科技賦能深化理實一體化實踐教學(xué)改革及建設(shè)虛擬養(yǎng)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(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)工程系，貴州 畢節(jié) 551700）

專業(yè)是人才培養(yǎng)的載體，是高職院校推進(jìn)教育教學(xué)改革、提高教育教學(xué)質(zhì)量的立足點，其建設(shè)成果決定著高職院校的人才培養(yǎng)質(zhì)量。近年來，畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院充分依托貴州省教育廳2018 年支持建設(shè)的高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量提升工程項目“農(nóng)牧專業(yè)群”，注重內(nèi)涵提升，持續(xù)加強(qiáng)“農(nóng)牧專業(yè)群”核心專業(yè)--畜牧獸醫(yī)專業(yè)建設(shè)，科技賦能深化理實一體化實踐教學(xué)改革，在建設(shè)虛擬養(yǎng)殖場方面進(jìn)行了有效的實踐探索。

1 教學(xué)實訓(xùn)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 專業(yè)理論和實踐教學(xué)銜接需要進(jìn)一步提升

“農(nóng)牧專業(yè)群”雖然已建立以“實訓(xùn)室培訓(xùn)學(xué)生專業(yè)基本技能、實習(xí)基地培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)核心技能、頂崗實習(xí)培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力”的“三階式”專業(yè)技能培訓(xùn)與實踐教育教學(xué)模式，但是由于畜牧獸醫(yī)專業(yè)的特殊性，實操技術(shù)性強(qiáng)，且受土地與環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)格限制，校內(nèi)不可能興建對環(huán)境有一定污染的養(yǎng)殖場，因此，校內(nèi)難以具備真實的規(guī)模養(yǎng)殖生產(chǎn)條件，難以進(jìn)行校內(nèi)實崗育人，只有社會上的養(yǎng)殖企業(yè)、動物醫(yī)院等才有真實的生產(chǎn)、經(jīng)營環(huán)境，具備更好的學(xué)徒制人才培養(yǎng)的條件，導(dǎo)致畜牧獸醫(yī)專業(yè)深化理實一體化實踐教學(xué)改革在操作上存在一定的限制。

1.2 現(xiàn)場實踐不能有效滿足專業(yè)的實踐教學(xué)需求

畜牧獸醫(yī)專業(yè)的技術(shù)操作性很強(qiáng),由于現(xiàn)場實踐的機(jī)會、指導(dǎo)人員、場地等諸多方面的限制，短暫的駐場實習(xí)并不能有效滿足專業(yè)的實踐教學(xué)需求。

1.3 受時間、空間等限制，合作企業(yè)資源及外部專家無法發(fā)揮最大效用

由于學(xué)生到合作企業(yè)實習(xí)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(dǎo)，企業(yè)資源并沒有實現(xiàn)最大的利用，教學(xué)實踐效果受到一定的影響。

2 虛擬養(yǎng)殖場建設(shè)背景意義

2.1 新技術(shù)賦能專業(yè)教學(xué)全方位的革新

以云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、AR/VR 為典型代表的新一代信息技術(shù)迅速發(fā)展，在推動社會生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式迅速革新的同時，也對職業(yè)教育的改革和發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。教育部組織制訂了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020 年）》《教育信息化“十三五”規(guī)劃》《教育信息化2.0 行動計劃》，提出以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，積極開展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)，深入推進(jìn)教育信息化。

2.2 畜牧獸醫(yī)專業(yè)教學(xué)改革的必然要求

畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)工程系堅持以就業(yè)為導(dǎo)向，強(qiáng)化學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，實施“目標(biāo)教學(xué)”和“能力模塊教學(xué)”相結(jié)合的教學(xué)模式。通過VR 虛擬仿真協(xié)同創(chuàng)新中心建設(shè)，打造理論課堂（智慧教學(xué)、校企聯(lián)動）→實訓(xùn)（VR 虛擬仿真實訓(xùn)）→實踐操作→課堂評價于一體的創(chuàng)新教學(xué)模式，補(bǔ)齊當(dāng)前畜牧獸醫(yī)專業(yè)實訓(xùn)條件的短板，有助于農(nóng)牧專業(yè)群的建設(shè)，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)校整體辦學(xué)特色和辦學(xué)質(zhì)量，樹立品牌標(biāo)桿，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

虛擬養(yǎng)殖場的建立可以實現(xiàn)學(xué)校理論課堂與企業(yè)養(yǎng)殖場的實時動態(tài)連接，通過連線養(yǎng)殖間，學(xué)生可清楚看到真實動物養(yǎng)殖的全過程，接受養(yǎng)殖間養(yǎng)殖人員的現(xiàn)場操作培訓(xùn)，減少外出實踐成本及實踐期間的風(fēng)險，且實時互聯(lián)學(xué)習(xí)，提高教學(xué)的實踐性與實效性，實現(xiàn)工廠實景的可視化教學(xué)。

2.3 提升專業(yè)教育信息化水平的必要手段

教育信息化的核心內(nèi)容是教學(xué)信息化。教學(xué)是教育領(lǐng)域的中心工作，教學(xué)信息化就是要使教學(xué)手段科技化、教育傳播信息化、教學(xué)方式現(xiàn)代化。運用人工智能、VR/AR等新技術(shù)，“以學(xué)生為中心”，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系，創(chuàng)新教學(xué)手段，顛覆傳統(tǒng)教學(xué)以教師單向灌輸知識、學(xué)生被動接受為主的落后模式，真正促進(jìn)教育改革，符合教育信息化要求，對深化畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育改革，實施素質(zhì)教育，提升學(xué)校信息化建設(shè)水平及應(yīng)用具有重大的意義。虛擬養(yǎng)殖場的建立有效的運用了信息化手段，能有效推進(jìn)教法改革。

3 虛擬養(yǎng)殖場建設(shè)規(guī)劃設(shè)計

虛擬養(yǎng)殖場的搭建，主要是運用賽名師智慧教學(xué)平臺、軟性資源和智能硬件設(shè)備，實現(xiàn)支持“遠(yuǎn)程互動智慧課堂+（企業(yè)）可視化智慧教學(xué)空間”的遠(yuǎn)程聯(lián)動，與企業(yè)合作開展情境式教學(xué)、項目式教學(xué)，將虛擬工廠融入課堂教學(xué)，將企業(yè)的真實生產(chǎn)環(huán)境融入教學(xué)活動中，打破時空的限制，實現(xiàn)課堂與校外養(yǎng)殖場的聯(lián)動，將虛擬工廠搬進(jìn)課堂，通過連線養(yǎng)殖間，學(xué)生可清楚看到真實動物養(yǎng)殖的全過程，接受養(yǎng)殖間養(yǎng)殖人員的現(xiàn)場操作培訓(xùn)，實現(xiàn)生產(chǎn)實踐與課堂教學(xué)的無縫對接。課堂教學(xué)通過賽名師線上云平臺，實現(xiàn)線上學(xué)習(xí)及指導(dǎo)；線下通過賽名師智慧課堂實現(xiàn)農(nóng)牧專業(yè)群理論教學(xué)、實訓(xùn)、操作指導(dǎo)等全流程的課前-課中-課后教學(xué)、評價及提升，從而實現(xiàn)線上線下聯(lián)動教學(xué)。

遠(yuǎn)程互動智慧課堂的建設(shè)設(shè)計引入人體工學(xué)為空間設(shè)計指導(dǎo)，以個性化教學(xué)、學(xué)生間的交往及社會性人格塑造為設(shè)計理念，遵照空間布局、環(huán)境照明、聲學(xué)、視覺、色彩、文化氛圍等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對空間進(jìn)行設(shè)計和布局，打造正式的課堂教學(xué)空間，實現(xiàn)智慧教學(xué)空間。計劃建設(shè)1 間95 平方遠(yuǎn)程互動智慧課堂，單次可容納60 人。適合復(fù)合型學(xué)習(xí)模式，知識傳授、課堂示范教學(xué)、小型研討分享。應(yīng)用場景：課前、課中、課后、管理評價于一體，直播錄播、校企遠(yuǎn)程聯(lián)動教學(xué)，輔助老師進(jìn)行高效教學(xué)，輔助領(lǐng)導(dǎo)實現(xiàn)科學(xué)的教學(xué)管理。

可視化智慧教學(xué)空間建設(shè)是在養(yǎng)殖場教學(xué)區(qū)域建設(shè)全方位、無死角、全天候、高清化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足養(yǎng)殖場教學(xué)指導(dǎo)的需求。教學(xué)過程中可通過解碼設(shè)備將養(yǎng)殖場教學(xué)區(qū)域的畫面解碼上墻顯示，支持預(yù)覽、回放和云臺控制功能，學(xué)生日常也可以在手機(jī)APP 上觀看養(yǎng)殖場視頻監(jiān)控，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并可通過平臺與養(yǎng)殖場現(xiàn)場進(jìn)行視頻對講。

4 建設(shè)后使用管理

建立健全虛擬養(yǎng)殖場的使用管理辦法，嚴(yán)格參照使用管理辦法進(jìn)行使用、管理和維護(hù)。明確責(zé)任人，定期進(jìn)行設(shè)備的巡查和維護(hù)，保證設(shè)備的正常運行。使用管理辦法包括：7S 管理實施細(xì)則、安全制度、突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案、工作人員崗位職責(zé)、員工考勤管理制度、過程管理辦法、檔案管理制度、教學(xué)績效管理、教學(xué)推出管理、設(shè)備日常使用規(guī)范、特殊設(shè)備使用管理制度、儀器設(shè)備損壞賠償辦法、耗材計劃采購及管理辦法、學(xué)員日常行為規(guī)范、學(xué)生管理守則、授課指導(dǎo)教師職責(zé)、經(jīng)費管理制度、資產(chǎn)與財務(wù)管理制度等。

開放共享，提高虛擬養(yǎng)殖場的利用率。虛擬養(yǎng)殖場實現(xiàn)了生產(chǎn)實踐與課堂教學(xué)的無縫對接，可滿足畜牧獸醫(yī)專業(yè)教學(xué)，還可以用來為社會提供服務(wù)開展畜牧獸醫(yī)等專業(yè)培訓(xùn)。遠(yuǎn)程互動智慧課堂可以滿足不同專業(yè)的教學(xué)及線上培訓(xùn)需要，如制作教學(xué)錄像，開展遠(yuǎn)程線上培訓(xùn)、線上線下混合式培訓(xùn)等。制定科學(xué)合理的使用計劃，提高虛擬養(yǎng)殖場的利用率。

5 預(yù)期目標(biāo)成效

5.1 提升專業(yè)教學(xué)信息化水平

虛擬養(yǎng)殖場有效利用人工智能、虛擬現(xiàn)實等新興技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)校理論課堂與企業(yè)養(yǎng)殖場的實時動態(tài)連接，實現(xiàn)校企深度合作，實現(xiàn)工廠實景的可視化教學(xué)，提高教學(xué)的實踐性與實效性，減少外出實踐成本及實踐期間的風(fēng)險。推動專業(yè)教學(xué)模式變革，實現(xiàn)教學(xué)手段科技化、教育傳播信息化、教學(xué)方式現(xiàn)代化，深入推進(jìn)專業(yè)教學(xué)信息化水平。

5.2 推進(jìn)專業(yè)教學(xué)模式改革

虛擬養(yǎng)殖場實現(xiàn)了校企聯(lián)動，有利于開展情境式教學(xué)、項目式教學(xué)，將虛擬工廠融入課堂教學(xué)，將企業(yè)的真實生產(chǎn)環(huán)境融入教學(xué)活動中，實現(xiàn)了生產(chǎn)實踐與課堂教學(xué)的無縫對接。虛擬養(yǎng)殖場的建設(shè)，實現(xiàn)了專業(yè)課堂教學(xué)的線上學(xué)習(xí)及指導(dǎo)，線下的理論教學(xué)、實訓(xùn)、操作指導(dǎo)等全流程的課前-課中-課后教學(xué)、評價及提升，實現(xiàn)了線上線下聯(lián)動教學(xué)，創(chuàng)新了專業(yè)教學(xué)模式，推進(jìn)專業(yè)的教法改革。虛擬養(yǎng)殖場中的遠(yuǎn)程互動智慧課堂，構(gòu)建了智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系，創(chuàng)新了教學(xué)手段，必將有效幫助專業(yè)建設(shè)“以學(xué)生為中心”教學(xué)模式，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)改革，促進(jìn)特色專業(yè)群建設(shè)。

5.3 打造專業(yè)線上線下混合式、理實一體化金課示范

虛擬養(yǎng)殖場的建立，將有效助力專業(yè)率先在學(xué)校內(nèi)部打造線上線下、理實一體化的金課建設(shè)，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(shè)，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(guān)需求，提升教師能力水平、推進(jìn)教法及教材改革，助力專業(yè)落實“三教”改革。

5.4 提升專業(yè)社會服務(wù)能力

虛擬養(yǎng)殖場搭建了線上課堂，將有效擴(kuò)大培訓(xùn)受眾，線上線下混合式教學(xué)，養(yǎng)殖場遠(yuǎn)程可視化培訓(xùn)，培訓(xùn)效果得到進(jìn)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(xùn)服務(wù)。聯(lián)動動物醫(yī)學(xué)仿真實訓(xùn)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(gòu)建開放靈活的職業(yè)教育體系和培訓(xùn)體系，開展定制化培訓(xùn)服務(wù)，整體提升專業(yè)群服務(wù)能力，打造全方位、多層次服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的典型案例，提高學(xué)校整體社會服務(wù)能力。