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摘要：在科技飞速发展的新时代，旨在培养学生国际视野和跨文化交流能力的专业英语教学面临信息化改革的迫切需要。本文基于传统给排水科学与工程专业英语教学效果甚不理想的现状，提出基于虚拟现实技术的给排水科学与工程专业英语教学改革发展方向。利用虚拟现实技术，引入虚拟情境教学，丰富教学资源，提升学习沉浸感，激发学习兴趣和潜能，拓展学生综合素质。
关键词：给排水科学与工程；专业英语；教学改革；虚拟现实
本文引用格式：孙凤，等.基于虚拟现实技术的给排水科学与工程专业英语教学改革发展方向探讨[J].教育现代化,2020,7(56):49-51.
一 引言
水乃生命之源，围绕水的社会循环问题，给排水科学与工程专业始立于1952年，并发展成为高等学校本科专业目录中工学门类土木工程类的四大专业之一。随着2016年我国正式加入《华盛顿协议》，我们的工程教育质量认证体系得到了实质等效的认同，而我们的工程专业教育发展和技术人员职业能力提升也同时面临着新的挑战[1]。工程教育专业认证标准要求，毕业生必须具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。在当前以英语作为主要国际通用语言的环境下，这必然对工科毕业生的专业英语能力提出了更高的要求。对于给排水科学与工程专业的学生来说，要顺应这一国际化的发展潮流，不仅要具备扎实的专业基础知识和实践能力，还要掌握熟练的专业英语交际技能，要能快速阅读和消化英文专业文献资料，也要掌握用英语撰写和交流专业技术问题。因此，为了提升给排水科学与工程专业学生的专业英语应用能力，开展关于给排水科学与工程专业英语课程的教学改革刻不容缓。
二 给排水科学与工程专业英语特点与教学现状
在我国各高校给排水科学与工程专业培养计划中，专业英语的课程学习一般设置在第五或第六学期，属于专业选修课，课程学时仅有24-32学时[2]。在这样早授课、短学时的课程设置体系下，需以专业基础知识掌握为前提的专业英语学习，变得不得不与专业基础课同步教学，致使学生在专业知识理解尚不全面、不透彻的情况下强硬灌输外语记忆，教学效果不甚乐观。具体教学问题体现如下。
（一）理论陈旧的教学内容加大学习难度
教学内容是教学活动的基础，系统、全面、又能及时更新的教学内容是学生学习、消化、掌握知识的必要条件。目前给排水科学与工程专业英语教材主要是收集国内外相关专业期刊、书籍上的文献片段、阅读资料进行汇编，配以中英双语翻译[3]。内容偏理论，与实际应用结合不紧密，单调刻板，枯燥乏味；涉及面粗泛，单元独立，衔接不紧密，专业性质强，难度强度大；内容更新不及时，信息陈旧匮乏，难以反映领域前沿动态，缺少生动影像画面，跟不上时代发展需求。导致学生在学习过程中，基于薄弱的专业知识背景和浅显的实践认识水平，对独立专业英语词汇强行背诵、不求甚解，学习强度加大，难度加深。对于专业知识的初学者，即使学生基础英语条件较好，面对大量的专业非日常英语时，也易产生畏难心理和放弃情绪。
（二）传统机械化的授课方式降低学习兴趣
在有限的教学时间内，大部分高校专业英语的教学仍然以书面知识的传授为主。专业知识覆盖面广的课程要求和学生前期薄弱的知识架构，迫使教师不得不在完成传授任务的压力下，压缩课堂互动环节，只能采用传统的黑板文字表达方式，或是稍加改进的课件图片辅助方式，使整个教学过程成为沿袭普通英语的逐词解释、逐句翻译的照本宣科模式[4]。这种以教师为中心的填鸭式教育和被动学习方式，吸引不了新时期网络环境下学生的学习兴趣，课堂气氛极其沉闷，学生注意力极易分散。对于英语基础薄弱的大部分学生，很难在短时间内掌握所学专业英语词汇，在后续的课文翻译和阅读环节也跟不上老师的教授节奏，更加不能独立思考[2]。即使加大课前预习和课后复习力度，学生也容易缺乏学习专业英语的积极性和主动性，不能有效提高其专业英语水平，致使教学效果大打折扣。
（三）单一片面的考核方式难以提升质量
课程考核是检验和提升教学质量的重要环节。目前我国高校给排水科学与工程专业英语课程的考核方式相对简单，或采取专业文献资料摘取翻译的考试形式，或采取以日常作业、课堂考勤、单元测试为主的考查形式[5]。不论何种形式，其考核视角仅局限于传统固化的片面读写训练，距离专业知识国际扩充和跨文化沟通交流的综合能力培养目标相差甚远。此外，由于教学环节的限制，学生专业英语知识掌握深度不够，迫使部分老师在考核环节设置相对简单的考核题目。这往往使学生产生消极的学习态度，在日常学习过程中投入精力不多，采取临时突击方式应付考试考核，只注重短期备考，而忽视听说读写能力的长期培养和中英文综合专业知识的融会贯通，专业英语的实际应用能力更得不到提升。
三 给排水科学与工程专业英语教学改革发展方向——引入虚拟现实情境教学
基于传统课堂教学的种种弊端，国家教育部开始大力倡行高等学校本科教育教学改革。在信息化的时代发展驱动下，“互联网+”的发展理念逐渐融入了教育资源的优化配置中，涌现出快课、微课、MOOC（Massive Open Online Courses）、SPOC（Small Private Online Courses）等多种教学模式[6]。这些新型在线教学或混合式教学的方式，整合了图、文、录音、视频等丰富的线上教学资源，使学生可以获得的信息不再局限于课本，开阔了学生的专业视野；转换了师生的主体身份，使教学活动实现“以学生为中心”，促进学生变“被动接受”为“主动学习”，调动了学生的学习能动性；超脱了课堂学习时间和地域上的限制，提升了学习的灵活性和便捷度[7]。然而对于给排水科学与工程专业英语的课程来说，仅局限于此类的教学改革方向仍不足以解决学生由于专业基础薄弱、实践经验匮乏导致的学习效率低下问题。丰富的网络教学资源虽然可以拓展学生的知识层面，但仍然难以提供特定的教学实践条件，缺乏现场实践的真实体验感，缺乏面对面的专业沟通，仍不利于学生的社会性发展。加大投入的课余时间学习，也更加依靠学生的学习自觉性和个人管控能力，导致学习质量参差不齐，学生差异化明显。
近年来，虚拟现实技术的发展为突破课堂单一枯燥、线上海量无针对性的专业英语教学瓶颈提供了良好的机遇。虚拟现实技术是利用实时三维图形生成、动态环境建模、多媒体立体显示、多传感交互、人工智能、系统集成等高新科技，对现实世界进行全面仿真的一种技术[8]。利用虚拟现实能创造出一个可以被学生切实感知、与教学内容密切相关、与现实实践高度相似的虚拟教学情境，其具备现实教学环境的基本功能，便于学生进行交互操作体验学习和训练[9]。在给排水科学与工程专业英语教学过程中，利用虚拟现实技术，引入虚拟情境教学，可以大力提升学生的心理沉浸感，有效增强学生的感知交互性，主动发挥学生的构建想象性。具体分析如下。
（一）虚拟现实的环境有利于理论实际结合，提高知识接受度
给排水科学与工程专业英语涵盖水循环系统、供水输配和废水收集系统、水和废水处理技术、污泥处理处置、建筑给排水系统等多项知识结构，在学生较低的专业基础背景下，专业词汇和表达方式的掌握需要更有效的认知环境。利用虚拟现实技术可以设计各种三维模拟情境，比如水的自然循环过程，学生可以在虚拟水循环情境中将所视的水的来源环境、状态变化、迁移过程与匹配的英文词汇标注及现象解释结合学习，强化理解记忆；也可以跟随循环路线，发散个性思维，利用自己的知识储备和表达水平，阐述各人认知，再根据老师的修正和其他同学的交流，补充学习，有针对性地理解和记忆。这样的学习环境能够使理论知识与社会活动实现完美融合，使学生学习的知识背景更加生动形象，有效促进专业知识和专业英语的协同消化吸收。
（二）身临其境的体验有利于寓教于乐，提高学习积极性
语言教学最重要的是为学生提供真实自然的语言环境，使学生置身其中，产生交际动机和情感表达需求，自然习得语言[9]。虚拟现实技术营造的各种知识体验和交流情境，将学生视点完全沉浸到虚拟世界中，产生身临其境的效果，使知识脱离抽象符号的记忆，变成切身体验的游戏。例如，模拟一个水质采样检测过程，营造出真实的河段水流条件和检测体验环境，将课堂教学任务转化为游戏任务，学生可以选择自己感兴趣的检测指标进行情景体验，在检测过程中学习专业词汇，在数据分享时展开对话交流，也可以在体验学习过程中以团队形式展开竞争与合作。这样的学习氛围能够使学生在好奇心的驱动下产生强烈的探知欲望，更加积极主动地去面对专业英语学习游戏中的挑战，提高学生的专业英语学习兴趣，激发专业英语交际潜能。
（三）交互操作的实践有利于开展系统学习，提高学生综合素质
给排水科学与工程专业英语中涉及很多工程设备和工艺技术专业术语，学生在不了解实践应用的情况下开展学习，难度非常大。由于课程设置及学时的限制，在专业英语开设之前或教学过程中让学生全面熟悉给水、排水等系统工程也很难得以有效实现。即使有的学校在专业英语课程之前开设专业认识实习，学生在实习过程中也大多是目的性极不明确的走马观花，甚至由于实习场所和条件的限制，学生并不能完全理解工程的工艺技术和运行情况，使得专业英语的学习难上加难。而虚拟现实技术引入的虚拟工程情境，不仅可以在学生学习过程中展现工程设施真实存在的环境，还可以构想工艺技术运行的不同状态，甚至是不能同时存在于同一时间和空间的场景或物体。比如，模拟一个自来水厂的运行，使学生针对水厂工程工艺的专业英语学习变成一场认识参观的实践体验。学生可以在水厂运行工艺流程的任何环节感受虚拟工作人员的专业英文讲解，讲解同时可以在场景中实时展现课本中的工艺原理模型动画以及现场实际工艺设备运转状态。学生还可以通过交互操控设备开展实践操作，比如切换过滤工艺设备单元格控制阀，使其中一格过滤池由过滤状态切换为反冲洗状态，学生在切换操作体验中可以同时听到不同工艺运行条件下的专业英语讲解，从而使专业英语的学习不仅局限于单一模式环境下。这是实际实习过程都不能提供的系统而又详尽的学习条件。此外，在水厂运行体验结束之前，还可以加设出厂考核模拟，由虚拟水厂工作人员或任课教师实时出题，对学生所学专业英语知识进行校验、修正，既有利于专业素养的系统强化，又同时开展了听说训练，还为专业英语的课程考核融入了新元素。
四结语
虚拟现实技术在给排水科学与工程专业英语中的应用具有极大发展空间，可以很大程度上弥补传统专业英语教学内容和教学环境中的不足。然而目前利用虚拟现实技术开发的英语教学资源十分稀缺，应用于给排水科学与工程专业英语方向的更是少之甚少。因此如何借鉴现有虚拟现实技术在其他应用研究中的优劣势，为给排水科学与工程专业英语教学提供优质有效的教学平台与服务，是目前需要解决的首要问题。此外，虚拟现实技术产品的研发制作成本巨大，技术水平要求较高，这对于独立承担任课的专业教师是一个巨大的挑战，在未来的给排水科学与工程专业英语教学改革中更需要团队化的建设和发展理念。
参考文献
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[9]王梅亮,叶秋群.虚拟情境教学法在专业英语人才培养中的应用研究[J].电脑知识与技术,2014,10(15):3574-3576.
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