郭莉敏 田崇峰

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容212400）

0 引言

《中共中央 國務(wù)院關(guān)于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》（2021年中央1號文件)的指出“鄉(xiāng)村振興關(guān)鍵是產(chǎn)業(yè)振興”[1]。產(chǎn)業(yè)振興人才先行，培養(yǎng)一大批“懂農(nóng)業(yè)，愛農(nóng)村、愛農(nóng)民”的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才，當前已成為全國農(nóng)業(yè)院校的緊迫任務(wù)。

隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的調(diào)整，我國農(nóng)業(yè)必將向規(guī)?；r(nóng)業(yè)、新型農(nóng)業(yè)主體、互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)、高科技農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品精細化深加工的方向發(fā)展，對農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的綜合素質(zhì)提出了新要求。長期以來，因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有季節(jié)性強、周期長、有害生物風(fēng)險等特點，涉農(nóng)從業(yè)人員的實訓(xùn)教學(xué)困難重重。虛擬仿真教學(xué)，具有不受季節(jié)、自然環(huán)境限制，且低代價、零風(fēng)險和易重復(fù)等優(yōu)勢，必將成為破解農(nóng)林人才實訓(xùn)教學(xué)難題的有效手段。

虛擬仿真技術(shù)具有虛實結(jié)合、實時交互的特點[2]，將其應(yīng)用于職業(yè)教育實踐課程系統(tǒng)中，形成融合虛擬現(xiàn)實情境的實踐課程體系成為職業(yè)教育領(lǐng)域研究中所關(guān)注的主要話題與發(fā)展趨勢。虛擬仿真技術(shù)能夠針對職業(yè)教育注重課外實踐的特點，利用虛擬仿真實驗室為學(xué)生打造具有沉浸感的體驗式職業(yè)教育實訓(xùn)課程，可通過動作捕捉、眼球追蹤、手勢跟蹤等多通道交互途徑實現(xiàn)體驗式互動學(xué)習(xí)與實際操作訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)者提供高度模擬的實戰(zhàn)環(huán)境，打造超越現(xiàn)實環(huán)境的多感知交互式體驗學(xué)習(xí)方式[3]。

我國農(nóng)林仿真技術(shù)研發(fā)起步晚，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)實踐教學(xué)中，能真正實現(xiàn)將農(nóng)學(xué)教學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)手段相結(jié)合，創(chuàng)新傳統(tǒng)高職院校實踐教學(xué)模式，促進我國職業(yè)教育順應(yīng)教育信息化發(fā)展。

1 虛擬仿真技術(shù)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 建立創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的線上+線下虛實結(jié)合實訓(xùn)體系

推進虛擬仿真教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有機結(jié)合，修訂人才培養(yǎng)方案，將虛擬仿真資源充分融入課程體系，融入“云實訓(xùn)”“云講臺”“云農(nóng)場”等新型虛擬仿真教學(xué)形式，示范開展“線上+線下混合虛擬仿真教學(xué)”，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

圖1 創(chuàng)新人才培養(yǎng)與課堂革命

充分利用虛擬仿真資源的泛在優(yōu)勢，大力推進“噴滴混合式”仿真實訓(xùn)教學(xué)，即學(xué)生課堂實訓(xùn)（“噴灌式”）與“互聯(lián)網(wǎng)+”碎片化實訓(xùn)（“滴灌式”）相結(jié)合，基礎(chǔ)類和創(chuàng)新類虛擬仿真實訓(xùn)任務(wù)課外“碎片化”自主實施，重難點以及實物操作類課中引導(dǎo)實施，噴滴混合，虛實協(xié)同，線上線下齊發(fā)力，課前、課中、課后無縫銜接，引領(lǐng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課堂革命。

1.2 智慧育訓(xùn)診改，推進教學(xué)增效

圖2 智慧教學(xué)診改

基于虛擬仿真技術(shù)的實訓(xùn)教學(xué)管理診改系統(tǒng)，主要功能包括角色管理、行為大數(shù)據(jù)記錄、分析模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)挖掘、可視化表達、教學(xué)診改等功能。通過記錄學(xué)生在虛實結(jié)合生產(chǎn)實踐過程中的操作行為，生成仿真實訓(xùn)大數(shù)據(jù)；通過行為分析模型，對獲取的學(xué)生縱橫向成長記錄數(shù)據(jù)進行研判分析，得到綜合教學(xué)評價結(jié)果；通過對學(xué)生成長記錄可視化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法；同時，可視化的教學(xué)評價促進教師進行教學(xué)方法、手段改革，實現(xiàn)對實訓(xùn)教學(xué)的全程跟蹤和及時評價。

結(jié)合仿真實訓(xùn)評價大數(shù)據(jù)增強學(xué)生知技學(xué)習(xí)與訓(xùn)練評價的數(shù)據(jù)智能分析功能，實現(xiàn)仿真實訓(xùn)教學(xué)過程中的實時教學(xué)診改，降低學(xué)生的難點錯誤率，提高學(xué)生的課堂滿意度。

1.3 智慧考核評價，轉(zhuǎn)變管學(xué)思維

借助虛擬仿真技術(shù)，及時收集學(xué)生學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，將學(xué)生單純的虛擬仿真實訓(xùn)操作行為變成綜合性的虛擬作業(yè)行為，從“成果導(dǎo)向”“成就驅(qū)動”“成長可視”三個維度，構(gòu)建一個立體考核評價系統(tǒng)，促成從“管學(xué)思維”到“促學(xué)思維”的轉(zhuǎn)變。

圖3 智慧考核評價

仿真實訓(xùn)考核評價借助于虛擬仿真的技術(shù)優(yōu)勢，通過數(shù)學(xué)模型形成學(xué)生仿真操作后的不可逆生產(chǎn)結(jié)果，將學(xué)生的虛擬仿真實訓(xùn)行為變成虛擬作業(yè)行為。

每一個仿真訓(xùn)練節(jié)點均設(shè)置一個三維表型的虛擬生產(chǎn)標志性成果，使用學(xué)生有明確的可視化學(xué)習(xí)目標，即“成果導(dǎo)向”。

虛擬仿真操作形成虛擬生產(chǎn)不可逆結(jié)果，并可視化表達，學(xué)生在仿真訓(xùn)練過程獲得的關(guān)鍵知識和技能，或技術(shù)技能存的不足，可設(shè)計虛擬場景的三維可視化呈現(xiàn)，形成“成就驅(qū)動”。

大數(shù)據(jù)存儲虛擬作業(yè)評價，形成學(xué)生技術(shù)技能成長的縱橫向分析曲線，也就是成長“可視”。

2 結(jié)語

長期以來，在農(nóng)林類人才培養(yǎng)過程中，深受季節(jié)、氣候、地理等時空條件的制約，以及動植物生產(chǎn)過程的不可逆、周期長、成本高，加之伴隨的生物危險、化學(xué)危險，傳統(tǒng)農(nóng)林類實訓(xùn)教學(xué)必然存在周期長、成效慢等育訓(xùn)困局，“三教改革”落地難。

運用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)，具有不受季節(jié)、自然環(huán)境限制，且低代價、零風(fēng)險和易重復(fù)等優(yōu)勢，必將成為破解農(nóng)林人才實訓(xùn)教學(xué)難題的有效手段，實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)背景下的農(nóng)林專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展，進而在實踐教學(xué)中培養(yǎng)面向未來的創(chuàng)新人才。