廣而告之。為了讓更多教師和學(xué)生知曉學(xué)校建設(shè)了外語虛擬仿真實驗室，相關(guān)部門應(yīng)該有組織、有步驟、有計劃、多樣化地開展宣傳活動：對于教師，可以在召開教職工大會的時候提及；也可以通過工會群、教學(xué)管理群等渠道進(jìn)行廣泛宣傳；針對學(xué)生，可以通過線上線下講座、班級群、教師上課時告知等方式開展多樣化宣傳。

2.加大培訓(xùn)力度。可開展分時分段分層次培訓(xùn)，對實驗室管理人員進(jìn)行實驗室使用和管理的培訓(xùn)；對教師和學(xué)生多次開展線上、線下二合一的實驗室使用專門培訓(xùn)，手把手教老師和學(xué)生開展實驗；同時技術(shù)人員可適當(dāng)在教師授課的過程中進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)。另外，編撰詳細(xì)的虛擬仿真實驗室管理手冊、教師操作手冊、學(xué)生操作手冊。開展多次反復(fù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，使實驗室管理人員、教師、學(xué)生更了解實驗設(shè)備，更熟悉操作流程。

3.建設(shè)師資隊伍。優(yōu)化實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)，形成結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍。選拔骨干教師和管理者加入實驗隊伍。吸引不同年齡、不同學(xué)歷、不同學(xué)科背景的教師加入虛擬仿真實驗教學(xué)中。將部分專業(yè)知識扎實、信息技術(shù)能力過硬的優(yōu)秀教師分離出來，專門從事虛擬仿真實驗教學(xué)與實驗項目開發(fā)，不斷改良授課方式，彌補(bǔ)現(xiàn)有虛擬仿真實驗教學(xué)過程中的缺陷，以達(dá)到良好的實驗教學(xué)效果，從而建立一支學(xué)科結(jié)構(gòu)合理、學(xué)歷層次高、年齡結(jié)構(gòu)年輕化的實驗實訓(xùn)教學(xué)師資隊伍。

4.加強(qiáng)制度建設(shè)。建立虛擬仿真實驗室使用的相關(guān)規(guī)章制度，一方面有利于規(guī)范教師和學(xué)生的使用行為，另一方面可增加實驗室的利用率。通過將虛擬仿真實驗環(huán)節(jié)納入相關(guān)課程的評分體系中，根據(jù)實際需求，適當(dāng)增加虛擬仿真實驗課的學(xué)分，設(shè)置實驗課程最低學(xué)分，合理分配理論環(huán)節(jié)和實驗環(huán)節(jié)的成績占比；將虛擬仿真實驗作為教師申請教改項目的評價指標(biāo)，定期對虛擬仿真實驗室的建設(shè)和實驗教學(xué)相關(guān)研究和課題的開展情況進(jìn)行審核評估，對過程中表現(xiàn)突出的實驗教師和管理人員進(jìn)行獎勵；教師教學(xué)技能競賽不再只關(guān)注理論課程講授，加入虛擬仿真實驗課程教學(xué)環(huán)節(jié)的考量，或者增加實驗課程教學(xué)技能參賽科目。

5.創(chuàng)新實習(xí)實踐教學(xué)體系。立足學(xué)校發(fā)展定位，充分認(rèn)識虛擬仿真實驗室的有效利用在人才培養(yǎng)中的重要作用，開發(fā)與培養(yǎng)方案相適應(yīng)的虛擬仿真實習(xí)實踐課程，構(gòu)建“虛實互補(bǔ)、以虛促實”的實習(xí)實踐教學(xué)新體系。在注重學(xué)生個性化發(fā)展的同時，將目光從關(guān)注學(xué)生的縱向知識的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向多學(xué)科知識的融合性學(xué)習(xí)上來，既注重學(xué)生基礎(chǔ)性知識和能力的獲得，也重視綜合性知識和技能的培養(yǎng)。充分挖掘虛擬仿真實驗室為學(xué)生提供實習(xí)實踐鍛煉的價值，勇于依托虛擬仿真實驗開展虛擬實習(xí)實踐教學(xué)。鼓勵學(xué)生積極參加虛擬仿真實習(xí)實踐，最大限度地挖掘?qū)W生的綜合潛能，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。逐步建成以學(xué)生能力培養(yǎng)為主，理論教學(xué)為輔，多學(xué)科多課程知識交叉的多層次實習(xí)實踐教學(xué)體系。

6.創(chuàng)設(shè)方便快捷的登錄方式。教師和學(xué)生在虛擬仿真實驗室現(xiàn)場可以通過戴上頭盔進(jìn)入3D的語言環(huán)境，體驗更具沉浸感、體驗感的實訓(xùn)場景。但實驗室容納量不大，教師和學(xué)生能開展實訓(xùn)的次數(shù)有限。如果平臺登錄無時間與空間限制，教師就可以隨時隨地為學(xué)生分配實訓(xùn)任務(wù)，學(xué)生可充分利用碎片時間學(xué)習(xí)。平臺應(yīng)全面支持PC、平板、手機(jī)，配備App端和WEB端，最大限度簡化平臺與用戶的操作方式，方便用戶的操作與體驗。教師可通過云端安排相應(yīng)的實訓(xùn)內(nèi)容，創(chuàng)建并上傳實訓(xùn)教學(xué)資源，發(fā)布測試，在實訓(xùn)過程中與學(xué)生互動交流，隨時監(jiān)督和跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，通過學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋，改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提升教學(xué)效果；學(xué)生也可云端查看教師上傳的資源，進(jìn)行實驗，同時與教師、同學(xué)互動交流，實訓(xùn)結(jié)束后查看相應(yīng)的成績，對教師的實訓(xùn)教學(xué)情況進(jìn)行評價。

結(jié)語

外語虛擬仿真實驗室的建設(shè)與使用，為學(xué)生提供了沉浸式、體驗式的實驗場景，為學(xué)生打造了環(huán)境+技能、場景+崗位的虛擬實踐環(huán)境，讓學(xué)生在高度仿真的環(huán)境中開展實訓(xùn)，有助于提升學(xué)生的實習(xí)實踐能力。同時，變革和豐富了外語實踐教學(xué)模式，增強(qiáng)了外語教學(xué)效果，提高了學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量。