科技賦能深化理實一體化實踐教學改革及建設虛擬養殖場的實踐探索

羅 艷，張世攀，鄒明春，刁家文，扈吉貴，孫 波

（畢節職業技術學院農業工程系，貴州 畢節 551700）

專業是人才培養的載體，是高職院校推進教育教學改革、提高教育教學質量的立足點，其建設成果決定著高職院校的人才培養質量。近年來，畢節職業技術學院充分依托貴州省教育廳2018 年支持建設的高等職業教育人才培養質量提升工程項目“農牧專業群”，注重內涵提升，持續加強“農牧專業群”核心專業--畜牧獸醫專業建設，科技賦能深化理實一體化實踐教學改革，在建設虛擬養殖場方面進行了有效的實踐探索。

1 教學實訓現狀及存在問題

1.1 專業理論和實踐教學銜接需要進一步提升

“農牧專業群”雖然已建立以“實訓室培訓學生專業基本技能、實習基地培養學生專業核心技能、頂崗實習培養學生綜合職業能力”的“三階式”專業技能培訓與實踐教育教學模式，但是由于畜牧獸醫專業的特殊性，實操技術性強，且受土地與環境保護的嚴格限制，校內不可能興建對環境有一定污染的養殖場，因此，校內難以具備真實的規模養殖生產條件，難以進行校內實崗育人，只有社會上的養殖企業、動物醫院等才有真實的生產、經營環境，具備更好的學徒制人才培養的條件，導致畜牧獸醫專業深化理實一體化實踐教學改革在操作上存在一定的限制。

1.2 現場實踐不能有效滿足專業的實踐教學需求

畜牧獸醫專業的技術操作性很強,由于現場實踐的機會、指導人員、場地等諸多方面的限制，短暫的駐場實習并不能有效滿足專業的實踐教學需求。

1.3 受時間、空間等限制，合作企業資源及外部專家無法發揮最大效用

由于學生到合作企業實習實踐都是固定的時間，平時無法實時獲取實踐場景及專家指導，企業資源并沒有實現最大的利用，教學實踐效果受到一定的影響。

2 虛擬養殖場建設背景意義

2.1 新技術賦能專業教學全方位的革新

以云計算、物聯網、大數據、人工智能、AR/VR 為典型代表的新一代信息技術迅速發展，在推動社會生產力和生產方式迅速革新的同時，也對職業教育的改革和發展產生深刻影響。教育部組織制訂了《教育信息化十年發展規劃（2011—2020 年）》《教育信息化“十三五”規劃》《教育信息化2.0 行動計劃》，提出以人工智能、大數據、物聯網、虛擬現實等新興技術為基礎，依托各類智能設備及網絡，積極開展智慧教育創新研究和示范，推動新技術支持下教育的模式變革和生態重構，深入推進教育信息化。

2.2 畜牧獸醫專業教學改革的必然要求

畢節職業技術學院農業工程系堅持以就業為導向，強化學生綜合職業素質培養，實施“目標教學”和“能力模塊教學”相結合的教學模式。通過VR 虛擬仿真協同創新中心建設，打造理論課堂（智慧教學、校企聯動）→實訓（VR 虛擬仿真實訓）→實踐操作→課堂評價于一體的創新教學模式，補齊當前畜牧獸醫專業實訓條件的短板，有助于農牧專業群的建設，進而增強學校整體辦學特色和辦學質量，樹立品牌標桿，實現高質量發展。

虛擬養殖場的建立可以實現學校理論課堂與企業養殖場的實時動態連接，通過連線養殖間，學生可清楚看到真實動物養殖的全過程，接受養殖間養殖人員的現場操作培訓，減少外出實踐成本及實踐期間的風險，且實時互聯學習，提高教學的實踐性與實效性，實現工廠實景的可視化教學。

2.3 提升專業教育信息化水平的必要手段

教育信息化的核心內容是教學信息化。教學是教育領域的中心工作，教學信息化就是要使教學手段科技化、教育傳播信息化、教學方式現代化。運用人工智能、VR/AR等新技術，“以學生為中心”，構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系，創新教學手段，顛覆傳統教學以教師單向灌輸知識、學生被動接受為主的落后模式，真正促進教育改革，符合教育信息化要求，對深化畢節職業技術學院教育改革，實施素質教育，提升學校信息化建設水平及應用具有重大的意義。虛擬養殖場的建立有效的運用了信息化手段，能有效推進教法改革。

3 虛擬養殖場建設規劃設計

虛擬養殖場的搭建，主要是運用賽名師智慧教學平臺、軟性資源和智能硬件設備，實現支持“遠程互動智慧課堂+（企業）可視化智慧教學空間”的遠程聯動，與企業合作開展情境式教學、項目式教學，將虛擬工廠融入課堂教學，將企業的真實生產環境融入教學活動中，打破時空的限制，實現課堂與校外養殖場的聯動，將虛擬工廠搬進課堂，通過連線養殖間，學生可清楚看到真實動物養殖的全過程，接受養殖間養殖人員的現場操作培訓，實現生產實踐與課堂教學的無縫對接。課堂教學通過賽名師線上云平臺，實現線上學習及指導；線下通過賽名師智慧課堂實現農牧專業群理論教學、實訓、操作指導等全流程的課前-課中-課后教學、評價及提升，從而實現線上線下聯動教學。

遠程互動智慧課堂的建設設計引入人體工學為空間設計指導，以個性化教學、學生間的交往及社會性人格塑造為設計理念，遵照空間布局、環境照明、聲學、視覺、色彩、文化氛圍等設計標準，對空間進行設計和布局，打造正式的課堂教學空間，實現智慧教學空間。計劃建設1 間95 平方遠程互動智慧課堂，單次可容納60 人。適合復合型學習模式，知識傳授、課堂示范教學、小型研討分享。應用場景：課前、課中、課后、管理評價于一體，直播錄播、校企遠程聯動教學，輔助老師進行高效教學，輔助領導實現科學的教學管理。

可視化智慧教學空間建設是在養殖場教學區域建設全方位、無死角、全天候、高清化的視頻監控系統，以滿足養殖場教學指導的需求。教學過程中可通過解碼設備將養殖場教學區域的畫面解碼上墻顯示，支持預覽、回放和云臺控制功能，學生日常也可以在手機APP 上觀看養殖場視頻監控，進行自主學習，并可通過平臺與養殖場現場進行視頻對講。

4 建設后使用管理

建立健全虛擬養殖場的使用管理辦法，嚴格參照使用管理辦法進行使用、管理和維護。明確責任人，定期進行設備的巡查和維護，保證設備的正常運行。使用管理辦法包括：7S 管理實施細則、安全制度、突發事件應急預案、工作人員崗位職責、員工考勤管理制度、過程管理辦法、檔案管理制度、教學績效管理、教學推出管理、設備日常使用規范、特殊設備使用管理制度、儀器設備損壞賠償辦法、耗材計劃采購及管理辦法、學員日常行為規范、學生管理守則、授課指導教師職責、經費管理制度、資產與財務管理制度等。

開放共享，提高虛擬養殖場的利用率。虛擬養殖場實現了生產實踐與課堂教學的無縫對接，可滿足畜牧獸醫專業教學，還可以用來為社會提供服務開展畜牧獸醫等專業培訓。遠程互動智慧課堂可以滿足不同專業的教學及線上培訓需要，如制作教學錄像，開展遠程線上培訓、線上線下混合式培訓等。制定科學合理的使用計劃，提高虛擬養殖場的利用率。

5 預期目標成效

5.1 提升專業教學信息化水平

虛擬養殖場有效利用人工智能、虛擬現實等新興技術，實現學校理論課堂與企業養殖場的實時動態連接，實現校企深度合作，實現工廠實景的可視化教學，提高教學的實踐性與實效性，減少外出實踐成本及實踐期間的風險。推動專業教學模式變革，實現教學手段科技化、教育傳播信息化、教學方式現代化，深入推進專業教學信息化水平。

5.2 推進專業教學模式改革

虛擬養殖場實現了校企聯動，有利于開展情境式教學、項目式教學，將虛擬工廠融入課堂教學，將企業的真實生產環境融入教學活動中，實現了生產實踐與課堂教學的無縫對接。虛擬養殖場的建設，實現了專業課堂教學的線上學習及指導，線下的理論教學、實訓、操作指導等全流程的課前-課中-課后教學、評價及提升，實現了線上線下聯動教學，創新了專業教學模式，推進專業的教法改革。虛擬養殖場中的遠程互動智慧課堂，構建了智能學習、交互式學習的新型教育體系，創新了教學手段，必將有效幫助專業建設“以學生為中心”教學模式，促進專業教學改革，促進特色專業群建設。

5.3 打造專業線上線下混合式、理實一體化金課示范

虛擬養殖場的建立，將有效助力專業率先在學校內部打造線上線下、理實一體化的金課建設，將起到良好的示范作用。通過線上線下混合式、理實一體化金課的建設，以及深入的校企合作，打造新型的校企合作模式，承接縱向、橫向課題以及市場相關需求，提升教師能力水平、推進教法及教材改革，助力專業落實“三教”改革。

5.4 提升專業社會服務能力

虛擬養殖場搭建了線上課堂，將有效擴大培訓受眾，線上線下混合式教學，養殖場遠程可視化培訓，培訓效果得到進一步提升。即使在特殊時期，如疫情期間，也可以開展線上培訓服務。聯動動物醫學仿真實訓中心，整合校企行等多方資源，通過校企合作、校校合作等多樣的方式，構建開放靈活的職業教育體系和培訓體系，開展定制化培訓服務，整體提升專業群服務能力，打造全方位、多層次服務產業發展的典型案例，提高學校整體社會服務能力。