VR技术在军事医学英语教学中的应用

Application of VR Technology in the Teaching of Military Medical English

摘要

虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术以其特有的沉浸性、交互性和想象性等特点在高校外语教学中发挥出巨大优势。本研究分析了当前“军事医学英语”的课程特点及教学瓶颈，探讨和总结了VR技术在“军事医学英语”教学中的应用理论、应用意义、应用设计和发展方向等问题，并对VR技术在“军事医学英语”教学中的应用效果进行了初步评价。

Abstract

Virtual Reality (VR) technology plays great advantage in foreign language teaching in colleges and universities with its unique features of immersion, interactivity and imagination. This paper analyzes the current curriculum characteristics and teaching bottlenecks of “Military Medical English” course, discusses and summarizes problems including application theory, application significance and future prospect in the teaching of “Military Medical English”, and makes preliminary evaluation of the application effect of VR technology in the teaching of “Military Medical English”.

关键词

虚拟现实 / 军事医学英语 / 教育教学 / 实际应用

Key words

virtual reality / Military Medical English / education and teaching / practical application

1 VR技术的概念及发展

虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是一项以计算机技术为主，综合利用三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术，以及伺服技术等构建而成的以沉浸性、交互性和模拟性为特点的高技术仿真模拟系统^［1］。通过对真实场景的计算机模拟，人类主体可以借助眼镜和头盔等穿戴式设备与虚拟环境进行交互，从而产生一种身临其境的感觉。VR技术产生于20世纪60年代，“计算机图形学之父”伊凡·苏泽兰（Ivan Sutherland）在论文《终极的显示》（Ultimate Display）中提到了虚拟现实的设想，并在1968年发明了第一款与计算机结合的虚拟现实头戴式显示器“达摩克利斯之剑”，他也因此被世人誉为“虚拟现实之父”；20世纪80年代，杰伦·拉尼尔（Jaron Lanier）和汤玛斯·齐默曼创建了第一家销售VR设备的公司Visual Programming Lab （VPL），并首次提出了“虚拟现实”（Virtual Reality）一词^［2］。 21世纪以来，VR技术高速发展，随着软件开发系统和穿戴式设备的不断完善，虚拟现实技术以其沉浸性、交互性、模拟性和多感知模式的特点，正在军事仿真、医学教育和外语教学等领域的发展中发挥越发关键的作用^［3-7］。

2 VR技术在高校外语教学中的应用及优势

VR技术在军事、医疗等领域取得良好的应用效果^［5，8］，在教育领域也拥有广阔的发展空间。基于VR技术辅助的外语教学已成为高校外语教学革新的重要突破。Nicolaidou等^［9］将传统的计算机辅助教学和头戴式虚拟现实显示器辅助的高校外语教学进行对比研究后得出：VR辅助的外语教学可以提升学习者的学习专注力和主动性。Parmaxi^［10］总结出VR技术应用于外语教学的优势，例如增强学习趣味性，提高学习动机和注意力，降低使用目标和真实环境的成本，对教学实践起到有效激励作用等。在外语教学过程中，VR技术可以有效促进学生在听、说、读、写方面的语言习得和技巧提升，通过模拟多重场景提升多模态融合度，使学生以主体身份积极介入情境活动的多感官交互^［11-12］；通过设置多重任务强化实际应用，在沉浸式体验中帮助学生形成语言意识并构建语言认知^［13］；以学生为中心进行互动交流，产出目标语言的同时更能缓解学习过程中的心理压力、焦虑和社交恐惧^［14］。通过建立虚拟语言情境，开展情景体验教学，在教学实践中印证VR技术能够弥补传统英语教学模式的不足，充分调动学习者的学习情绪，在沉浸式体验与任务活动中完成目标语产出，增强语言运用能力，进而提高英语教学质量。

鉴于VR技术对通用外语教学的显著激励和提升作用，分析当前“军事医学英语”的课程特点及教学瓶颈，并对VR技术在“军事医学英语”教学中的应用理念、应用意义、应用设想和发展方向等进行探讨和总结，对VR技术在“军事医学英语”教学的推广和发展具有重要的理论和现实指导意义。

3 “军事医学英语”课程特点及教学瓶颈

3.1 “军事医学英语”课程特点

自2006年起，空军军医大学为在校本科生开设了“军事医学英语”课程。本课程属于军队院校“军事医学英语”课程体系中的专门用途英语。内容设置上将军事医学与英语学习相融合，使学员通过对军事医学文献资料的学习，掌握军事英语领域的常用词汇、语法句型和文体风格，提升学生军事情景交流和军事语篇阅读能力，激发学生对军事领域相关问题的思考，提高学生在军事和医学领域的英语综合应用及交际能力。课程本身具有跨学科性（军事学、医学和语言学等）及专门用途性的特点，且具有其自身独特的语言、语用规则。

3.2 “军事医学英语”课程教学瓶颈

3.2.1 学习者军事及医学专业知识储备匮乏

学员在进行“军事医学英语”课程学习时，仍处于基础医学理论课程学习阶段，尚未进入军事医学和临床医学的课程学习阶段，临床医学及军事医学专业知识匮乏。因此，在学习军事医学英语相关专业知识、词汇及术语表达时，学生普遍缺乏对军事医学环境的认知建构，不能将已习得的通用英语知识与军事医学概念进行有机结合并使其英语概念化，更无法达到在军事医学英语层面深层的思考和交流，从而形成通用英语学习和军事医学专门用途英语教学之间的不对称现象。

3.2.2 学科任务特殊性与教学环境限制

军事医学具有其自身的特殊性，主要表现在技术性、高度组织协调性、对抗性和地域性等方面^［15］。“军事医学英语”教学既要考虑军事领域的任务特殊性，也要结合医学领域的学术专业性和临床实践性，在英语语言学习过程中进行多学科、多层面知识覆盖和有机融合。此外，传统的课堂教学无法展现真实的军事医学应用场景。学生在阅读军事医学英语专业文献，学习军事医学专业知识、技能及术语时会受到教学环境的限制，从而影响语义的精准构建，使得学生对于军事医学英语的认知能力、判断能力和行动能力均受到不同程度的影响。

3.2.3 知识丰富度与语言复杂度增加

“军事医学英语”课程涉及军事、医学、英语三重领域。教学材料选自英、美等国家的最新军事医学英文文献及论著。教学内容包括军事专门用途英语词汇（如战地医学、战伤救治、医疗后送及航空航天医学等类别专业术语词汇）、语法（并列句，描述性、陈述性、指令性语言的使用）、语用知识（如军事医学语境判断能力和在特定语境下的语言使用和交流能力），侧重军事医学听、说、读、写、译等基本技能的实践运用，体现英语在军事医学领域中的使用特点与规律（例如卫勤保障、空运后送等相应术语的表达，医学英语期刊文献中存在的复杂句及长难句解析，战伤的检伤分类及伤情判断过程中的英语语言应用等），旨在通过学习军事医学英语的常用词汇和语篇特征，了解和熟悉航空医学、航海医学、战地医学、部队健康防护等军事医学主题知识，培养学生以英语为工具在当代军事医学领域获取、处理和交流信息的能力，增强对当今世界军事医学发展的认知，以适应进行国际军事医学交流和执行海外军事卫勤保障任务的需要。教学题材的穿插融合、知识体量的丰富庞杂以及学科领域的专业性和实用性，使得教学难度显著增加。

4 VR技术在“军事医学英语”课程教学中的应用意义

“军事医学英语”作为一门横跨军事、医学、英语三重领域的特殊用途语言学科，以学习者需求为基础，任务目标产出为导向。作为军医应熟悉了解军事战场的医疗环境，明晰个人职责和职业道德，履行社会责任与军医使命；掌握军事医学专业知识，在军事特定情境中能熟练运用英语语言进行实操；了解军医医学英语文体特征，掌握军事医学英语文献阅读与写作技巧，培养科研产出和学术交流能力。针对当前“军事医学英语”的教学特点及存在不足，应根据课程自身特点，结合实际需求，进行教学拓展创新。

当前大学英语教学主要以线上线下混合式教学为主，综合利用互联网多媒体平台，结合慕课、微课等线上资源进行授课^［16-17］。随着VR技术、虚拟仿真，以及可穿戴设备等技术参与并助力智慧英语教学环境的建设和发展^［18-19］，VR技术必将在“军事医学英语”教学中发挥越来越重要的作用。在沉浸式英语教学过程中，以VR技术为重要支撑，利用数字化技术呈现战场救治、医疗后送和勤务保障等军事医学应用场景^［20］，通过计算机技术与数字化建模实现人与虚拟环境的自然交互，提升学生对专业领域相关语言知识的认知和综合应用能力，增强英语学习的体验感与趣味性^［21］，以有效解决当前“军事医学英语”课程教学面临的瓶颈问题。

在“军事医学英语”教学中，课程设计者可以利用虚拟现实技术的沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）、想象性（Imagination）等特点^{［13，22］}，对教材文本、知识理论、技能实践和课程思政进行深度挖掘和整合，让学习者在虚拟交互中增强认知建构，提高语言应用能力。

5 VR技术应用于“军事医学英语”等专门用途英语教学的理论依据

“大学英语教学指南（2020版）”将大学英语教学分为通用英语、专门用途英语和跨文化交际三部分，并提出专门用途英语教学将特定的学科内容与英语教学相结合，以培养与特定学科专业相关的英语能力^［23］。军事医学英语属于典型的专门用途英语。VR技术可针对专门用途英语的实际教学需求构建个性化、特殊化场景，利用虚拟仿真技术增强语言学习的真实体验感、实践性和趣味性，促进认知建构和语言输入输出。以VR技术为基础的虚拟仿真技术能进一步驱动专门用途英语教学模式的转型，从以往传统的知识灌输式英语教学过渡到以学习者为中心的主动探索式教学^［24］。

VR技术在专门用途英语教学中的应用主要基于建构主义理论和沉浸理论。建构主义观点的核心即“认知是一种以主体已有的知识和经验为基础的主动建构”^［25-26］，学习者在自身已有的知识储备和经验积累上通过理解和吸收新的知识（“同化”）来改变原有的认知结构（“顺应”）。建构主义理论提倡者认为在特定环境下的学习具有特殊的社会建构意义，因此，努力创建教学环境能促使学习者更为积极主动地建构知识框架和认知结构，也使得教学活动的开展更为高质高效。由建构主义理论形成的一系列教学模式，如支架式、情景式或抛锚式、问题导向和合作探究式教学等^［27］，可以为VR技术在英语教学过程，尤其是专门用途英语教学中的具体实施和操作提供创新思路，而VR技术在教学活动中的情景构建、细节设计等虚拟仿真方面的逼真程度直接影响学习者在虚拟环境下学习英语的体验以及对专门用途英语的认知和建构。

沉浸理论（Flow Theory）由美国芝加哥大学的心理学教授 Mihalyi Csikszentmihalyi 于1975年首次提出，并进一步得到研究、发展和完善^［28-29］。随后衍生的沉浸式教学（Immersive Teaching）在专门用途英语教学中发挥着重要的作用。沉浸式教学强调在体验和感知中协调并统一认知与行为路径，最终达到深度学习的理想状态^［30］。沉浸体验感的主要影响因素包括任务的挑战性和个人技能、注意力的分配和个人的自主性、学习兴趣和动机。其中，“挑战-技能”的复杂性和冲突性影响着学习者在“人-机”“人-人”虚拟交互过程中的心理状态和行为表现，当任务挑战度与个人技能达到平衡时，学习者得以完全沉浸于活动或环境，在最佳体验（Optimal Experience）中获得内在满足感^［31］。VR技术对于专门用途场景的真实还原与构建促使学习者在深度沉浸、参与中触发内源性学习力，产生积极的教学导向，并达到可持续良性循环^［32］。

6 VR技术在“军事医学英语”课程教学中的应用设想及效果评价

6.1 VR技术在“军事医学英语”课程教学中的应用设想

在虚拟仿真课程建设中，VR技术在“军事医学英语”教学中的应用设想主要有以下几点。

6.1.1 教学主题内容与多重现实场景相串联

“军事医学英语”课程涵盖战伤救护、卫勤保障、军兵种医学三部分教学内容。学习内容包括战地医学、战伤救治、医疗后送、部队健康防护，以及航空航天医学等五大主题。每一主题涉及的专业知识体系较庞杂、军事医学领域跨度较大，以及专门用途场景切换过快。在教学过程中，学生由于缺乏军事医学专业背景知识，经常难以构想实际的军事战场环境，更无法在不同场景将英语语言合理应用于部队卫勤保障，从而影响教学效果。在“军事医学英语”课程开发中，可利用最新CAVE沉浸式虚拟现实技术，在情境构建和实操训练过程中对特殊性、高危性和非现实性战场环境（如多国联合军事演习、神经毒剂恐怖袭击，以及太空司令部等场景）进行真实还原和立体重现，在沉浸式体验中完成认知建构与觉醒^［33］。虚拟仿真课程建设将不同的教学主题和多重真实案例、场景进行整合和串联，构建大型综合的一体化军事医学英语教学环境^［34］，突出各单元主题的关联性、实用性，以及教学内容的真实性和完整性。

6.1.2 英语语言知识与军事医学用途相嵌套

“军事医学英语”课程应体现内容与语言融合的教育理念（Content and Language Integrated Learning as an Educational Approach）。一方面，根据军事战场和部队医疗环境对英语语言的特定需求进行教学设计，利用VR技术、增强现实（AR）技术将英语语言知识与专门用途所涉内容（如军事术语指令、军用设施与武器装备、军事医学技能与战场救护操练等）进行搭配，在实际操练过程中强化语言知识学习与应用。例如，在学习“伤员空运后送”（Casualty Air Evacuation）时，将军事航空医学相关内容嵌入课文学习，通过VR技术模拟军用飞行器在高空、高速、低气压，以及缺氧等航空环境条件下运送伤员的过程，进一步解释说明伤员空运后送的主要影响因素。另一方面，基于专门用途知识内容的语言学习也需要搭配技能实操训练，在目的语产出过程中高效训练军事医疗环境下的重要技术操作^［20］。例如，在学习伤员空中后送可能出现的禁忌症时，学生可用英语口述讲解航空环境下气胸的发生原理和症状表现，同时结合AR技术呈现高空机舱内战创伤中气胸病人的诊断操作，模拟气胸的发病机制、治疗机制的实验过程，介绍各种治疗机制，也可利用VR技术对虚拟伤员进行气胸介入手术，在英语口语任务产出过程中完成医疗操作练习。依托VR技术的语言知识与专门用途所涉内容的搭配既提升学生英语综合运用能力、训练学生军事医疗操作技能，还充分展现了专门用途英语教学的实践性、应用性，以及科技创新性，实现跨学科融合。

6.1.3 军事医学英语实践与军事游戏相结合

基于虚拟仿真的“军事医学英语”教学不应只停留在场景重现这一层面，可将军事医学英语实践活动与军事游戏相结合，在全景沉浸中增强“人-机”“人-人”互动体验感。西方国家部队已然将军事游戏广泛应用于部队官兵的教学与训练。例如，美军由游戏《闪点行动》发展的虚拟战场空间系列软件（Virtual Battlefield Space）在美军军事训练中发挥重要作用^［34］。国防科技大学选用军事游戏《武装突袭3》（Arma 3）作为教学实践平台，探索将军事游戏运用于我军战术指挥教学的可行性，并在实际课堂操作中取得良好成果^［35］。在“军事医学英语”虚拟仿真语言教室建设中，可适配WebVR、Unity 3D游戏引擎技术，结合适用于军事教育训练的游戏产品（如商用游戏《武装突袭3》、军内自主开发游戏《光荣使命》《兵棋软件》等）^［36］，就战场环境中如何进行战伤救治等医疗实践操作进行单人（在线作答）或多人实训（角色扮演、多人联机，以及协同实操）。在增强课堂趣味性的同时提高教学任务的挑战度，从而驱动深层沉浸体验，达到复合式任务型教学效果。

6.2 VR技术在“军事医学英语”课程教学中的应用效果评价

我校课程始终坚持“虚实结合，以虚补实”的建设理念，旨在根据军事医学特色，打造具有“为军服务”鲜明特色的虚拟仿真课程。我们在前期课程建设工作的基础上，对VR技术在“军事医学英语”课程教学中的应用效果进行了初步评价。课程结束后，授课教员利用问卷调查和个别访谈的方法对参与授课学员进行了教学效果评价。调查对象为2021级临床医学专业学员共47名，问卷回收率为100%。调查发现，87.2%的学员认为，基于VR技术的“军事医学英语”教学明显提升了他们的学习兴趣和课堂学习状态；93.6%的学员表示，VR技术加持下的战伤救治相关的“军事医学英语”教学，将军事医学英语与战场环境模拟、仿真操作和交互体验等有机结合，显著提升了学员对军事医学知识的理解水平，并加深了学员对军事医学英语相关知识的掌握。

7 结语

当前，中国高等教育正面向融合创新不断发展。2019年2月，由中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》提出了“更加注重融合发展”的基本理念，意在推进产教融合、科教融合、军民融合，实现教育与经济社会深度融合、协同发展^［37］。2019年4月，教育部、科技部和财政部等部门联合启动“六卓越一拔尖”计划2.0，正式推进新工科、新医科、新农科、新文科“四新”建设，进一步强调多学科“交叉融合、相互贯通”。党的二十大报告提出，应“加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设，加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科”^［38］。大学外语教育是我国高等教育的重要组成部分，构建大学英语教学与其他学科交叉融合已成为大学英语教学改革的新方向，而虚拟现实技术的加持则能进一步驱动外语教学模式的转型，从以往传统的知识灌输式英语教学过渡到以学习者为中心的主动探索式教学^［24］，并不断推动教学方法和教学理念的优化升级。

在高校外语教学信息化智能化发展的背景下，VR技术以其特有的沉浸性、交互性、想象性等优势逐步兴起、发展和完善，并在军事、科技、医疗，以及教育等不同领域得到广泛应用且获得好评。随着“四新”建设以及跨学科交叉融合理念地深入推进，专门用途英语教学获得教育界越来越多的关注和推崇。空军军医大学所开设的“军事医学英语”作为跨军事、医学、英语语言三重学科领域的专门用途英语课程，因其独特的教学特点和存在的问题，急需利用虚拟现实等数字化信息技术进行教法创新。本研究依托建构主义和沉浸理论的教学理念，提出VR技术在“军事医学英语”教学中的应用理念、应用意义和应用设想，即教学主题内容与多重现实场景相串联、英语语言知识与军事医学用途相嵌套、军事医学英语实践与军事游戏相结合，探讨VR技术在专门用途英语教学中投入使用的可能性。目前，国内高校专门用途英语教学与虚拟现实技术并未进行充分整合，尤其在如“军事医学英语”教学这种跨多重学科领域实践中，以VR技术为主的教学实践平台与语言辅助学习系统还有待开发研究和投入使用，如何利用虚拟现实等数字化技术开展专门用途外语教学值得思考。在高校外语教育改革和未来的教育创新发展中，各学科之间应加大协同合作的力度，整合各方面的优势资源，重视科教产品的研发与技术应用，在促进外语教学产、学、研结合的过程中，不断推动跨学科融合落地见效。

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基金资助

教育部产学合作协同育人项目(230806121220054)

空军军医大学校级精品课程一般培育项目(JPKC2022YD015)