尹云厚，王建發(fā)

(1.貴州民族大學傳媒學院，貴陽 550025；2.黑龍江八一農墾大學動物科技學院，大慶 163319)

新時代賦予了高等農林教育前所未有的重要使命。如何促進農業(yè)全面升級、推進農村全面進步、保障農民全面發(fā)展、助力農業(yè)農村現(xiàn)代化是新時代高等農林教育主動服務脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興、生態(tài)文明和美麗中國建設必須回答的重要問題[1-2]。習近平總書記給全國涉農高校的書記校長和專家代表回信為新時代高等農林教育創(chuàng)新發(fā)展、加快新農科建設指明了前進方向，提供了根本遵循和行動指南[3]。新時代新農科研究與改革的重點包括新農科建設發(fā)展理念研究與實踐、專業(yè)優(yōu)化改革攻堅實踐、新型農林人才培養(yǎng)改革實踐、協(xié)同育人機制創(chuàng)新實踐、質量文化建設綜合改革實踐等內容，其中新型農林人才培養(yǎng)改革實踐是新農科建設與改革的重點。新型農林人才培養(yǎng)改革實踐需要從思政教育、課程建設、專業(yè)建設、人才培養(yǎng)模式、實踐教學體系等方面全面系統(tǒng)地探索新農科建設的途徑和方法。

動物醫(yī)學是醫(yī)學的一個分支，也是我國農業(yè)科學的重要組成部分。其根本任務包括保障畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展、促進動物健康和動物福利、提高動物源性食品質量、維護公共衛(wèi)生和生態(tài)環(huán)境安全、保護人類健康[4]。在新科技革命的沖擊下，在面向“產出高效、產品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好”的現(xiàn)代畜牧業(yè)新需求下，傳統(tǒng)動物醫(yī)學培養(yǎng)的人才肯定不能適應新的發(fā)展需求[5]。新農科建設“北大倉行動”將虛擬仿真實驗教學列為新農科建設課程改革創(chuàng)新行動的重要舉措[3]。貫徹落實“北大倉行動”課程改革創(chuàng)新行動具體要求，加強動物醫(yī)學類專業(yè)虛擬仿真實驗教學體系建設，有助于解決當前專業(yè)實驗教學存在的資源不足、專業(yè)性技能訓練不足、實驗受到時間與空間的限制等問題。本文就新農科建設背景下動物醫(yī)學類專業(yè)虛擬仿真實驗教學體系的構建策略作出概述，以期為新農科建設背景下動物醫(yī)學類專業(yè)課程改革與創(chuàng)新實踐提供參考。

1 動物醫(yī)學類專業(yè)實驗教學當前存在的問題

實驗教學對于提高動物醫(yī)學專業(yè)學生的操作技能，培養(yǎng)學生的臨床思維能力和良好的綜合素質起著至關重要的作用。在動物解剖學、動物組織胚胎學、獸醫(yī)病理解剖學等形態(tài)學課程，動物生理學、獸醫(yī)病理生理學、獸醫(yī)藥理學等機能學課程，以及獸醫(yī)臨床診斷學、獸醫(yī)內科學、獸醫(yī)外科學、獸醫(yī)產科學等專業(yè)技能課程實踐教學過程中，需要大量應用實驗動物開展實驗教學活動。然而，在教學過程中由于實踐教學經費緊張、實驗動物管理失范、不能進行重復操作練習、違背動物保護倫理、生物安全隱患、學生有恐懼或拒絕心理等因素影響了采用活體動物開展實驗操作學習的效果[6-7]。

此外，傳統(tǒng)的動物醫(yī)學基礎性實驗需要消耗大量的動物、實驗試劑及各類耗材，但目前實驗動物價格日益高漲，生物類試劑等成本過高，都導致了動物醫(yī)學學生在傳統(tǒng)獸醫(yī)操作技能訓練中的不足。受教學經費和課時限制，諸多應予開設的實驗教學內容被撤并取消，制約了學生對創(chuàng)新知識的學習。在此背景下，國外多所高水平大學近年開發(fā)了多種獸醫(yī)仿真教具，如犬靜脈注射技能訓練仿真教具、犬外科手術訓練用仿真皮膚、母牛直腸檢查技能訓練仿真教具、母牛助產技能訓練仿真教具等，在一定程度上改善了實驗教學質量[8]。但是，多數(shù)仿真教具價格較昂貴(如加拿大卡爾加里大學開發(fā)的母牛助產技能訓練仿真教具本國零售價格約合18萬元人民幣)，訓練功能較單一，制約了其大規(guī)模推廣應用。

2 動物醫(yī)學類專業(yè)虛擬仿真實驗教學的特點

虛擬仿真技術是用一個系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術，將虛擬仿真技術應用于高校實驗教學過程，具有低成本、高效率、高安全性等特點。開展虛擬仿真實驗教學建設是推進現(xiàn)代信息技術融入實驗教學項目、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平的重要舉措[9]。以現(xiàn)代信息技術為依托，以相關專業(yè)類急需的實驗教學信息化內容為指向，以完整的實驗教學項目為基礎，建設虛擬仿真實驗教學項目，推動高校積極探索線上線下教學相結合的個性化、智能化、泛在化實驗教學新模式，形成專業(yè)布局合理、教學效果優(yōu)良、開放共享有效的高等教育信息化實驗教學項目示范新體系[10]。

3 動物醫(yī)學類專業(yè)虛擬仿真實驗教學體系設計與實現(xiàn)

動物醫(yī)學類專業(yè)中有20余門專業(yè)基礎課、專業(yè)課實驗教學可以開展虛擬仿真實驗教學，按照大類可以分為形態(tài)學實驗、機能學實驗、預防獸醫(yī)學實驗、臨床獸醫(yī)學實驗和獸藥學實驗五類綜合實驗。借助現(xiàn)代信息技術，整合現(xiàn)有動物醫(yī)學類專業(yè)實驗教學課程，構建功能集約、資源共享、開放充分、運作高效的虛擬仿真實驗教學體系對提升動物醫(yī)學類專業(yè)人才培養(yǎng)質量具有重要意義。

3.1 動物醫(yī)學類形態(tài)學實驗虛擬仿真實驗

動物醫(yī)學類機能學實驗涉及動物學、動物解剖學、動物組織胚胎學、獸醫(yī)病理解剖學等課程。動物解剖學、獸醫(yī)病理解剖學等大體形態(tài)學實驗教學虛擬仿真素材建設方案可參考Visible Body 可視人體3D解剖教學數(shù)據(jù)庫建設方案，采用最新的數(shù)字化和虛擬化技術，以立體3D交互式模型的方式層層展現(xiàn)牛、豬、禽、馬、犬、貓等動物解剖和生理結構及具體功能，并輔以動畫、視頻、音頻、自測題、個性化功能等多種方法幫助動物醫(yī)學類專業(yè)學生全面直觀地理解知識內容，進而實現(xiàn)對課堂與課本教學的有益補充[11]。目前，已經開展立項實施的動物解剖學和獸醫(yī)病理解剖學相關虛擬仿真實驗項目包括中國農業(yè)大學“犬骨骼解剖和骨關節(jié)疾病虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)”、南京農業(yè)大學“奶牛解剖及常規(guī)疾病診療虛擬仿真實驗軟件”、西北農林科技大學“動物解剖學虛擬仿真系統(tǒng)”、揚州大學“三位數(shù)字解剖狗”和“兔的形態(tài)結構與功能虛擬仿真實驗系統(tǒng)”、青島農業(yè)大學“動物消化系統(tǒng)解剖虛擬仿真實驗”等。動物組織胚胎學等微觀形態(tài)學實驗教學虛擬仿真素材建設方案可參考醫(yī)學虛擬顯微鏡系統(tǒng)設計與實現(xiàn)方案，將玻璃載片上的組織切片轉化為數(shù)字化圖像，在終端設備上通過專業(yè)軟件在顯示器屏幕上觀察，通過點擊圖像的某一部位進行組織結構的放大，以觀察更細微的組織形態(tài)學變化[12]。目前，美國科羅拉多州立大學、北卡大學等國外高校已開展了獸醫(yī)虛擬顯微鏡系統(tǒng)建設和應用，均取得了較好的應用效果[13-14]。國內開展獸醫(yī)虛擬顯微鏡系統(tǒng)建設應用的高校主要是西北農林科技大學虛擬動物數(shù)字切片庫項目。

3.2 動物醫(yī)學類機能學實驗虛擬仿真實驗

動物醫(yī)學類形態(tài)學實驗涉及動物生理學、獸醫(yī)藥理學、獸醫(yī)病理生理學等課程。其虛擬仿真實驗項目建設方案可參考成都泰盟醫(yī)學機能虛擬實驗教學系統(tǒng)等機能學實驗虛擬仿真軟件的建設和應用策略，以提高動物醫(yī)學類專業(yè)人才基礎實驗操作技能水平。目前，在該領域具有較豐富經驗的高校包括揚州大學動物醫(yī)學虛擬仿真實驗教學中心、黑龍江八一農墾大學動物醫(yī)學機能學實驗室、西北農林科技大學動物醫(yī)學虛擬仿真實驗教學中心等[15]。

3.3 預防獸醫(yī)學虛擬仿真實驗

預防獸醫(yī)學實驗涉及獸醫(yī)微生物學、獸醫(yī)免疫學、獸醫(yī)傳染病學、獸醫(yī)寄生蟲學、獸醫(yī)公共衛(wèi)生學等課程，其虛擬仿真實驗項目建設方案可參考人類預防醫(yī)學虛擬仿真實驗建設和應用策略。目前，已經開展立項實施的預防獸醫(yī)學相關虛擬仿真實驗項目包括西北農林科技大學“畜禽重大疫病防控虛擬仿真實驗”和“虛擬雞胚接種技術項目”、內蒙古農業(yè)大學“病毒的血凝及血凝抑制虛擬仿真實驗”、揚州大學“無菌操作與細菌劃線培養(yǎng)”、中山大學“禽類交易市場外環(huán)境禽流感病毒監(jiān)測采樣操作虛擬仿真實驗”等。

3.4 臨床獸醫(yī)學虛擬仿真實驗

臨床獸醫(yī)學實驗涉及獸醫(yī)臨床診斷學、內科學、獸醫(yī)外科學、獸醫(yī)產科學等課程，其虛擬仿真實驗項目建設方案可參考人類臨床醫(yī)學虛擬仿真實驗建設和應用策略。目前，我國已經開展立項實施的臨床獸醫(yī)學相關虛擬仿真實驗項目包括福建農林大學動物生態(tài)養(yǎng)殖虛擬仿真實驗教學中心“臨床獸醫(yī)學虛擬仿真實驗”。國外開展較成熟的臨床獸醫(yī)學虛擬仿真實驗主要是英國格拉斯哥大學開發(fā)的母牛生殖器官直腸檢查虛擬仿真實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)對提高獸醫(yī)專業(yè)學生直腸檢查母畜生殖系統(tǒng)的技能具有幫助作用[16]。

3.5 獸藥學虛擬仿真實驗

獸藥學實驗涉及獸醫(yī)藥理學、獸藥制劑學、獸藥檢驗學、獸醫(yī)臨床藥物學、中獸藥學等課程，其虛擬仿真實驗項目建設方案可參考人類醫(yī)藥學虛擬仿真實驗建設和應用策略。當前，獸藥學虛擬仿真實驗建設案例較少，僅有山東農業(yè)大學開展了“家禽病毒性傳染病疫苗的生產應用虛擬仿真實驗”項目。建議有關單位借鑒北京歐倍爾軟件技術開發(fā)有限公司制藥虛擬仿真實驗室(涵蓋化學藥物、生物制藥、中藥生產、藥品GMP生產、凍干生產線、藥房管理、藥品檢驗、制藥設計、中藥炮制等十大類制藥虛擬仿真軟件)項目，開展獸藥學虛擬仿真實驗項目[17]。

4 結 語

貫徹落實“北大倉行動”課程改革創(chuàng)新行動具體要求，加強動物醫(yī)學類專業(yè)虛擬仿真實驗教學體系建設，對提升新時代動物醫(yī)學類專業(yè)人才培養(yǎng)質量具有重要意義。建議各農林高校有關專業(yè)遵照教育部國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作要求，結合本單位動物醫(yī)學類專業(yè)教學特色，加大動物醫(yī)學類專業(yè)虛擬仿真實驗教學項目建設，早日構建成與培養(yǎng)“卓越執(zhí)業(yè)獸醫(yī)師”目標相匹配的實驗教學體系。