王 鎮(zhèn)

（蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 蘇州 215008）

0 引言

《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓課程是農(nóng)業(yè)專業(yè)課程中的重要實踐教學內(nèi)容，該課程以培養(yǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)技能型人才為根本，以培育現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營管理為一體的綜合素養(yǎng)目標為導向，是農(nóng)業(yè)專業(yè)教育中的重要組成部分。

隨著新時代對高職技能人才需求的多元化與高質(zhì)量化要求，傳統(tǒng)《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓課程已經(jīng)不能滿足當前企業(yè)對人才的多方面需求。同時，傳統(tǒng)實訓教學由于受到實際教學條件、師資力量的約束，其缺點也十分明顯，無法滿足當前學生在實訓中的演練，其實踐能力沒有得到較好的鍛煉[1]。因此，探索《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓課程的教學模式創(chuàng)新對農(nóng)業(yè)技能型人才培育有著重要意義。

1 研究背景

隨著國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化專業(yè)人才的需求日趨增長，具有高質(zhì)量、高素質(zhì)、高專業(yè)性的復合人才，已然成為農(nóng)業(yè)企業(yè)和種植合作社迫切急需的核心技術(shù)力量[2]。然而，目前絕大多數(shù)的農(nóng)業(yè)相關(guān)畢業(yè)生，在進入農(nóng)業(yè)企業(yè)前仍然需要進行企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及相關(guān)管理的培訓學習，這也反映出人才培養(yǎng)階段與實際企業(yè)需求之間往往存在著一定的差距。

在高職教育過程中，專業(yè)生產(chǎn)實踐是職業(yè)教育階段技術(shù)培養(yǎng)的重要教學環(huán)節(jié)，是學生將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力的過程，《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓課程滿足了農(nóng)業(yè)專業(yè)學生實踐學習的需求，但是由于農(nóng)業(yè)技術(shù)實踐往往對環(huán)境、場地、設(shè)備、工具等要求較高，許多學校無法滿足這些硬性條件，《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》中諸多重要的生產(chǎn)實踐學習難以開展，導致專業(yè)實踐練習還停留在過去相對傳統(tǒng)、簡單的技術(shù)學習，難以滿足對高質(zhì)量技能型人才培養(yǎng)的要求[3]。

隨著科技的不斷創(chuàng)新，融合新技術(shù)、新思路、新理念的實訓教學模式革新為這一難題提供了解決思路?；诨ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，以虛擬仿真、多媒體技術(shù)、人機交互等科技產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于實訓教學之中，以技術(shù)革新推動教學理念革新，推動了“產(chǎn)教學”一體的多維度實訓形式[4]，同時也為目前高職實訓教學模式開辟了新的道路。例如以虛擬仿真技術(shù)為核心的智慧農(nóng)業(yè)仿真軟件，可應(yīng)用于《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學之中，通過虛擬仿真平臺的設(shè)計，可以有效解決實訓教學環(huán)節(jié)中的各類困難，例如“看不到”作物生長發(fā)育，“進不去”科學的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，學生“做不上”獨立實驗等諸多現(xiàn)實教學問題，都將得到有效解決，學生在實訓中可以實現(xiàn)更快、更好、更完善的實訓教學體驗，從而充分落實《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學的目標，培育優(yōu)秀農(nóng)業(yè)技術(shù)人才。

2 目前《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學中存在的弊端

2.1 實訓技術(shù)相對落后

《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學課程囊括了果樹生產(chǎn)技術(shù)、蔬菜生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)施農(nóng)業(yè)等，實訓教學中包含了許多基礎(chǔ)實踐技術(shù)環(huán)節(jié)，雖然在實訓內(nèi)容上貼合了目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，但課程依舊存在“技術(shù)落后”的現(xiàn)實問題[5]，體現(xiàn)在實踐技術(shù)內(nèi)容覆蓋面少、實訓設(shè)計偏離現(xiàn)實生產(chǎn)、實訓技術(shù)練習落后于最新的科研成果及技術(shù)手段等。由于缺少高質(zhì)量師資，與現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)技術(shù)的脫軌現(xiàn)象相對嚴重，教學中偏重基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)表面技術(shù)的學習，使得實訓練習環(huán)節(jié)缺乏實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，學生無法及時了解最新的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)。

2.2 實訓設(shè)施設(shè)備陳舊

當前，《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學的設(shè)施與機器設(shè)備老舊，與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展相比，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備的更迭日新月異，與之相匹配的農(nóng)業(yè)管理模式也在發(fā)生變化，對于實訓設(shè)施也提出了更高的要求[6]。絕大部分高職院校的設(shè)施設(shè)備無法達到匹配新技術(shù)相關(guān)實踐環(huán)節(jié)的設(shè)備要求。同時，部分教師對于設(shè)備的演示也局限于表面，智能農(nóng)業(yè)設(shè)備引進也缺乏資金，難以滿足實訓中學生實踐的需要，導致實訓過程缺乏扎實的機器支撐，難以提高學生的動手實踐能力。

2.3 實訓內(nèi)容受到時間及環(huán)境限制

《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓環(huán)節(jié)中，往往受到時間及場地環(huán)境的限制。由于農(nóng)作物的生產(chǎn)受到季節(jié)因素的影響，生長周期較長，關(guān)鍵性的實踐技術(shù)很難在階段性課程中進行體現(xiàn)，為教學環(huán)節(jié)增加了負擔，也造成學生無法完成相關(guān)實訓活動。同時，針對農(nóng)業(yè)機械化的實訓過程，受限于校園場地的局限性，很難開展有關(guān)的實踐過程。并且在實際教學中，學生數(shù)量眾多，無法使所有學生都能夠親身感受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全流程和細節(jié)，嚴重影響了實訓的效果。

2.4 實訓考評環(huán)節(jié)形式相對單一

目前的實訓教學環(huán)節(jié)中，對于學生綜合能力考察只停留于實訓考試等單一形式，無法有效測驗出學生的實際成績。教學過程師生配比低，難以保證團隊式合作下，每一個學生的能力培養(yǎng)，考評方式存在嚴重不足，多數(shù)學生無法在有限時間內(nèi)完成相關(guān)實訓內(nèi)容，更無法得到教師專業(yè)性的指導，限制了實訓過程中人才的綜合能力運用、創(chuàng)新思維的開發(fā)等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

3 《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學模式創(chuàng)新

3.1 模式創(chuàng)新的手段

通常，由于農(nóng)作物生長具有季節(jié)周期，《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓教學常常需要跨學期進行實訓。現(xiàn)階段，通過搭建智慧農(nóng)業(yè)虛擬仿真實訓平臺，可以實現(xiàn)本課程教學實訓的培養(yǎng)目標，學生利用虛擬仿真設(shè)備完成農(nóng)業(yè)技術(shù)的學習與實踐。

3.2 搭建智慧農(nóng)業(yè)虛擬仿真實訓平臺

該平臺依托當下信息技術(shù)領(lǐng)域中的云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、Unity3D等新技術(shù)，構(gòu)建了設(shè)施農(nóng)業(yè)場景、作物生長動態(tài)模型、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)量數(shù)據(jù)模型等一批虛擬仿真資源，可以完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)項目預算、農(nóng)業(yè)氣候環(huán)境仿真與實時采集、農(nóng)業(yè)大棚自動化施肥與灌溉、設(shè)施溫濕度調(diào)控、植物生長數(shù)據(jù)分析、無人機巡視等一系列農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實驗[7]，通過模擬逼真的實驗環(huán)境和實感操作體驗，給《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓帶來創(chuàng)新化升級。

3.3 實訓平臺建設(shè)內(nèi)容

智慧農(nóng)業(yè)虛擬仿真實訓平臺建設(shè)內(nèi)容包含系統(tǒng)安裝、系統(tǒng)調(diào)試、創(chuàng)新開發(fā)、教學資源、測試系統(tǒng)和個人中心六個模塊，具體建設(shè)內(nèi)容及功能釋義如圖1所示。

圖1 平臺模塊內(nèi)容

3.4 實訓平臺建設(shè)意義

通過平臺建設(shè)與運用，學生可以充分在《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓過程中運用虛擬仿真技術(shù)來實現(xiàn)對農(nóng)作物生長環(huán)境的智能分析與技術(shù)控制，如大棚內(nèi)的空氣溫濕度、光照強度、光照時間、土壤溫濕度的控制，再如利用虛擬平臺中的系統(tǒng)調(diào)試進行農(nóng)業(yè)種植技術(shù)訓練，對水閥、加熱、滴管、噴灌等設(shè)備的調(diào)試操作，通過綜合農(nóng)業(yè)實驗設(shè)計，還可模擬得出最佳參數(shù)用于實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中[8]。同時，在虛擬平臺系統(tǒng)中，還開發(fā)了配套的教學資源和測試系統(tǒng)，幫助學生構(gòu)建完善的基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)知識體系，對培養(yǎng)學生主動學習知識、提高動手能力，具有較強的實踐意義。

3.5 實訓平臺教學優(yōu)勢

智慧農(nóng)業(yè)虛擬仿真實訓平臺作為“新技術(shù)”與“新教學手段”[9]，引發(fā)的實訓教學革新，是在尊重農(nóng)業(yè)科學事實的同時，用更為生動的互動方式取代單一的實訓教學模式，更好的夯實了蔬菜生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)施農(nóng)業(yè)和植物保護技術(shù)等核心實訓技術(shù)的實踐教學環(huán)節(jié)，為學生在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)技術(shù)演練實踐環(huán)節(jié)中提供了更多的學習樂趣，增強了課堂積極性，同時也為高職教師提高教學質(zhì)量、高職院校拔高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量提供了新思路。

3.6 實訓模式創(chuàng)新路徑

《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓課程依托開發(fā)的虛擬仿真實訓平臺對學生進行技術(shù)上的實訓練習，培養(yǎng)其多元化、高水平的農(nóng)業(yè)管理與實驗操作技能，實現(xiàn)模式創(chuàng)新的路徑由校內(nèi)實驗室、智慧農(nóng)業(yè)虛擬仿真實訓平臺、校外企業(yè)實踐基地三者進行結(jié)合，同線上、線下模式以虛實結(jié)合式教學為實訓目的，以環(huán)環(huán)相扣的方式為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供創(chuàng)新路徑，具體路徑流程如圖2所示。

圖2 模式創(chuàng)新路徑

4 實訓模式的教學評價

智慧農(nóng)業(yè)仿真實訓平臺建設(shè)與運用，有效解決了《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)》實訓中難以開展問題的局面，通過信息仿真技術(shù)手段，解決了場地環(huán)境、前沿技術(shù)學習、學生人數(shù)過多、師資不夠、設(shè)備落后等難題。并充分結(jié)合了線上線下、虛擬現(xiàn)實相融合的混合實訓教學模式，促進了實訓教學過程中理論與農(nóng)業(yè)實踐的有機融合。在實訓模式教學評價中，通過利用智慧農(nóng)業(yè)仿真實訓平臺中的“測試系統(tǒng)”，有效解決了傳統(tǒng)測試的弊端。

通過仿真實驗平臺的演練，讓學生熟悉了設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)要點，破解了日常教學實踐中“看不到”和“做不上”的難題，提升了學生實踐能力，逐步形成技能提升。在“測試系統(tǒng)”中，考題不局限于以往的知識理論答題，而是通過平臺軟件系統(tǒng)將設(shè)施農(nóng)業(yè)、蔬菜生產(chǎn)技術(shù)和植物保護技術(shù)進行模擬操作測評，實現(xiàn)考核評價方式多樣化、具體化[10]。

同時，系統(tǒng)自帶評分系統(tǒng)，將個人操作步驟的“過程”性考核和實驗“結(jié)果”二者有機融合，從而最大程度上反映學生的真實水平，全方位客觀評價每一位學生的技術(shù)技能和綜合素質(zhì)，使教學評價不再單單反映學生的成績，而是通過在平臺中的學習與測評，對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)全過程建立整體意識，進而培養(yǎng)高職學生創(chuàng)新思維和實踐能力。

5 結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)在實訓教學實踐中的嘗試，既是信息化技術(shù)融合教育改革的大膽嘗試，同時也是未來的新趨勢。在后疫情時代下，為其他專業(yè)的信息化提供了借鑒意義。但是，也應(yīng)當注意到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的開展，只能較為形象的再現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的實踐環(huán)節(jié)，并不能夠取代現(xiàn)實的實踐操作，生產(chǎn)實際中農(nóng)產(chǎn)品的蟬聯(lián)分析以及品質(zhì)檢測等都無法被信息化替代。

因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合農(nóng)業(yè)實訓教學實踐環(huán)節(jié)，是技術(shù)互補與信息互助的促進，為支撐學科專業(yè)核心能力，創(chuàng)造項目教學實踐環(huán)節(jié)提供了更多的可能。