中職畜禽解剖課程虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源的建設(shè)與應(yīng)用

劉月華

摘 要：虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源的建設(shè)與應(yīng)用是信息技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的具體應(yīng)用，是專業(yè)學(xué)科建設(shè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，是體現(xiàn)現(xiàn)代職業(yè)教育理念的重要手段，在中職學(xué)校，特別是農(nóng)業(yè)類專業(yè)中應(yīng)用相對(duì)較少。本文以畜禽解剖生理課程為例，結(jié)合筆者所在學(xué)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的實(shí)踐，從虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)的背景分析、資源開發(fā)的內(nèi)容及資源的應(yīng)用實(shí)踐三個(gè)方面來闡述中職農(nóng)業(yè)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源的建設(shè)與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：中職 畜禽解剖 虛擬仿真 實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源

虛擬仿真教學(xué)資源在高等職業(yè)院校，特別是一些工科類專業(yè)課程的建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，對(duì)提高實(shí)訓(xùn)水平起到了關(guān)鍵的作用，但在中職，特別是農(nóng)業(yè)類專業(yè)中應(yīng)用相對(duì)較少，在一定程度上影響了專業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的步伐。為此，開發(fā)和應(yīng)用虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源，也應(yīng)作為中職農(nóng)業(yè)類專業(yè)建設(shè)中一項(xiàng)不可缺少的項(xiàng)目予以重視。本文以畜禽解剖生理課程為例，結(jié)合筆者所在學(xué)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的實(shí)踐，從虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)的背景分析入手，闡述農(nóng)業(yè)類專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源開發(fā)的內(nèi)容及其應(yīng)用。

一、資源建設(shè)的背景

1.虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源開發(fā)是信息技術(shù)在專業(yè)教學(xué)應(yīng)用的需要

教育的本質(zhì)是通過有價(jià)值的知識(shí)信息傳遞為學(xué)生的身心發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步服務(wù)。從學(xué)科知識(shí)信息傳遞的角度來思考，信息技術(shù)具有效率高和效能高的特點(diǎn)，已成為衡量教育現(xiàn)代化水平的重要指標(biāo)。在職業(yè)教育專業(yè)建設(shè)中，信息技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)之一就是開發(fā)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，而虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源的開發(fā)則是數(shù)字化教學(xué)資源應(yīng)用的形象而具體的體現(xiàn)。

2.虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源開發(fā)是職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)現(xiàn)代化的需要

實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)是職業(yè)學(xué)校專業(yè)建設(shè)的重要基礎(chǔ)，應(yīng)能滿足教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、科研等多方面的需要。一是適合教師教學(xué)。在中等職業(yè)學(xué)校，由于受資金、場(chǎng)所等條件的限制，不可能將大型的流水線和重型設(shè)備搬進(jìn)實(shí)訓(xùn)室，就需要將這些操作對(duì)象和設(shè)備經(jīng)過模塊化、模擬化、仿真化處理，使之既具備實(shí)物的一切特征，又能放在一定的空間里作為訓(xùn)練工具，從而有助于教學(xué)應(yīng)用。二是適合學(xué)生學(xué)習(xí)。實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)必須根據(jù)學(xué)生實(shí)際，制訂詳細(xì)的操作流程、注意事項(xiàng)，即便于學(xué)生使用與掌握，又能使學(xué)生感受到課堂上無法感受到的職業(yè)氛圍，達(dá)到教師授課生動(dòng)形象、學(xué)生操作方便的目的。三是適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展。中職培養(yǎng)目標(biāo)必須與區(qū)域行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)相適應(yīng)，培養(yǎng)的學(xué)生不僅能直接從事生產(chǎn)一線操作，還能成為引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)革新的技術(shù)技能型人才。

3.虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源開發(fā)是實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育資源共享的需要

優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享是職業(yè)教育健康持續(xù)發(fā)展的有效途徑。一是滿足專業(yè)建設(shè)需要。職業(yè)教育資源的開發(fā)，要求能滿足校內(nèi)教學(xué)中理論驗(yàn)證及單項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用能力的培養(yǎng)、提高動(dòng)手能力和綜合技術(shù)的應(yīng)用能力等多方面的需要。二是滿足公共服務(wù)需要。資源開發(fā)需有利于面向區(qū)域企業(yè)及兄弟學(xué)校開放，實(shí)現(xiàn)校企合作、校校合作的資源共享，充分發(fā)揮資源建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。三是滿足學(xué)校發(fā)展需要。專業(yè)資源建設(shè)的規(guī)劃、建設(shè)必須服從學(xué)校整體規(guī)劃的需要，不僅要為其他專業(yè)的規(guī)劃、建設(shè)提供示范，還要提供必要的支持和服務(wù)，帶動(dòng)學(xué)校專業(yè)建設(shè)水平的整體提升，從而更好地發(fā)揮基地的投資效益。

二、資源開發(fā)建設(shè)的內(nèi)容

1.資源開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)

中職畜禽解剖生理課程是養(yǎng)殖及牧醫(yī)類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程，其虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源開發(fā)依據(jù)的技術(shù)基礎(chǔ)為三維動(dòng)畫，即在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)虛擬的三維世界，按照要表現(xiàn)對(duì)象的形態(tài)結(jié)構(gòu)和大小建立一個(gè)模型及場(chǎng)景，并根據(jù)要求設(shè)定形態(tài)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡、過程和其他動(dòng)畫參數(shù)，最后按要求為表現(xiàn)對(duì)象賦上特定背景，都完成后讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算，生成特定的畫面。

2.虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)搭建

將三維動(dòng)畫技術(shù)應(yīng)用于課程資源的建設(shè)并實(shí)現(xiàn)共享，還需要建立一個(gè)技術(shù)平臺(tái)——虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，用來解決資源的建設(shè)、整合、開放與共享問題，提供可持續(xù)發(fā)展的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)方案設(shè)計(jì)是從虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用、教學(xué)資源、課程管理、教學(xué)管理四個(gè)維度切入，從而解決實(shí)訓(xùn)應(yīng)用的統(tǒng)一管理，達(dá)到教學(xué)資源最大化。

3.動(dòng)物虛擬仿真解剖軟件

動(dòng)物3D虛擬解剖軟件主要是依據(jù)動(dòng)物解剖學(xué)的教學(xué)要求，采用三維立體仿真技術(shù)，根據(jù)采集到的特定動(dòng)物真實(shí)影像的解剖位置及比例參數(shù)，對(duì)犬、雞等特定動(dòng)物進(jìn)行3D真實(shí)還原。軟件設(shè)計(jì)主要是基于系統(tǒng)解剖學(xué)的教學(xué)理念，對(duì)特定動(dòng)物各個(gè)系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐層講解與展示，從而充分展示各個(gè)解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系。

動(dòng)物3D虛擬解剖軟件共有三個(gè)模塊：結(jié)構(gòu)認(rèn)知、隨堂練習(xí)、隨堂測(cè)試。結(jié)構(gòu)認(rèn)知模塊可對(duì)動(dòng)物各個(gè)器官進(jìn)行360°全方位展示，可從各個(gè)角度對(duì)特定器官進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)觀察及拆分操作，對(duì)動(dòng)物多個(gè)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)有立體的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，還可對(duì)單個(gè)器官結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大觀察，使學(xué)生能夠觀察到微觀復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，如具體的神經(jīng)、血管、淋巴等。重要的解剖結(jié)構(gòu)還會(huì)有文本注釋，幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)及理解。隨堂練習(xí)和隨堂測(cè)試模塊，可檢測(cè)學(xué)生使用解剖軟件后的學(xué)習(xí)效果，可有效反饋教學(xué)效果，提高教師教學(xué)的針對(duì)性。

三、資源的應(yīng)用實(shí)踐

1.有利于提高課堂教學(xué)效率

以3D為基礎(chǔ)的動(dòng)物解剖虛擬仿真教學(xué)資源的開發(fā)，以其生動(dòng)、形象的形式展示動(dòng)物主要器官系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)、內(nèi)部形態(tài)，改變以往僅靠有限的實(shí)物展示、掛圖或文字描述等途徑，通過動(dòng)畫演示并配以圖解的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以更直觀有效的方式加深對(duì)器官結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，且這種實(shí)訓(xùn)過程不受時(shí)間、空間的限制，更有利于教學(xué)計(jì)劃的實(shí)施。比如在動(dòng)物循環(huán)系統(tǒng)的教學(xué)中，以前一般先是用靜態(tài)實(shí)物或掛圖展示心臟及血管模型，再通過文字反復(fù)描述循環(huán)系統(tǒng)的組成、血液循環(huán)的過程，內(nèi)容抽象，教學(xué)一般需要4課時(shí)，現(xiàn)在通過3D解剖軟件演示教學(xué)，學(xué)生只需2課時(shí)就可輕松掌握。

2.有利于開展個(gè)性化教學(xué)

現(xiàn)代教學(xué)提倡一對(duì)一的教學(xué)，其教學(xué)模式是靈活的、多樣的，要根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況針對(duì)性地進(jìn)行輔導(dǎo)，也就是所謂的“因材施教”。這就需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)適合教師指導(dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境。虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)軟件設(shè)置了適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的菜單功能，學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)掌握的程度，隨時(shí)打開學(xué)習(xí)鏈接，針對(duì)自己的實(shí)際需要有選擇性地反復(fù)開展學(xué)習(xí)，同時(shí)，還可通過配套的測(cè)試內(nèi)容反復(fù)練習(xí)，直至將知識(shí)點(diǎn)完全掌握為止。比如學(xué)習(xí)泌尿生殖系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，教師只要做一次講解和點(diǎn)評(píng)，學(xué)生就可根據(jù)自己的了解程度，通過3D演示資源有所側(cè)重地去自主學(xué)習(xí)，掌握相應(yīng)器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，讓學(xué)生感覺有趣而不枯燥。

3.有利于降低教學(xué)成本

實(shí)訓(xùn)教學(xué)作為職業(yè)教育區(qū)別于普通教育的教學(xué)手段，其教學(xué)成本占據(jù)了教育成本的大部分。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源的開發(fā)應(yīng)用則成為解決這一問題的重要手段。以畜禽解剖生理課程為例，由于該課程涉及的實(shí)訓(xùn)對(duì)象為畜禽，如果每搞一次實(shí)訓(xùn)就解剖一個(gè)或多個(gè)畜禽，反復(fù)實(shí)訓(xùn)就需要解剖更多的畜禽，其教學(xué)成本是相當(dāng)高的。一次性投資開發(fā)應(yīng)用仿真實(shí)訓(xùn)資源，師生不僅可隨時(shí)實(shí)訓(xùn)、隨時(shí)測(cè)試、反復(fù)實(shí)訓(xùn)，而且不需要增加新的成本，顯著提高了教育教學(xué)的效益。

總之，中職畜禽解剖虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源的開發(fā)與應(yīng)用，有效地將信息技術(shù)應(yīng)用于專業(yè)教學(xué)及實(shí)踐中，有機(jī)融合了理論與實(shí)踐，充分體現(xiàn)了“做中學(xué)、學(xué)中做”的現(xiàn)代職業(yè)教育理念。一方面，有利于學(xué)生理解基礎(chǔ)知識(shí)、掌握基本技能，大大提高了學(xué)習(xí)興趣；另一方面，極大地提高了教學(xué)的效率，有效地降低了教學(xué)成本，這應(yīng)該成為職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展方向。

（作者單位：江蘇省海安中等專業(yè)學(xué)校）