“猪生产”课程虚拟仿真实训平台的建立与应用

2021-10-26吕丹娜刘正伟俞美子鄂禄祥

辽宁农业职业技术学院学报 2021年5期

吕丹娜，刘正伟，俞美子，鄂禄祥

（辽宁农业职业技术学院，辽宁营口 115009）

随着信息技术不断发展，虚拟仿真实训教学在高职院校得到了广泛应用[1-2]。随着虚拟仿真、互联网及图像传输技术快速发展，为远程互动教学提供了技术保障。“猪生产”是畜牧兽医专业的核心课程，也是一门以完成养猪生产中典型工作任务为导向的项目化课程。近年来，动物疫病（如猪蓝耳病、流行性腹泻、非洲猪瘟等）给国内养殖企业造成了巨大损失，为了保证养殖场的生物安全，大型养殖企业一般实行封闭化管理，不愿接受短期实习学生，特别是观摩学习的学生。由于猪场防疫和规划过程复杂，生产周期较长，在教学过程中，学生很难系统完成岗位技能的学习和体验。多数中高职学校实训条件、实验动物有限，不能满足需求。特定阶段实训内容（如猪的产仔、仔猪护理、猪场设计等），校内实训室无法正常开展[3-4]，仅凭课堂理论教学容易造成学生理解困难，从而影响教学效果的提升，而建设虚拟仿真实训平台可有效地解决以上问题[5]。虚拟仿真实训平台操作画面具有很强的环境真实感、操作灵活性，有利于激发学生的学习兴趣。

一、虚拟仿真平台开发的目的和意义

将“猪生产”课程的虚拟仿真平台与现实场景、动手演示与静态观摩、课堂教学与实践生产、随机自学与线上考核有机结合，可为师生提供一套相对完善的在线实训教学方法，满足理实一体化的教学需要。通过构建现代化养猪生产全过程高仿真模拟，激发学生学习兴趣，可以使学生针对核心岗位技能开展仿真体验和虚拟岗位实训，极大提升专业综合技能水平，为中高职院校学生畜牧兽医专业实训教学提供一种全新模式。

二、虚拟仿真实训平台的模块设计

依据猪场技术岗位设计参观者、饲养员、配种员、兽医模块（见图1），使学生完成不同角色核心技能的工作任务，实现从简单到复杂生产过程的角色转变。

图1 模块设计界面（参观者、饲养员、配种员、兽医）

三、虚拟仿真平台的功能开发

构建种猪生产各阶段虚拟岗位，通过交互动画和三维体验等环节，针对种猪场关键岗位的核心技能，进行虚拟仿真实训和考核。

（一）参观者模块

虚拟仿真平台在参观者模块设计了场区、妊娠舍、公猪舍、空怀舍、分娩舍和保育舍六个子模块，以及一个猪舍搭建功能，使学生在参观场区及不同阶段猪舍的同时，了解养猪生产工艺流程，掌握养猪的相关设备设施，对猪场环境更加熟悉。通过模拟搭建猪舍，让学生掌握场区的规划和布局（见图2）。

图2 模拟搭建猪舍

（二）饲养员模块

饲养员模块包括了保育舍、分娩舍、空怀舍、妊娠舍和公猪舍的日常饲养管理任务。学生以饲养员的角色完成不同猪群的饲喂、巡视、清洁消毒、环境控制、驱虫、转群等操作任务以及接产、膘情鉴定两个核心技能。每个猪舍有相对应的分数系统、时间系统、饲喂系统、温度调控系统、工具系统、消毒系统、今日任务系统及提示操作功能等（见图3）。

图3 保育舍主界面

（三）配种员模块

配种员模块设计了公猪采精、精液存储、发情鉴定、人工输精、引种选种五个子模块（见图4）。让学生以配种员的角色完成采精、保存、发情鉴定、输精、选种及妊娠诊断任务。

图4 配种员子模块

（四）兽医模块

以兽医的角色完成场区消毒、疫苗注射、猪病治疗和外科手术任务（见图5），并完成猪场常用药物识别和应用、兽医工作规范及兽医常用器械维护与使用、常用药物的保存与使用的虚拟实训与考核。

图5 兽医子模块

四、应用效果

（一）传统教学的延伸与拓展

学生在传统实验教学课堂上仅仅做部分实验，对系统的养猪过程实践操作较少，学生对该课程的整体意识较为淡薄。“猪生产”课程虚拟仿真实训平台可使学生随时随地开展养猪过程的各阶段实训，学生学习时间宽松、心情愉悦、目的明确、积极主动[5]。

利用仿真实训平台，采取角色扮演模式，通过高交互性、参数化设置和3D 模拟动画等方式有效地解决了学生下场难、猪的饲养周期长、实习影响因素多等难题。采用最新的虚拟现实技术和完整的评价体系、多角色、多岗位地模拟养猪全过程。平台内容丰富，涵盖全过程饲养、全岗位实训，有效地解决了进不去、要求高、看不见、动不了的难题，多角度、多场景、多层次助学助教。该平台具有功能完整、虚拟环境的独特优势，可以实现真实教学情景不能完成的任务，培养了学生职业岗位能力和综合素质，成为了加强实践教学、提高教学质量的重要手段。