在水產養殖類專業中搭建網絡虛擬仿真教學系統的構想

郝振林　田瑩　常亞青

一、前言

水產養殖作為一門基礎的農業類專業課程，具有很強的季節性特點，不是一年四季都可以進行養殖，不同的品種有不同的氣候適應性，所以水產養殖生產實習在很大程度上受到時間限制。水產養殖學本科專業的核心專業課，兼具理論性和實踐性并強的特點。而《貝類增養殖學》這門課程對于農業類高等院校水產養殖學專業來說，是一門非常重要的專業課，該課程綜合運用養殖貝類的生活習性、生長以及繁殖等知識立體研究貝類的養殖和增殖過程。作為傳統水產增養殖學的一個重要分支，本課程在完善水產知識體系中，具有舉足輕重的地位和作用，其教學效果的好壞直接關系到學生能否很好地理解、掌握并應用該課程的具體知識。而目前《貝類增養殖學》存在較多問題：

1.《貝類增養殖學》授課內容較多，在理論教學過程中多以圖片的形式展示養殖場的布局、沉淀池的形狀、親貝的選擇，學生難以直觀的了解其具體細節，因此對其每一環節的意義及工作原理了解掌握不透。

2.教師在授課過程中很難通過板書、語言及圖片深刻講解貝類人工育苗的所有知識，包括養殖場的建造、砂濾池的構造等，因此使得課堂缺乏生動和立體感。

3.很多同學課堂沒有認真聽講，進入養殖場后，對育苗及養殖生產有些不適應，理論和實際嚴重脫節，而最好的教學方法是理論教學結束后，馬上進行生產實習，但由于條件限制，實施難度很大。以大連海洋大學為例，上半學年學習理論課，下半學年進行生產實習，由于時間間隔較長，導致理論和實際嚴重脫節。

4.生產實習基地不穩定，企業參與度不足。目前企業普遍重視一線生產，擁有自己專業的團隊進行養殖，不太關注學生的實習，企業參與度普遍不足。

隨著科學技術日新月異的發展，虛擬仿真技術已融入到現代教育領域，并發揮著越來越重要的作用。如部分化學實驗過程中，因為有些實驗設備具有很大的局限性，再加上一些化學藥品還存在著嚴重的安全問題，所以建立了化學仿真實驗室。又如在航空發動機拆裝實訓過程中，由于實驗器材價格昂貴，導致實驗無法全面普及，于是航空發動機教學仿真試驗系統應運而生。眾多事例表明，利用計算機建立虛擬仿真系統進行輔助教學不但可以充分調動學生學習的積極性，提高教學效果，而且這種方法既不消耗器材，也不受場地和時間等外界條件限制，并可重復操作，直至得出滿意結果。

《貝類增養殖學》仿真教學系統采用先進計算機技術，通過設置不同場景，模擬不同條件下的貝類人工育苗技術，讓學生身臨其境的進行自主人工育苗，每個學生根據自己的管理可以在計算機中獲得自己培育的貝類幼苗，而貝苗的好壞也是檢驗虛擬仿真生產實習成果的重要指標。本系統的設計可以使《貝類增養殖學》的教學更加形象、生動。真正讓學生掌握貝類育苗操作過程和增養殖技術規范，真正參與到貝類養殖企業的生產管理中去，鞏固對理論知識的領悟。

二、《貝類增養殖學》仿真教學系統的內容

《貝類增養殖學》仿真教學系統如圖1所示，共有5部分內容組成，分別為注冊界面、知識回顧、人工育苗關鍵技術、實習報告和信息反饋。

（一）注冊界面

由學生自己設置專屬于自己的用戶名和密碼，用戶名和密碼建立后，學生可以每天進入系統，對自己培育的貝類幼苗進行管理和維護。

（二）知識回顧

本部分內容主要是通過播放ppt的形式，讓學生對以前學過的貝類人工育苗知識進行簡要回顧，知識內容包括：育苗場址選擇、育苗場布局、親貝的挑選、親貝促熟、誘導催產、受精孵化、幼體培育、附著采苗、稚貝培育和中間育成等。

（三）人工育苗關鍵技術

本部分內容主要讓學生通過具體實例的形式進行具體的人工育苗。首先學生要挑選一個自己喜歡的種類進行人工育苗，經濟貝類包括很多種，如鮑、扇貝、貽貝、牡蠣和灘涂貝類等，每位同學對每種貝類的喜好可能也不盡相同，可能有的同學喜歡鮑、有的同學喜歡扇貝等，所以同學們可以選擇一種自己喜歡的貝類進行育苗。這樣可以極大的提高同學的興趣。

種類選擇好后，就要對種貝進行挑選，挑選種貝會有一定的標準，這時系統會給出多種型號貝類的照片供同學們選擇（每種貝類還會有一個分數，以便于實習報告的考核），同學們課本知識提到選擇標準挑選一種自己覺得合適的貝類作為種貝來進行促熟。促熟時，要根據有效積溫來計算自己所選貝類的促熟時間，以及促熟時期投喂的餌料和日常管理等等，這些都要作為實習報告的考核指標。當種貝促熟達到有效積溫時，就要對其進行誘導催產，誘導催產方法有很多種，同學們自己選擇自己認為最有效的催產方法進行催產，這也是要作為實習報告的考核指標。

催產結束后，就要對精子和卵子進行受精與孵化，此時，系統會設計多種情節，讓學生進行操作處理。如果精子數量過多，精子活力不夠，胚胎發育過程照片及選育過程等等，以此來作為實習報告的考核指標。幼體培育階段的關鍵是餌料的選擇與日常管理，這時，系統會提供多種餌料，學生可以根據所學知識選擇餌料，來進行投喂，并且每天學生要定時到系統上來給幼體投餌換水。并且檢查幼體的生長狀況，并做好記錄。

附著采苗，當幼貝長到一定時候，出現附著特征的時候，就要及時投放附著基，進行采苗，這時系統會提供多種附著基供學生選擇，另外，還會讓學生對附著基進行相關處理。學生的每一步操作和處理都會得到相應的分數，作為實習報告的考核內容。稚貝培育，當幼體全部附著后，就要對附著后的幼體進行日常管理，此時的管理與幼體培育期的管理略有不同，投餌量需加大。

中間培育，經過一段時間的稚貝培育，就要適時將稚貝移到海上進行中間培育。

（四）實習報告

實習報告包括2部分內容，一是系統自動生成同學培育的稚貝照片，二是系統根據同學在育苗過程中的表現自動生成的報告，報告中有表揚同學的內容部分，也有需要同學繼續改進的內容部分。

（五）信息反饋

通過本次的《貝類增養殖學》虛擬仿真生產實習，讓同學們談一下自己的感受和心得體會，提出系統需要改進的地方，我們將以此作為后期的努力方向。

（作者單位：大連海洋大學農業部北方海水增養殖重點實驗室）