摘" 要：果樹育種學(xué)是園藝專業(yè)的一門專業(yè)必修課，通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解優(yōu)良品種在果樹生產(chǎn)中的重要作用及果樹育種國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況等，是一門傳統(tǒng)的課程?；谛罗r(nóng)科建設(shè)對(duì)農(nóng)林類高校人才培養(yǎng)提出的更高要求，該文以“果樹育種學(xué)虛擬仿真及課程思政建設(shè)”為主題，探討虛擬仿真技術(shù)在果樹育種學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和課程思政建設(shè)在課程建設(shè)中的重要性，旨在推動(dòng)虛擬仿真技術(shù)在專業(yè)課程中的應(yīng)用，以及加強(qiáng)課程思政建設(shè)的作用和意義。

關(guān)鍵詞：果樹育種學(xué)；虛擬仿真；課程思政；教學(xué)應(yīng)用；綜合能力

中圖分類號(hào)：G641" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2096-9902（2025）07-0009-04

Abstract： Fruit Tree Breeding is a core required course in horticulture. Students gain an understanding of the critical role of excellent varieties in fruit tree production and the development status of Fruit Tree Breeding both domestically and internationally in this course. As a traditional course， Fruit Tree Breeding faces higher demands for talent cultivation in agricultural and forestry universities under the new agricultural science framework. This paper discusses the application of virtual simulation technology in fruit tree breeding teaching and the importance of ideological and political education construction in course construction， aiming to promote the application of virtual simulation technology in professional courses and strengthen the role and significance of ideological and political construction.

果樹育種學(xué)作為農(nóng)業(yè)科學(xué)的重要分支，在培育果樹新品種，提高果樹品種抗病性、適應(yīng)性和產(chǎn)量方面具有重要意義。虛擬仿真技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境，模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景或過程，使學(xué)習(xí)者可以在安全、可控的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和操作[1]。在教育領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工程等多個(gè)學(xué)科的教學(xué)中，取得了顯著的教育效果和社會(huì)效益。通過虛擬仿真，學(xué)生可以進(jìn)行高難度、高危險(xiǎn)度的實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)踐能力和應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力[2]。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)作為一種新型教學(xué)手段，逐漸在各個(gè)學(xué)科的教學(xué)中得到應(yīng)用，并展現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢(shì)。

1" 果樹育種學(xué)概述

1.1" 果樹育種學(xué)的研究范圍

果樹育種學(xué)是一門研究如何利用生物遺傳學(xué)原理和技術(shù)手段，對(duì)果樹進(jìn)行品種改良和選育[3]，以培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性好和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的果樹新品種的學(xué)科。其研究范圍包括：果樹遺傳變異的規(guī)律和機(jī)制，種質(zhì)資源收集與評(píng)價(jià)，引種的依據(jù)和原則，不同的選種和育種方法及原理，對(duì)新品種進(jìn)行選育和審定，良種的繁育和推廣，以及現(xiàn)代分子育種理論的初步介紹，對(duì)于推動(dòng)果樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和滿足人們對(duì)優(yōu)質(zhì)果品的需求具有重要意義。

1.2" 果樹育種學(xué)課程性質(zhì)

果樹育種學(xué)是園藝專業(yè)的一門必修課，也是其他涉農(nóng)專業(yè)的選修課。一般開設(shè)在大學(xué)三年級(jí)，在學(xué)生掌握了一定的遺傳學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，開展果樹育種的專業(yè)學(xué)習(xí)。該門課程實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)，再加上果樹育種周期長(zhǎng)，幼苗期管理難度大，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中開設(shè)大量的實(shí)踐課程存在困難[4]。因此運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，解決果樹育種所需時(shí)間長(zhǎng)、受植物生長(zhǎng)季節(jié)限制等問題，在果樹育種學(xué)課程中有著突出的優(yōu)勢(shì)和潛力。

2" 虛擬仿真技術(shù)在果樹育種學(xué)中的應(yīng)用

2.1" 虛擬仿真技術(shù)在果樹育種學(xué)中的作用

虛擬仿真技術(shù)在果樹育種學(xué)中的應(yīng)用包括如下幾個(gè)方面（圖1）。

2.1.1" 構(gòu)建虛擬果樹模型

利用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，結(jié)合三維建模和動(dòng)畫技術(shù)[5]，構(gòu)建出高度逼真的果樹模型。這些模型不僅可以展示果樹的外觀形態(tài)，還可以模擬其生長(zhǎng)過程、開花結(jié)果等生命活動(dòng)。通過虛擬果樹模型，學(xué)生可以直觀地觀察和分析果樹的生長(zhǎng)狀況，為育種工作提供重要參考。

2.1.2" 遺傳性狀模擬與預(yù)測(cè)

虛擬仿真技術(shù)還可以結(jié)合基因組學(xué)和生物信息學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)手段，對(duì)果樹的遺傳性狀進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)。通過構(gòu)建果樹的遺傳網(wǎng)絡(luò)模型，模擬不同基因型在不同環(huán)境條件下的表現(xiàn)，預(yù)測(cè)果樹的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等關(guān)鍵性狀。這有助于學(xué)生在育種過程中更有針對(duì)性地選擇優(yōu)良親本，提高育種效率。

2.1.3" 育種過程優(yōu)化

虛擬仿真技術(shù)可以模擬果樹育種的全過程，包括雜交、選擇、鑒定等環(huán)節(jié)。通過模擬不同育種策略下的育種效果，學(xué)生可以評(píng)估各種育種方案的優(yōu)劣，選擇最優(yōu)的育種方案。此外，虛擬仿真技術(shù)還可以幫助學(xué)生優(yōu)化育種過程中的資源配置，提高資源利用效率。

2.1.4" 交互式學(xué)習(xí)

虛擬仿真技術(shù)還可以提供交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠在虛擬場(chǎng)景中與模型進(jìn)行互動(dòng)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和反饋[6]。通過這種方式，學(xué)生可以更直觀地理解果樹遺傳特性、病蟲害防治策略等內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的深度和廣度。

2.1.5" 跨學(xué)科融合

果樹育種學(xué)涉及生物學(xué)、遺傳學(xué)、植物學(xué)等多個(gè)學(xué)科知識(shí)，而虛擬仿真技術(shù)能夠整合這些跨學(xué)科的內(nèi)容，為學(xué)生提供全面的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和知識(shí)視角。通過跨學(xué)科融合，學(xué)生不僅可以掌握果樹育種的基本原理，還能夠了解其對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響，培養(yǎng)綜合分析和解決問題的能力。

2.2" 應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)新點(diǎn)

虛擬仿真教學(xué)模式的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在技術(shù)融合、教學(xué)資源豐富性、安全性與風(fēng)險(xiǎn)降低、個(gè)性化與差異化教學(xué)，以及智能化管理等方面[7]。

技術(shù)融合：運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)。通過VR/AR技術(shù)，學(xué)生可以身臨其境地參與到實(shí)驗(yàn)或教學(xué)場(chǎng)景中，極大地增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的沉浸感和互動(dòng)性。

突破時(shí)空限制：學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)，不再受物理空間和時(shí)間的約束。

多樣化實(shí)驗(yàn)資源：虛擬仿真平臺(tái)提供了豐富的實(shí)驗(yàn)資源和案例，包括高風(fēng)險(xiǎn)、高成本或難以在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。

安全性與風(fēng)險(xiǎn)降低：在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，消除了實(shí)際操作中可能存在的安全隱患，降低了實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。

個(gè)性化與差異化教學(xué)：通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)，教師可以精準(zhǔn)了解每名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)施差異化教學(xué)策略。

智能化管理：采用統(tǒng)一的管理平臺(tái)，集門戶網(wǎng)站、教務(wù)管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理等功能于一體，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能便捷管理。

2.3" 應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響

應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性、增強(qiáng)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力、提高教學(xué)質(zhì)量和效率、促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，以及培養(yǎng)創(chuàng)新能力和解決問題的能力，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響顯著。

2.3.1" 提高學(xué)習(xí)興趣和積極性

虛擬仿真技術(shù)能夠模擬出高度逼真的現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景，通過動(dòng)畫、視頻、聲音等多種方式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)習(xí)變得更加有趣和生動(dòng)。這種沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高他們的學(xué)習(xí)參與度。

2.3.2" 增強(qiáng)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力

虛擬仿真技術(shù)可以模擬真實(shí)的場(chǎng)景和操作過程，讓學(xué)生在安全的環(huán)境下進(jìn)行實(shí)踐操作。這種模擬實(shí)踐的方式能夠讓學(xué)生更加深入地了解實(shí)際操作流程和技術(shù)細(xì)節(jié)，從而增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力。通過反復(fù)練習(xí)和模擬操作，學(xué)生可以更好地掌握所學(xué)知識(shí)和技能，提高學(xué)習(xí)效果。

2.3.3" 提高教學(xué)質(zhì)量和效率

虛擬仿真技術(shù)教學(xué)可以幫助教師更好地設(shè)計(jì)和組織教學(xué)內(nèi)容。教師可以利用虛擬仿真技術(shù)展示復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程、植物生長(zhǎng)特性等，使學(xué)生更加直觀地理解和掌握知識(shí)。同時(shí)，虛擬仿真技術(shù)還可以減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地等資源的浪費(fèi)，降低教學(xué)成本，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

2.3.4" 促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)

虛擬仿真技術(shù)教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)方法。教師可以通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為習(xí)慣，為他們量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)路徑。這種個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式能夠更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高他們的學(xué)習(xí)效果。

2.3.5" 培養(yǎng)創(chuàng)新能力和解決問題的能力

虛擬仿真技術(shù)教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)探索和自主學(xué)習(xí)。在虛擬環(huán)境中，學(xué)生可以自由地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、操作和探索，嘗試不同的解決方案和思路。這種學(xué)習(xí)方式能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力，使他們更加適應(yīng)未來社會(huì)的發(fā)展需求。

2.4" 果樹育種學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

花粉生活力測(cè)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是果樹育種學(xué)開設(shè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)之一。該實(shí)驗(yàn)可以有效改變農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)受季節(jié)限制、受地域環(huán)境限制的缺點(diǎn)，模擬微觀精密、宏觀復(fù)雜的環(huán)境，學(xué)生可以在逼真的三維場(chǎng)景中獲得各類知識(shí)，基本概念、理論、技術(shù)，同時(shí)避免了真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境造成的學(xué)生花粉過敏、實(shí)驗(yàn)材料取材困難等問題。

學(xué)生主要通過虛擬仿真場(chǎng)景的引導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置12個(gè)交互步驟，并且通過測(cè)驗(yàn)，最終獲得實(shí)驗(yàn)成績(jī)（圖2—圖4）。

3" 果樹育種學(xué)課程思政建設(shè)的實(shí)踐路徑

3.1" 課程思政建設(shè)的理論框架

在當(dāng)今社會(huì)背景下，高校課程思政建設(shè)的理論框架應(yīng)當(dāng)緊密圍繞著立德樹人根本任務(wù)展開[8]。立德樹人是高等教育的根本任務(wù)，是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的根本目標(biāo)。課程思政建設(shè)應(yīng)當(dāng)以立德樹人為中心，堅(jiān)持德、智、體、美、勞全面發(fā)展，構(gòu)建完善的立德樹人體系。高校課程思政建設(shè)要突出思想政治教育的核心地位，實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)涵與思想政治內(nèi)涵的有機(jī)結(jié)合，重視教師隊(duì)伍建設(shè)，與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐和實(shí)踐保障。

3.2" 果樹育種學(xué)課程思政的融入

專業(yè)課與課程思政的深度融合并非易事，需要在教學(xué)設(shè)計(jì)、課程內(nèi)容、師資培養(yǎng)和評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行深入探討和實(shí)踐。

3.2.1" 教學(xué)設(shè)計(jì)與課程思政相結(jié)合

首先，將思政教育目標(biāo)作為果樹育種學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)之一，在每個(gè)章節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)立課程思政目標(biāo)。在課堂講授的過程中，巧妙地融入相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)、前沿進(jìn)展等思政內(nèi)容，做到潤(rùn)物細(xì)無聲[9]。在課堂活動(dòng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)具有互動(dòng)性和趣味性的游戲或角色扮演活動(dòng)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中體會(huì)合作的重要性，在游戲中體驗(yàn)和思考思政問題。

3.2.2" 課程內(nèi)容與課程思政相結(jié)合

育種強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持不懈與團(tuán)隊(duì)合作精神，果樹是多年生植物，育種更要花費(fèi)成倍的經(jīng)歷，需要更多的付出。在課程內(nèi)容中列舉不同品種的育種案例，比如“寒富”蘋果是沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)歷了近50年三代人的努力育成的抗寒蘋果的新品種，讓學(xué)生理解堅(jiān)持不懈的重要性。引入實(shí)際案例和社會(huì)熱點(diǎn)，讓學(xué)生結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行分析和討論，這有助于增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和思考能力，培養(yǎng)他們的獨(dú)立思考和解決問題的能力[10-11]。

3.2.3" 師資培養(yǎng)與課程思政相結(jié)合

教師是實(shí)現(xiàn)思政教育的關(guān)鍵力量。因此，需要加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)，提高他們的思政教育水平和教學(xué)能力。鼓勵(lì)教師在教學(xué)過程中發(fā)揮引導(dǎo)和啟發(fā)作用，巧妙融入課程思政，并引導(dǎo)他們將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際操作中。

3.2.4" 評(píng)價(jià)體系與課程思政相結(jié)合

建立完善的評(píng)價(jià)機(jī)制和反饋體系，對(duì)學(xué)生在課堂中的表現(xiàn)進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)和指導(dǎo)[12]。這有助于幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的不足并改進(jìn)自己的學(xué)習(xí)方法。鼓勵(lì)學(xué)生之間的互評(píng)和交流，讓他們?cè)诨ハ鄬W(xué)習(xí)和交流中提高專業(yè)知識(shí)。

4" 結(jié)論與展望

本文通過分析果樹育種學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，探討了虛擬仿真技術(shù)和課程思政在果樹育種學(xué)中的應(yīng)用前景和發(fā)展方向。虛擬仿真技術(shù)不僅可以提升教學(xué)效果和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還能夠推動(dòng)果樹育種學(xué)課程的智慧化，為學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供新的途徑和平臺(tái)。果樹育種學(xué)融入課程思政，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)傳授與價(jià)值觀培養(yǎng)的雙重目標(biāo)。這是一項(xiàng)長(zhǎng)期且富有挑戰(zhàn)的任務(wù)，需要大家共同努力，以期在果樹育種學(xué)領(lǐng)域開創(chuàng)出一片新的教育天地。

在未來的研究和發(fā)展中，可以進(jìn)一步探討虛擬仿真技術(shù)在果樹育種學(xué)其他方面的應(yīng)用，以期為果樹育種學(xué)的教學(xué)和科研發(fā)展貢獻(xiàn)更多的創(chuàng)新和成果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張婉，劉江浩，廉玉生，等.基于虛擬仿真平臺(tái)的研究生分類實(shí)踐教學(xué)改革探討[J].印刷與數(shù)字媒體技術(shù)研究，2024（3）：98-102.

[2] 胡紅葉.數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)虛擬仿真課程的教學(xué)實(shí)踐研究[J].上海服飾，2023（9）：142-144.

[3] 孫雨桐，劉德帥，馮美，等.果樹分子標(biāo)記輔助育種研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2024，40（1）：183-192.

[4] 馬宗飛，吳舉彬，劉進(jìn).果樹育種常見問題與解決對(duì)策[J].世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2022（9）：60-61.

[5] 于廣超，張吉斯，賈蓮，等.植物組織培養(yǎng)技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)與實(shí)踐——以黃瓜幼苗組織培養(yǎng)及其子葉原生質(zhì)體提取和活力檢測(cè)為例[J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2024，26（2）：69-73.

[6] 朱云娜，蔣園園，肖艷輝，等.虛擬仿真技術(shù)在“設(shè)施園藝學(xué)”實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝，2023，46（24）：182-184.

[7] 韓利紅，田雪蓮，高永，等.特色植物魔芋綜合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建與實(shí)踐[J].曲靖師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，42（6）：102-98.

[8] 夏文斌.新時(shí)代學(xué)校思政課建設(shè)的根本遵循——學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于學(xué)校思政課建設(shè)的重要指示[J].紅旗文稿，2024（10）：9-12.

[9] 張馨予.園林工程技術(shù)專業(yè)課程思政建設(shè)方法探析——以《園林植物栽培與養(yǎng)護(hù)》課程校園綠地提升改造項(xiàng)目為例[J].新農(nóng)民，2024（13）：8-10.

[10] 何淼，孫穎，楊青杰，等.園林植物遺傳育種學(xué)課程開展思政建設(shè)的探索[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2024，25（6）：1035.

[11] 蒲媛媛，武軍艷，司二靜，等.植物分子育種課程思政建設(shè)的探索[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，40（3）：72-75.

[12] 陳曉姣，張青芳.課程思政建設(shè)現(xiàn)狀及未來展望[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2022（2）：131-133.

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（220505181143050）；內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目（ZHYJ202306）；內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)一流課程建設(shè)項(xiàng)目（無編號(hào)）

第一作者簡(jiǎn)介：樊麗（1982-），女，博士，副教授。研究方向?yàn)楣麡浞N質(zhì)資源創(chuàng)新。

*通信作者：劉艷（1971-），女，博士，教授。研究方向?yàn)楣麡浞N質(zhì)資源創(chuàng)新。