《现代养殖设施与设备》数字化教材建设探索与实践

徐　马伟　黄炎坤　徐秋良　程璞　刘健

摘要：《现代养殖设施与设备》数字化教材作为纸质教材的补充，充分遵循循序渐进的原则，聚焦学生应用能力和创新精神的培养，注重学用结合、学以致用。数字化教材编写根据人才培养方案并口课程教学大纲，精选针对性案例，任务驱动教学。数字化教材坚持持续改进，不断完善，案例贴近行业发展。课程努力探索线上线下混合教学模式，不断提升学生能力，激发学生学习兴趣。

关键词：现代养殖设施与设备;数字化教材;建设;探索与实践

现代养殖设施与设备课程是河南牧业经济学院动物科学专业在畜牧业产业结构、生产方式、组织方式上发生了深刻变革的背景下，面向河南区域经济发展，适应河南省现代畜牧业结构调整转型升级，培养创新型、复合型、应用型等新型农林类人才而开设的一门选修课，目的是向学生介绍现代养殖场生产设施与设备知识，帮助他们增加现代养殖设备的知识储备，扩大知识面，完善知识结构，开阔视野，提高综合素质，增强专业自信。

一、《现代养殖设施与设备》数字化教材建设的迫切性

（一）行业装备变革速度快

随着规模化养殖的发展，设施设备水平和饲养水平也随之大幅提升，生产效率显著提高。饲喂方式、环境控制、产品收集、粪污处理与利用等常规装备基本实现了从国外引进到全面国产化。近五年来，行业装备随着畜牧业供给侧结构改革不断深入，变革速度不断加快，畜牧产业链中各大企业相互协作，开展装备设计、生产制造创新，在发展过程中，不断探索，逐步提高装备标准化、模块化水平，满足了不同企业的个性化需求，提高了全行业的科技水平含量。结合互联网、物联网、大数据技术，满足养殖行业智慧养殖的设备也不断出现，比如，养殖视频监控摄像头、人工智能+猪脸识别技术设备都在最近2年内出现并不断向规模化猪场推广使用。

（二）涉农专业学生对行业装备了解不多

中国即将由高等教育大众化阶段进入普及化阶段，学生面临的高等教育选择有多种，动物科学专业属于农学学科动物生产类门类，属涉农专业。学生由于家庭出身、生活经历、性格爱好、学习目的不同，普遍冷落涉农专业。入学学生不了解专业，学习兴趣不高，职业发展目标不明确，缺乏途径去了解行业装备发展，对行业现状的印象大部分还停留在小农户散养阶段。

（三）养殖场高标准的生物安全体系制约了学生近距离了解现代养殖设施与设备的热情

要让学生对现代养殖设施与设备建立感性认识，最好的办法就是带学生去生产现场参观学习。但现代化的规模化养殖场都注重生物安全体系构建，从硬件设施到制度建设，都制约了学生近距离到养殖场参观的热情。比如，猪场，在非洲猪瘟疫情面前，各大养殖场都在严格限制人员走动，无关人员走近生活管理区都难，更不可能让学生短时间内进入生产区去了解各种圈栏的规格参数、设备的优缺点和基本操作。

《现代养殖设施与设备》数字化教材通过文本、电子课件、视频、图片、动画等形式，對教材内容进行图文并茂的介绍，带学生走近养殖场，观看现代养殖设施与设备的使用操作，了解设备规格型号，技术特点，提高学生对行业目前装备应用现状的认识。数字化教材还能对典型案例进行推演和解析，数据详实，资料完备，有助于学生了解行业装备的发展现状，看到行业广阔的发展前景，激发学生学习专业知识的内在动力和热情。

二、《现代养殖设施与设备》数字化教材建设的探索

（一）根据人才培养方案，论证课程教学大纲

动物科学专业人才培养方案是《现代养殖设施与设备》数字化教材编写的依据，课程教学大纲体现了学校对学生毕业标准的要求。根据人才培养方案中课程与毕业要求对应的关系矩阵，通过学习现代养殖设施与设备课程，学生应能具备畜牧业安全生产、可持续发展的意识和基本理论知识，了解动物科学的学科前沿和畜牧生产的发展趋势;具备初步畜牧生产过程的环境控制和工程化设计能力;具有较强绿色、生态和可持续发展理念;具备动物福利、环境保护和优质高效安全生产等现代畜牧业养殖理念。课题组认真论证课程教学大纲，理解透彻课程内涵，努力使《现代养殖设施与设备》教学大纲体现出对动物科学专业学生知识结构、能力结构上的支撑作用。精心设计达到课程教学要求的授课方法，逐步完善试题库、项目库等基础教学资源的建设，引入项目导向教学法、任务驱动教学法、现场教学法等多种教学形式，结合课内教学与自主学习，提高教学效果，不断提高人才培养的目标达成程度、社会适应度。

（二）根据课程教学大纲，确定教学教案

明确教学大纲对教案内容的指导关系，在数字化教材内容选取上就能做到取舍有据，张弛有度。数字化教材内容上要尽量避免与纸质教材重合，要与纸质教材互相补充。在教材内容修改和更新上，数字化教材可以随着课堂讲授内容的变化，根据教学大纲的变化和研究成果的变化随时添加或删除内容，及时将新技术、新设备、新标准、新工艺、新规程等内容纳入课堂教学活动中，教学内容根据时代变化进行适当拓展。

（三）精选针对性案例，任务驱动教学

要提高课程教学目标达成度，练习、案例都是必不可少的。学生课下可根据数字化教材，有针对性地学习案例相关内容，根据练习题，重构知识点，在任务驱动下，自主探索和相互协作，在完成特定任务的过程中获得知识和技能。比如，根据河南省生猪养殖量大的实际情况，针对性地精选2000头基础母猪种猪场设计案例。案例来自广东德兴食品股份有限公司的北欧农场，18亩地饲养2000头基础母猪的种猪场。

案例设计引入环节，引导学生观看广东德兴网站上的《德兴北欧农场》视频资料，再自行查找北欧农场的有关资料介绍。

案例互动交流环节，向大家提出以下问题：猪场设计的理念是什么？工艺参数怎么选取？生产技术指标怎么确定？采用什么样的生产工艺流程？猪群结构是什么样子？猪舍圈栏如何选择？如何布置设备和走道？通风换气如何进行？选用什么风机和湿帘？赶猪道在什么位置，要不要封闭？生产核心区地面绿化与硬化如何选择？围墙和防疫沟如何设置？每一个问题都需要同学们在课下查找大量的资料和文献。

案例探讨环节进入到具体设计阶段，要求学生能够将已经查好的资料数据和案例结合起来，比如，猪舍的长宽怎么设计，主要由猪群种类、猪群数量、圈栏排列方式、单元尺寸决定。这就要求学生能够把了解到的圈栏尺寸、道路宽度应用到单元尺寸的确定上来。调整不同单元尺寸行列组合形式，确定单元尺寸大小;根据单元尺寸以及单元数确定的长宽，并结合建筑模数制，最终确定猪舍的长宽。

案例解析和总结阶段，数字化教材把相关的内容以PPT的形式展示给大家，并进一步拓展如何利用试算法确定猪舍总长和总宽。进一步推出大数据指标，种猪场1头基础母猪需要多少建筑面积，每天需要消耗多少饲料，排出多少粪和尿。这有助于逐步培养学生们归纳总结的好习惯。

最后学生们根据数字化教材解析和案例视频，完成种猪场设计并与案例对照，找出不同。也可以让学生设计自繁自养商品猪场，进一步巩固知识点。

基于有教无类、因材施教的思想，对学有余力、乐于探索的学生可以进一步引导他们基于同一个项目设计不同的规划方案，然后对比分析，寻找场区功能完整、分区布局合理、用地节约、有可实施性的方案。在此基础上，可以和国家推荐的农业行业标准《畜禽场场区设计技术规范》（NY/T682—2003）中畜禽场场区占地面积估算值相比较，分析成功的设计方法和思想，为以后的学习和工作提供借鉴。

三、《现代养殖设施与设备》数字化教材建设在实践中完善

（一）结合生产实际，不断优化案例

近五年来，肉鸡养殖特别是白羽肉鸡发展很快，养殖效益好。规模大的养殖场普遍推行H型层叠笼立体养殖，一般都是4层。因为养殖密度大，环境易控制，占地面积小等特点，在国内发展较快。《现代养殖设施与设备》数字化教材结合生产发展现状和技术装备情况，及时研究双汇集团、河南永达、河南粤禽等肉鸡繁育养殖企业养殖模式和装备转换趋势，把3万羽标准肉鸡舍作为案例，和企业一起研究笼具规格、排列方式、通风降温装备选择和计算，清粪设备，建筑选型，尺寸确定等。优化后的案例一方面能使学生了解肉鸡养殖装备发展现状，另一方面也能推动区域内肉鸡养殖标准化水平提高和装备自动化程度提升。

（二）以赛促建，不断提高学生能力和素质

现代养殖设施与设备课程内容知识点多，数字化教材建设和纸质教材差异化发展，作为学生学习的辅助教材，要让学生感兴趣，愿意去钻研，必须要有载体，全国大学生动物科学专业技能大赛就是最好的抓手之一。大赛设置的项目一“生态畜牧场规划设计”就可以和《现代养殖设施与设备》数字化教材内容相衔接。學院也以赛代练，以赛促建，以赛促学，创新“教、学、练、赛、做”模式，逐步提高学生的自主学习能力、语言表达能力和实践动手能力，组织动物科学专业学生开展生态畜牧场规划设计大赛，在竞赛的过程中促进学生把专业知识再巩固，相关技能再提升。学生们根据自己感兴趣的方面，开展生态蛋鸡场、生态肉鸡场、工厂化猪场、生态化牛场、标准化羊场的规划设计。通过竞赛，知识得到了巩固，能力得到了提升，素质得到了提高，实践能力和创新精神得到锻炼。

（三）上传校内网络学习空间，不断提升数字化教材辅助作用

依托学校的SAKAI网络教学平台系统，《现代养殖设施与设备》数字化教材上传至网络学习空间，供动物科学专业、动物药学（中兽医方向）、牧医（专）等专业学生辅助学习使用，学生可以在空间内，也可以通过短信、QQ、微信等手段提问，教师答疑解析，师生互动交流，共同解决问题。电子课件分为养殖场规划设计、生产工艺设计、清粪设备、粪污及病死畜禽处理与资源化利用设备、圈栏设备、猪禽牛羊饲喂设备、饮供水设备、消毒设备、环控设备等内容，实验部分分别设计猪禽牛羊舍和工厂化的猪禽牛羊场。还上传了视频资源、养殖场规划设计国家标准、农业部标准等资料，供学生查阅、学习和利用。学生可以用手机端下载课件，利用课下零星时间进行泛在学习、自主学习，在任务驱动下不断提高学习效果，不断提升《现代养殖设施与设备》数字化教材的实用性，更好地起到辅导教材的作用。

四、《现代养殖设施与设备》数字化教材建设有待进一步完善

数字化教材经过不懈努力，已经搭建了基本的内容框架，但内容还不完善，疫病监测设备、监控设备、物联网设备等内容还没有写入数字化教材。案例不够充分全面，目前只有蛋鸡、肉鸡、种猪、商品猪、肉牛、肉羊等的现代养殖设施与设备案例。展示媒介比较单一，没有建立融合微信公众号、微课、纸质教材与一体的全媒体数字化教材，还没有完全建立以学生为中心，以教师为主导的“线上”（网络教学）+“线下”（面授教学）优势互补的混合式教学模式，缺少了养殖场现代养殖设施与设备虚拟仿真内容。故《现代养殖设施与设备》数字化教材将要在以上方面不断探索，补足短板，逐步完善数字化教材，不断提高学生对数字化教材使用的满意度。

五、结语

《现代养殖设施与设备》数字化教材建设还处于起步阶段，已经在牧业经济学院动物科技学院16级动科班、动物药学（中兽医方向）班课程教学中使用。从使用反馈来看，学生们已经能够自主学习，主动学习，起到了辅助教学的作用，促进学生实践能力和解决问题能力的提升。教师团队在数字化教材建设过程中，加深了对行业的了解，积累了大量的素材，锤炼了业务能力，教学相长。

（责任编辑 冯会利）