虚拟仿真技术在高职畜牧兽医专业群动物解剖生理教学中的应用——以广东茂名农林科技职业学院为例.pdf

教育与教学168 2023.100 引言经过多年的实践探索，信息化技术在教育层面上的影响已初步呈现，但与新时代的要求仍存在较大差距。我国虚拟仿真教学相比于国外起步较晚，2013年才正式收稿日期：2023-05-22基金项目：教育部科技发展中心虚拟仿真技术在职业教育教学中的创新应用专项课题“基于虚拟仿真技术的畜牧兽医专业群职业技能培训考核与竞赛研究”（ZJXF2022117）；广东茂名农林科技职业学院2021年质量工程教育教学改革研究与实践项目课题“畜牧兽医信息化产教融合创新平台的搭建与实践”（2021GMNJXGG05）作者简介：植婵萍（1990-），女，汉族，硕士研究生，讲师，主要从事畜牧兽医、动物医学专业教科研工作。*通信作者简介：周汉柱（1968-），男，汉族，副教授，主要从事畜牧兽医、动物医学专业教科研工作。植婵萍，吴祖雄，周汉柱虚拟仿真技术在高职畜牧兽医专业群动物解剖生理教学中的应用：以广东茂名农林科技职业学院为例J现代畜牧科技，2023，101（10）：168-170doi:10.19369/ki.2095-9737.2023.10.045ZHI Chanping，WU Zuxiong，ZHOU HanzhuTeaching Application of Virtual Simulation Technology in Animal Anatomy and Physiology of Animal Husbandry and Veterinary Medicine Professional Group in Higher Vocational Education：Taking GuangDong MaoMing Agriculture&Forestry Technical College as an ExampleJModern Animal Husbandry Science&Technology，2023，101（10）：168-170虚拟仿真技术在高职畜牧兽医专业群 动物解剖生理教学中的应用 以广东茂名农林科技职业学院为例植婵萍，吴祖雄，周汉柱*（广东茂名农林科技职业学院，广东 茂名 525000）摘要：动物解剖生理是高职畜牧兽医类专业的核心基础课程，具备承上启下的重要作用。该文以广东茂名农林科技职业学院为例，结合专业特色及课程特点，在畜牧兽医专业群虚拟仿真教学方面进行探索，搭建畜牧兽医专业、动物医学专业动物解剖生理实训教学体系的框架，经过2年的实践应用，形成经验并取得较好的效果，切实提升畜牧兽医专业群的人才培养质量，为畜牧兽医类专业相关课程的教学改革提供新的思路。关键词：畜牧兽医专业群；动物解剖生理；虚拟仿真；教学应用中图分类号：S852文献标识码：Bdoi：10.19369/ki.2095-9737.2023.10.045Teaching Application of Virtual Simulation Technology in Animal Anatomy and Physiology of Animal Husbandry and Veterinary Medicine Professional Group in Higher Vocational EducationTaking GuangDong MaoMing Agriculture&Forestry Technical College as an ExampleZHI Chanping，WU Zuxiong，ZHOU Hanzhu*（GuangDong MaoMing Agriculture&Forestry Technical College，Maoming Guangdong 525000，China）Abstract：Animal anatomy and physiology is the core basic course of animal husbandry and veterinary major in higher vocational colleges，which plays an important role in connecting the past and the nextTaking Guangdong Maoming Vocational College of Agriculture and Forestry Science and Technology as an example，this paper explores the virtual simulation teaching of animal husbandry and veterinary professional groups，builds the framework of animal anatomy and physiology practical training teaching system for animal husbandry and veterinary professional and animal medicine professional，and obtains good results after 2 years of practice and applicationEffectively improve the quality of personnel training for animal husbandry and veterinary professional groups，and provide new ideas for the teaching reform of animal husbandry and veterinary professional coursesKeywords：animal husbandry and veterinary professional group，animal anatomy and physiology，virtual simulation，teaching application教育与教学1692023.10启动建设国家级虚拟仿真实验中心，根据国家虚拟仿真实验教学课程共享平台的统计，截至2023年4月，我国已建设示范性虚拟仿真实验教学项目共3 462项，其中，国家级一流课程项目728项；已建设58项动物类示范性虚拟仿真实验教学课程，动物医学类21项、动物科学类23项、水产养殖8项、其他6项，其中经国家认定29项，这58项中主要涉及猪、鸡、牛、鱼等动物的解剖生理、繁育技术、手术、疾病诊断与防控等内容，大部分由农业类本科院校建设。目前国内对于畜牧兽医相关专业的专业教学中运用虚拟仿真技术的相关研究理论成果虽具初步基础，但还远远不足1。1 传统动物解剖生理课程教学现状及虚拟仿真技术意义近年，高职扩招与教学经费投入的缓慢增加之间的矛盾导致学生人均经费也随之下降。据相关报道，畜牧兽医高校不得不把实验动物从昂贵的经济动物改成较廉价的兔子、白鼠等，或者直接压缩实验动物数量保证实训课的正常进行。畜牧兽医相关专业实操技术性强，当前实训教学条件等相对传统，传统的动物解剖生理实训教学中，较多的采用动物标本、挂画、塑化模型、动物实体解剖等教学用具及方式进行，如遇疫情等特殊情况，实训教学将无法实施。此外，动物解剖生理课程在以往的教学模式中存在实验动物用量大、尸体无害化处理困难、需用专门的仪器设备、耗材昂贵等问题，同时受相关动物福利政策制约的影响，很多实训课在日常实验教学中难以开展2。实验动物缺乏造成的实训不足，活体宰杀环境给师生带来的不适感，也降低学生对动物知识的兴趣和吸引力。在信息化技术飞速发展的当下，师生的信息化应用能力不断增强，通过虚拟仿真实验和实践教学资源的融汇结合，学生可随时随地在虚拟环境中开展实训活动，提高学习效率，教师也可丰富教学手段，有利于提高学生的自主学习能力、专业能力和实践操作能力，克服传统教学的不足，激发学生的学习兴趣，为后续专业课程的学习打下扎实的基础，提升专业群的育人质量3。2 动物解剖虚拟仿真实训教学系统在畜牧兽医专业群教学中的应用2.1 动物解剖虚拟仿真实训教学系统建设广东茂名农林科技职业学院畜牧兽医专业群由畜牧兽医、动物医学、水产养殖技术3个专业组成，属广东省第2批高水平专业群，近3年，每年为广东省输送畜牧兽医类人才超过500人，在行业内具有较大的影响力。动物解剖生理学是畜牧兽医专业群一门承上启下的专业基础核心课程，以广东茂名农林科技职业学院畜牧兽医、动物医学专业人才培养方式及专业特色为背景与信息技术公司共同探索开发了2套主要涉及猪解剖与犬解剖的虚拟仿真实训教学系统，该教学系统目前仅有安卓版及PC端2种输出方式，主要包含3个模块：生理解剖、仿真实验和题库中心。其中，生理解剖模块囊括11个部分，分别是内分泌系统、呼吸系统、心血管系统、感觉器官、泌尿系统、消化系统、淋巴系统、生殖系统、神经系统、被皮系统及运动系统。该系统具备完整的生理解剖结构数据，每个结构都可独立显示，可任意旋转、拖拽、透明化和隐藏，支持放大缩小观察等，配有中英文标注信息，配合语音解读功能，配备有题量丰富的试题库，供教师对学生的学习状况进行考核及评价，并提供有针对性的仿真实训，涉及课程所覆盖的相关内容，把理论学习与实操能力进行结合，学生可多层次和全方位地进行学习，借以提升学生学习兴趣、加深对知识的理解，使得解剖生理学的教与学变得更为简单轻松。2.2 动物解剖虚拟仿真实训系统的应用以“立德树人”为宗旨，秉承“虚实结合、相互补充、能实不虚”的教学原则，以“学生为中心”的教学理念，依托该虚拟仿真实训教学系统，动物解剖生理学课程教学团队把其应用于2021级、2022级畜牧兽医及动物医学专业学生的课堂教学中，形成融“理论、演示、实训、反馈”于一体的教学模式，将“教、学、做”有机结合，利用虚拟仿真实训代替实物开展部分实训教学，并结合真实教具，弥补虚拟仿真实训“未见实物”的不足，教学实施过程见图14。图1 教学实施过程课前布置任务。学生提前预习相关解剖理论和实验内容，通过PC、手机观看实训教学视频和仿真解剖视频，经身份验证，进入广东茂名农林科技职业学院三维数字动物解剖虚拟仿真实训教学系统，以猪、犬为代表动物，点击“透视”“隐藏”等按钮，了解哺乳动物的外部形态和内部解剖结构，学生可完成对猪、犬的外部形态、运动系统、泌尿系统等脏器的形态组成特征的学习，仿真解剖模块可让学生独立操作，亲自体验和提前学习解剖方法和技能，并可反复多次进行，直至能够熟教学实施过程实训前（线上）实训后（线上）实训中（线上线下融合）观看实训教学视频观看仿真解剖视频透视结构器官复位解剖断层反馈评价知识盲点讲解拓展提升交流讨论虚拟解剖考核撰写实训报告后台实训成绩管理和分析结果交流实体解剖VR虚拟解剖 VR教学模式讲授 进行仿真练习教育与教学170 2023.10练掌握相关解剖知识，有效地解决了课前实践条件限制等问题，为课中教学质量的提高提供基础保障。课中，以学生为中心，让学生自主探究学习，教师采用提问、小组讨论、VR互动体验等方式开展实训教学。教师根据课前虚拟仿真教学系统的使用反馈，对学生的自学效果进行评价；接着先进行知识盲点讲解，VR教学模式讲授；再利用仿真系统创设学习情境，通过系统的使用检验学生的学习效果，并进行组内、组间互评及教师提问、答疑；教师进行实体解剖讲解及演示，学生观看后自主解剖，同学间讨论解剖结果并进行提问和评价，最后教师点评和总结。课后，根据课堂的教学反馈，布置任务让学生进行自我交流与讨论，并继续使用仿真系统进行知识巩固和提升，撰写实训报告，完成知识的掌握过程，实现“做中学”。教师进行实训成绩的管理和分析，为后续的教学改进提供依据。3 畜牧兽医专业群动物解剖生理教学中应用虚拟仿真平台的效果与仅运用幻灯片、解剖学标本等传统教学方式的2019级及2020级学生相比，2021级及2022级学生在相同的理论考试、实体标本考试中平均成绩均提升了10分以上，该结果表明，虚实结合的教学方式可有效地满足学生全方位实训的需求，教学效果提升显著。通过对该虚拟仿真实训教学系统的应用，可减少甚至取消实体实验时老师演示部分的操作内容，既相对增加学生在实验室“自主”解剖的时间，又可减少实验动物的用量，节省教学成本。同时，该系统也解决了由于动物身体各部分结构的相互缠绕，“牵一发而动全身”，使学生对脏器位置及完整性等的认识有偏差等问题。不仅如此，通过“虚实结合”也确保教学内容的完整性，同时使用也保障了课程“前、中、后”的全程考核及评价5。该动物解剖生理虚拟仿真实训系统深受师生好评，师生普遍反映内容丰富、生动、直观，使抽象的问题具体化，优化教学过程，补齐当前专业实训教学的短板，极大地激发了学生的学习兴趣，极大降低实践教学的难度，学生的学习效果及实践能力，创新能力及解决实际问题的能力均有大幅度提升，促进动物解剖生理学教学质量的稳步提高。4 教学反思教师在动物解剖生理的教学过程中，根据学生的特点，因材施教，进行科学的教学设计，合理地安排理论学时及实训学时，防止教学实施过程中因时间安排不合理而造成学生对虚拟平台的利用度不够等问题。虽然虚拟仿真技术对促进畜牧兽医专业群教学效果的提升有不可否认的优势，但其局限性也是显而易见的，如无法体验脏器的质感、无法感知使用器械进行解剖的力度、无法感受血液的黏滞度等，这些都必须借助实体动物经过严格和科学的训练才能掌握，因此，教师在教学实施过程中不能脱离现实过度依赖虚拟仿真教学系统，要坚持以强化实体为主、虚拟为辅的教学原则。5 结束语教育信息化的核心内容是教学信息化，该实训教学系统的建立，能够帮助教师提升信息化教学的能力水平，促进实践教学全方位革新，推进教法和教材改革，助力专业群落实“三教”改革，并有利于打造形成行业内可推广的虚拟仿真示范课，强化学校办学特色，提升专业群的整体办学水平，增强社会服务能力及树立专业品牌标杆，从而实现高质量发展。参考文献1王东浩，王世强，孙燕，等生物类虚拟仿真实验教学分析和探讨：基于国家虚拟仿真实验教学项目共享平台数据分析J实验技术与管理，2021，38（7）：151-1552贺建忠，井波，陶大勇，等虚拟仿真技术在动物医学实验（实践）教学中的应用J黑龙江畜牧兽医，2018（3）：242-2443孙彦婷，包文奇，邢召，等基于虚拟仿真技术的兽医微生物学实验教学改革J畜牧与饲料科学，2019，40（10）：98-1014陈卫，刘佩，李谷月，等虚拟仿真技术在兽医产科实验教学中的实践与探索J江西畜牧兽医杂志，2020（4）：5-85王峥，葛延松，宋军，等虚拟仿真技术在兽医外科手术学实训教学中的应用J当代畜牧，2023（2）：45-48编辑：韩若