科技赋能深化理实一体化实践教学改革及建设虚拟养殖场的实践探索

罗 艳，张世攀，邹明春，刁家文，扈吉贵，孙 波

（毕节职业技术学院农业工程系，贵州 毕节 551700）

专业是人才培养的载体，是高职院校推进教育教学改革、提高教育教学质量的立足点，其建设成果决定着高职院校的人才培养质量。近年来，毕节职业技术学院充分依托贵州省教育厅2018 年支持建设的高等职业教育人才培养质量提升工程项目“农牧专业群”，注重内涵提升，持续加强“农牧专业群”核心专业--畜牧兽医专业建设，科技赋能深化理实一体化实践教学改革，在建设虚拟养殖场方面进行了有效的实践探索。

1 教学实训现状及存在问题

1.1 专业理论和实践教学衔接需要进一步提升

“农牧专业群”虽然已建立以“实训室培训学生专业基本技能、实习基地培养学生专业核心技能、顶岗实习培养学生综合职业能力”的“三阶式”专业技能培训与实践教育教学模式，但是由于畜牧兽医专业的特殊性，实操技术性强，且受土地与环境保护的严格限制，校内不可能兴建对环境有一定污染的养殖场，因此，校内难以具备真实的规模养殖生产条件，难以进行校内实岗育人，只有社会上的养殖企业、动物医院等才有真实的生产、经营环境，具备更好的学徒制人才培养的条件，导致畜牧兽医专业深化理实一体化实践教学改革在操作上存在一定的限制。

1.2 现场实践不能有效满足专业的实践教学需求

畜牧兽医专业的技术操作性很强,由于现场实践的机会、指导人员、场地等诸多方面的限制，短暂的驻场实习并不能有效满足专业的实践教学需求。

1.3 受时间、空间等限制，合作企业资源及外部专家无法发挥最大效用

由于学生到合作企业实习实践都是固定的时间，平时无法实时获取实践场景及专家指导，企业资源并没有实现最大的利用，教学实践效果受到一定的影响。

2 虚拟养殖场建设背景意义

2.1 新技术赋能专业教学全方位的革新

以云计算、物联网、大数据、人工智能、AR/VR 为典型代表的新一代信息技术迅速发展，在推动社会生产力和生产方式迅速革新的同时，也对职业教育的改革和发展产生深刻影响。教育部组织制订了《教育信息化十年发展规划（2011—2020 年）》《教育信息化“十三五”规划》《教育信息化2.0 行动计划》，提出以人工智能、大数据、物联网、虚拟现实等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构，深入推进教育信息化。

2.2 畜牧兽医专业教学改革的必然要求

毕节职业技术学院农业工程系坚持以就业为导向，强化学生综合职业素质培养，实施“目标教学”和“能力模块教学”相结合的教学模式。通过VR 虚拟仿真协同创新中心建设，打造理论课堂（智慧教学、校企联动）→实训（VR 虚拟仿真实训）→实践操作→课堂评价于一体的创新教学模式，补齐当前畜牧兽医专业实训条件的短板，有助于农牧专业群的建设，进而增强学校整体办学特色和办学质量，树立品牌标杆，实现高质量发展。

虚拟养殖场的建立可以实现学校理论课堂与企业养殖场的实时动态连接，通过连线养殖间，学生可清楚看到真实动物养殖的全过程，接受养殖间养殖人员的现场操作培训，减少外出实践成本及实践期间的风险，且实时互联学习，提高教学的实践性与实效性，实现工厂实景的可视化教学。

2.3 提升专业教育信息化水平的必要手段

教育信息化的核心内容是教学信息化。教学是教育领域的中心工作，教学信息化就是要使教学手段科技化、教育传播信息化、教学方式现代化。运用人工智能、VR/AR等新技术，“以学生为中心”，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系，创新教学手段，颠覆传统教学以教师单向灌输知识、学生被动接受为主的落后模式，真正促进教育改革，符合教育信息化要求，对深化毕节职业技术学院教育改革，实施素质教育，提升学校信息化建设水平及应用具有重大的意义。虚拟养殖场的建立有效的运用了信息化手段，能有效推进教法改革。

3 虚拟养殖场建设规划设计

虚拟养殖场的搭建，主要是运用赛名师智慧教学平台、软性资源和智能硬件设备，实现支持“远程互动智慧课堂+（企业）可视化智慧教学空间”的远程联动，与企业合作开展情境式教学、项目式教学，将虚拟工厂融入课堂教学，将企业的真实生产环境融入教学活动中，打破时空的限制，实现课堂与校外养殖场的联动，将虚拟工厂搬进课堂，通过连线养殖间，学生可清楚看到真实动物养殖的全过程，接受养殖间养殖人员的现场操作培训，实现生产实践与课堂教学的无缝对接。课堂教学通过赛名师线上云平台，实现线上学习及指导；线下通过赛名师智慧课堂实现农牧专业群理论教学、实训、操作指导等全流程的课前-课中-课后教学、评价及提升，从而实现线上线下联动教学。

远程互动智慧课堂的建设设计引入人体工学为空间设计指导，以个性化教学、学生间的交往及社会性人格塑造为设计理念，遵照空间布局、环境照明、声学、视觉、色彩、文化氛围等设计标准，对空间进行设计和布局，打造正式的课堂教学空间，实现智慧教学空间。计划建设1 间95 平方远程互动智慧课堂，单次可容纳60 人。适合复合型学习模式，知识传授、课堂示范教学、小型研讨分享。应用场景：课前、课中、课后、管理评价于一体，直播录播、校企远程联动教学，辅助老师进行高效教学，辅助领导实现科学的教学管理。

可视化智慧教学空间建设是在养殖场教学区域建设全方位、无死角、全天候、高清化的视频监控系统，以满足养殖场教学指导的需求。教学过程中可通过解码设备将养殖场教学区域的画面解码上墙显示，支持预览、回放和云台控制功能，学生日常也可以在手机APP 上观看养殖场视频监控，进行自主学习，并可通过平台与养殖场现场进行视频对讲。

4 建设后使用管理

建立健全虚拟养殖场的使用管理办法，严格参照使用管理办法进行使用、管理和维护。明确责任人，定期进行设备的巡查和维护，保证设备的正常运行。使用管理办法包括：7S 管理实施细则、安全制度、突发事件应急预案、工作人员岗位职责、员工考勤管理制度、过程管理办法、档案管理制度、教学绩效管理、教学推出管理、设备日常使用规范、特殊设备使用管理制度、仪器设备损坏赔偿办法、耗材计划采购及管理办法、学员日常行为规范、学生管理守则、授课指导教师职责、经费管理制度、资产与财务管理制度等。

开放共享，提高虚拟养殖场的利用率。虚拟养殖场实现了生产实践与课堂教学的无缝对接，可满足畜牧兽医专业教学，还可以用来为社会提供服务开展畜牧兽医等专业培训。远程互动智慧课堂可以满足不同专业的教学及线上培训需要，如制作教学录像，开展远程线上培训、线上线下混合式培训等。制定科学合理的使用计划，提高虚拟养殖场的利用率。

5 预期目标成效

5.1 提升专业教学信息化水平

虚拟养殖场有效利用人工智能、虚拟现实等新兴技术，实现学校理论课堂与企业养殖场的实时动态连接，实现校企深度合作，实现工厂实景的可视化教学，提高教学的实践性与实效性，减少外出实践成本及实践期间的风险。推动专业教学模式变革，实现教学手段科技化、教育传播信息化、教学方式现代化，深入推进专业教学信息化水平。

5.2 推进专业教学模式改革

虚拟养殖场实现了校企联动，有利于开展情境式教学、项目式教学，将虚拟工厂融入课堂教学，将企业的真实生产环境融入教学活动中，实现了生产实践与课堂教学的无缝对接。虚拟养殖场的建设，实现了专业课堂教学的线上学习及指导，线下的理论教学、实训、操作指导等全流程的课前-课中-课后教学、评价及提升，实现了线上线下联动教学，创新了专业教学模式，推进专业的教法改革。虚拟养殖场中的远程互动智慧课堂，构建了智能学习、交互式学习的新型教育体系，创新了教学手段，必将有效帮助专业建设“以学生为中心”教学模式，促进专业教学改革，促进特色专业群建设。

5.3 打造专业线上线下混合式、理实一体化金课示范

虚拟养殖场的建立，将有效助力专业率先在学校内部打造线上线下、理实一体化的金课建设，将起到良好的示范作用。通过线上线下混合式、理实一体化金课的建设，以及深入的校企合作，打造新型的校企合作模式，承接纵向、横向课题以及市场相关需求，提升教师能力水平、推进教法及教材改革，助力专业落实“三教”改革。

5.4 提升专业社会服务能力

虚拟养殖场搭建了线上课堂，将有效扩大培训受众，线上线下混合式教学，养殖场远程可视化培训，培训效果得到进一步提升。即使在特殊时期，如疫情期间，也可以开展线上培训服务。联动动物医学仿真实训中心，整合校企行等多方资源，通过校企合作、校校合作等多样的方式，构建开放灵活的职业教育体系和培训体系，开展定制化培训服务，整体提升专业群服务能力，打造全方位、多层次服务产业发展的典型案例，提高学校整体社会服务能力。