（甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730020）

畜牧獸醫(yī)專業(yè)在傳統(tǒng)模式下，由于各方面的限制，很多實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展，甚至取消，從而影響了課程的講授效果。近幾年，虛擬仿真系統(tǒng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，教育部于2013年啟動(dòng)了國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)工作，截至2018 年底，實(shí)驗(yàn)空間——國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)上公布的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目已達(dá)1 069 項(xiàng)[1]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的興起，顛覆了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足，如成本高、消耗大、污染嚴(yán)重等問(wèn)題。

1 傳統(tǒng)模式下畜牧獸醫(yī)專業(yè)實(shí)訓(xùn)的現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）實(shí)訓(xùn)資源緊張

一是在實(shí)訓(xùn)中，比如《動(dòng)物微生物與免疫技術(shù)》課程，要掌握各種病原體的形態(tài)特點(diǎn)，需要采集病料，分離得到菌株或者毒株。但是由于大多數(shù)動(dòng)物疫病具有周期性、季節(jié)性等特點(diǎn)，導(dǎo)致病原體的采集有一定的難度。二是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)定不滿足相關(guān)條件的實(shí)驗(yàn)室不允許保存菌種或者毒株，也不能從事相關(guān)的研究工作。

1.2 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）實(shí)訓(xùn)的經(jīng)費(fèi)不足

畜牧獸醫(yī)專業(yè)是實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)驗(yàn)(實(shí)踐)實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)不足是制約學(xué)生實(shí)踐的一個(gè)重要因素。該專業(yè)在實(shí)訓(xùn)時(shí)，主要以活體動(dòng)物比如豬、牛、羊、雞、兔等為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，由于經(jīng)費(fèi)的制約，近年來(lái)主要以小型動(dòng)物為主，其次由于數(shù)量有限，也制約了學(xué)生的發(fā)展。

1.3 實(shí)驗(yàn)室安全管理難度加大

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展，不同維度、不同層次的學(xué)生走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室利用率加大，人員流動(dòng)性增強(qiáng)，存在很多安全隱患，如實(shí)驗(yàn)室由于病原微生物保存不當(dāng)，造成病原體的傳播、擴(kuò)散，甚至感染人或動(dòng)物；另外在購(gòu)買實(shí)驗(yàn)動(dòng)物時(shí)，部分無(wú)有效的檢疫證明，不能保證動(dòng)物自身的健康；實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不規(guī)范，造成人員的傷亡等。

1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、更新速度較慢

近年來(lái)主要以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為主，傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)由于很多因素的限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較單一、更新速度較慢，一些具有腐蝕性、污染性、損害性較大的實(shí)驗(yàn)無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展，導(dǎo)致理論與實(shí)踐相脫節(jié)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的引入正好彌補(bǔ)了這個(gè)不足，它不受以上因素的限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新較快，學(xué)生還可以重復(fù)性的操作、實(shí)踐。

2 虛擬仿真系統(tǒng)技術(shù)在畜牧獸醫(yī)專業(yè)領(lǐng)域的可行性

虛擬仿真技術(shù)是多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是在20世紀(jì)80年代新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是一門(mén)綜合集成技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等。人們可以借助視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)等多種感知能力與虛擬世界進(jìn)行自然交互，從而獲得身臨其境的感覺(jué)，因此具有沉浸性、交互性、虛幻性和逼真性的特點(diǎn)[2，3]，其在畜牧專業(yè)實(shí)訓(xùn)中的優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn):

2.1 遵循3R原則，減少了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用

3R原則即減少(Reduction)、替代(Replacement)和優(yōu)化(Refinement)的原則，虛擬仿真系統(tǒng)技術(shù)遵循了目前所廣泛倡導(dǎo)的3R理論，逐步減少對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用[4]。如動(dòng)物解剖學(xué)，它作為畜牧獸醫(yī)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，具有內(nèi)容繁雜、抽象難記等特點(diǎn)。虛擬仿真系統(tǒng)在本課程的引入，不受空間或時(shí)間的限制，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，模擬不同動(dòng)物的器官、系統(tǒng)、組織，觀察其形態(tài)結(jié)構(gòu)、了解其生理功能，同時(shí)也解決了解剖學(xué)不重復(fù)和缺乏解剖樣本的問(wèn)題。

2.2 打破了時(shí)空的局限性

虛擬仿真系統(tǒng)技術(shù)，不僅在時(shí)間和空間上開(kāi)放，在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)方式上也是開(kāi)放的。例如在動(dòng)物病理及解剖學(xué)中，學(xué)生可以隨時(shí)從不同方向、角度對(duì)動(dòng)物機(jī)體某一病理狀況實(shí)施調(diào)控、進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)剖解、觀察機(jī)體發(fā)病后的變化以及正常組織結(jié)構(gòu)與病變組織結(jié)構(gòu)的差異，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，減少了傳統(tǒng)模式下實(shí)訓(xùn)的弊端，具有安全無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、效率高、動(dòng)物機(jī)體疾病過(guò)程可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 節(jié)約實(shí)驗(yàn)室資源和成本

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，很多實(shí)驗(yàn)在開(kāi)展時(shí)，除了需要購(gòu)買實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備等之外，還需要購(gòu)買實(shí)驗(yàn)耗材。而在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，除購(gòu)買仿真系統(tǒng)外，不需要采購(gòu)大型精密儀器，更不需要購(gòu)買實(shí)驗(yàn)耗材，教師也不需要提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑，就可以為學(xué)生展示最前沿實(shí)驗(yàn)方法和檢驗(yàn)技術(shù)，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，所有的學(xué)生均可進(jìn)行動(dòng)手操作，將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合。

2.4 有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生需要提前查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作試驗(yàn)等，對(duì)于出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的現(xiàn)象要學(xué)會(huì)分析原因，提高學(xué)生探索、實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作、溝通等綜合能力。

2.5 避免安全隱患

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生難免會(huì)接觸有毒、有害的化學(xué)試劑，或多或少對(duì)身體有損傷、損害；在利用活體動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)有時(shí)出現(xiàn)傷亡、感染等現(xiàn)象。利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就會(huì)避免以上問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)具有良好的交互性、開(kāi)放性、共享性等特點(diǎn)[5]，將此技術(shù)應(yīng)用到畜牧獸醫(yī)專業(yè)，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。總之，依托虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不僅提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，而且為高等院校畜牧獸醫(yī)專業(yè)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)做出重大貢獻(xiàn)。