陳 衛(wèi)，劉 佩，李谷月，李 麟，莊 煜，幸程鴻，黃 橙，郭小權(quán)，胡國(guó)良，劉 平

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，江西南昌330045）

獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)是研究動(dòng)物產(chǎn)科生理、產(chǎn)科技術(shù)和產(chǎn)科疾病的發(fā)生、發(fā)展、診斷和預(yù)防的學(xué)科。由于獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)具有抽象性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作將理論知識(shí)生動(dòng)而形象地展示。因此，獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)在該課程中占有至關(guān)重要的地位。獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)是從外科學(xué)中分支出來(lái)的，其發(fā)展起步較晚，最初的內(nèi)容就是接產(chǎn)和手術(shù)助產(chǎn)。經(jīng)過(guò)至今整整一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)現(xiàn)已成為一門(mén)完整的、系統(tǒng)的、獨(dú)立的學(xué)科，是六大獸醫(yī)臨床課程(內(nèi)科、外科、產(chǎn)科、傳染病、寄生蟲(chóng)和中獸醫(yī))之一。正如于船先生在1987年全國(guó)獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)分會(huì)成立大會(huì)上所言，獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)是“后起之秀”的一門(mén)學(xué)科。面對(duì)實(shí)驗(yàn)中切實(shí)存在的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物難以獲取、教學(xué)內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜、教學(xué)成本高等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，亟需一項(xiàng)新的技術(shù)運(yùn)用到獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)為獸醫(yī)產(chǎn)科提供了新的契機(jī)。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠有效的將獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，解決獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。筆者基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)，打破傳統(tǒng)獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間、空間、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的限制[1～2]。有助于學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行自主探究和實(shí)踐操作，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

1 傳統(tǒng)獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)的發(fā)展

《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》內(nèi)容指出：為適應(yīng)發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的需要，加大重點(diǎn)領(lǐng)域亟需緊缺專門(mén)人才開(kāi)發(fā)力度。主要舉措是進(jìn)一步擴(kuò)大專業(yè)技術(shù)人才隊(duì)伍培養(yǎng)規(guī)模，提高專業(yè)技術(shù)人才創(chuàng)新能力，構(gòu)建分層分類的專業(yè)技術(shù)人才繼續(xù)教育體系，加快實(shí)施專業(yè)技術(shù)人才知識(shí)更新工程，培養(yǎng)出符合時(shí)代需求、實(shí)際動(dòng)手操作能力強(qiáng)、具備創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的學(xué)生，能夠充分發(fā)揮在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的引領(lǐng)作用。獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)從早期“教師講解與示范，學(xué)生觀察與操作”的教學(xué)方法過(guò)渡到教師結(jié)合試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭v解，利用多媒體授課，并結(jié)合科研等多元化的教學(xué)方式。

2 教學(xué)現(xiàn)狀

相比于傳統(tǒng)的獸醫(yī)產(chǎn)科灌輸式的理論教學(xué)，“新”傳統(tǒng)獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)呈現(xiàn)了多元化發(fā)展。多媒體教學(xué)、浸制標(biāo)本、掛圖、模型進(jìn)入了大學(xué)生課堂。新時(shí)代下對(duì)人才選拔的要求越來(lái)越高，“新”傳統(tǒng)獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)由于課程學(xué)時(shí)、師資力量和科研經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的難以獲取等原因的限制，其理論教學(xué)往往是多于實(shí)踐的，“新”傳統(tǒng)獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)主要面臨以下挑戰(zhàn)。

2.1 教學(xué)手段單一

隨著城市的快速擴(kuò)張，許多學(xué)校失去了作為學(xué)生教學(xué)基地的教學(xué)實(shí)習(xí)場(chǎng)地，從原本的校內(nèi)實(shí)習(xí)變?yōu)槭覂?nèi)實(shí)習(xí)，這給獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。以江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)為例，獸醫(yī)產(chǎn)科僅僅只有48個(gè)學(xué)時(shí)，其中理論課已占36個(gè)學(xué)時(shí)。理論課程主要包括第一章生殖內(nèi)分泌學(xué)中內(nèi)分泌系統(tǒng)的生理作用及其調(diào)節(jié)、生殖激素作用原理以及與母畜繁殖的關(guān)系；第二章母畜生殖機(jī)能的發(fā)生、發(fā)展與調(diào)控中卵子發(fā)生與卵泡的發(fā)育、生殖功能以及母畜發(fā)情周期的特點(diǎn)及發(fā)情鑒定；第三章受精中配子的形成、運(yùn)行以及受精過(guò)程；第四章妊娠母體妊娠識(shí)別、胚胎發(fā)育及胚泡附植等章節(jié)的內(nèi)容[3]。要想在短短的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)深入的講解是不可能的，更別說(shuō)創(chuàng)新。獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)實(shí)習(xí)包括常見(jiàn)產(chǎn)科器械的認(rèn)識(shí)、奶牛乳房炎的診斷、成年母兔的子宮摘除、豬精液品質(zhì)的檢測(cè)等。受課程時(shí)長(zhǎng)的限制，前期的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備往往是由教師一個(gè)人完成，如“奶牛乳房炎的診斷”實(shí)驗(yàn)，去牛場(chǎng)采集乳液，乳液的保存、稀釋等步驟均有教師提前完成，學(xué)生就會(huì)錯(cuò)過(guò)很多實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)問(wèn)題[4]。教師通過(guò)PPT，動(dòng)物模型對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的傳輸，這些內(nèi)容往往抽象并且乏味，沒(méi)有具體實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，不能給學(xué)生營(yíng)造一種身臨其境感覺(jué)，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解往往只停留在理論方面。

2.2 師資缺乏，經(jīng)費(fèi)不足

2020年是國(guó)家實(shí)行國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃(2010—2020年)綱要的最后一年，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)”是獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)的長(zhǎng)期目標(biāo)?，F(xiàn)實(shí)情況是高校的教師大多數(shù)都是學(xué)校到學(xué)校，許多的博士、碩士多數(shù)是從事分子、細(xì)胞水平的研究，對(duì)于獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)往往是缺乏實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)。想要成為一名合格的獸醫(yī)產(chǎn)科教師必需付諸時(shí)間去思索，用行動(dòng)去實(shí)踐。大量臨床經(jīng)驗(yàn)的積累是將獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的基礎(chǔ)，這給高校招聘合格的教師提出了新的難題。目前，我國(guó)許多地方高校都擴(kuò)大招生，但優(yōu)秀的教師資源嚴(yán)重匱乏，每位教師承擔(dān)1～2門(mén)課程，甚至更多[5]。繁重的教學(xué)任務(wù)給任課教師帶來(lái)了巨大壓力，沒(méi)有條件和時(shí)間去探索、去思考，獸醫(yī)產(chǎn)科的發(fā)展停滯不前。

教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足又是制約獸醫(yī)產(chǎn)科前進(jìn)的另一個(gè)原因。獸醫(yī)產(chǎn)科是一門(mén)臨床實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，同時(shí)也是對(duì)于其他獸醫(yī)基礎(chǔ)學(xué)科的應(yīng)用，要想提高學(xué)生的動(dòng)手能力，就必須付諸大量的臨床實(shí)踐。面對(duì)高校教師資源的缺乏，招生數(shù)目的擴(kuò)大，大學(xué)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入?yún)s緩慢增加，導(dǎo)致人均教學(xué)經(jīng)費(fèi)減少。由于人均教學(xué)經(jīng)費(fèi)的減少，臨床典型病例無(wú)經(jīng)費(fèi)跟蹤，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物由大動(dòng)物變成小動(dòng)物，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地由室外轉(zhuǎn)向室內(nèi)，極大的限制了學(xué)生的成長(zhǎng)空間。

2.3 理論與實(shí)踐脫節(jié)

要實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和臨床實(shí)驗(yàn)手術(shù)突發(fā)情況的應(yīng)變能力的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐就顯得尤其重要。獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)內(nèi)容覆蓋范圍廣，對(duì)獸醫(yī)內(nèi)科、外科、獸醫(yī)基礎(chǔ)學(xué)科等都有涉及。缺乏教學(xué)資源給獸醫(yī)產(chǎn)科的教學(xué)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)猶如走馬觀花，往往只停留在問(wèn)題的表面。像講解難產(chǎn)助產(chǎn)時(shí)，教學(xué)實(shí)踐就很難開(kāi)展，首先是很難恰好買(mǎi)到懷孕的家畜，加上實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制，周?chē)臒o(wú)菌環(huán)境也很難控制，結(jié)果就是抽象的理論式教學(xué)。學(xué)生不能親自動(dòng)手操作，無(wú)法掌握手術(shù)技能，教師也無(wú)法當(dāng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生存在的問(wèn)題。一些高校會(huì)安排學(xué)生進(jìn)行校外實(shí)踐，學(xué)生常常只能觀摩，很難有機(jī)會(huì)親手操作。沒(méi)有形成連續(xù)、系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，臨床實(shí)踐缺乏無(wú)法真正掌握畜牧生產(chǎn)技術(shù)與流程，畢業(yè)后無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)“零距離”上崗。

2.4 環(huán)境污染

以犧牲動(dòng)物生命來(lái)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的做法也越來(lái)越不認(rèn)可，需要用其他方式來(lái)代替。在環(huán)境因素方面：獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)廢棄大量的垃圾，如實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、血液、注射器、藥物等勢(shì)必給環(huán)境造成污染，也是造成病原體傳播的重要傳染源。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立可以避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，提供安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)長(zhǎng)期以來(lái)花費(fèi)大量的資金、物資和人力，節(jié)約資源提高效率應(yīng)該是獸醫(yī)產(chǎn)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)目標(biāo)之一。

3 虛擬仿真技術(shù)在獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)中的應(yīng)用

動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，因此在學(xué)科設(shè)置上突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。獸醫(yī)產(chǎn)科是動(dòng)物醫(yī)學(xué)和動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，沒(méi)有充足的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，直接影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量[6]。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)相結(jié)合，學(xué)生課前可以對(duì)課堂內(nèi)容有一個(gè)很好的預(yù)習(xí)，課上根據(jù)自身掌握情況可以選擇性查缺補(bǔ)漏，減輕了教師的教學(xué)壓力，充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，切實(shí)提高的了教學(xué)質(zhì)量。

3.1 構(gòu)建虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，以虛擬仿真的表現(xiàn)形式，實(shí)現(xiàn)情境、過(guò)程、結(jié)果的真實(shí)感體驗(yàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中被虛擬的對(duì)象可以設(shè)定為動(dòng)物、儀器設(shè)備、場(chǎng)景。如以動(dòng)物為模擬對(duì)象的教學(xué)情境設(shè)定，可以是以細(xì)胞、組織、器官等內(nèi)容，系統(tǒng)建立計(jì)算機(jī)教學(xué)模型，再通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真技術(shù)來(lái)對(duì)比生命體正常生理狀態(tài)下的生命特征和病理狀態(tài)下的病理變化，進(jìn)一步學(xué)習(xí)疾病的發(fā)病機(jī)理和治療過(guò)程中的機(jī)體變化等。在模擬牛的剖腹產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的麻醉、實(shí)驗(yàn)部位的消毒，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以觀察牛產(chǎn)道的變化，牛的剖腹產(chǎn)和手術(shù)的縫合，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以線下觀察和了解術(shù)后的恢復(fù)情況。進(jìn)入“仿真”并“虛擬”階段，所用這些都是在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的，例如問(wèn)診、觸診、聽(tīng)診、產(chǎn)道的觀察、剖腹產(chǎn)操作全過(guò)程、術(shù)后用藥及護(hù)理觀察等模擬操作。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，材料選定都要高度仿真[7]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容盡可能反映新進(jìn)展、高技術(shù)含量、精密定量等，最好能做到跨學(xué)科、綜合性，注重科學(xué)問(wèn)題，淡化傳統(tǒng)學(xué)科界限，做到獸醫(yī)臨床各學(xué)科的高度結(jié)合。

3.2 加強(qiáng)合作研究

堅(jiān)持資源共享原則，推進(jìn)資源有效利用。在虛擬仿真牛剖腹產(chǎn)手術(shù)實(shí)驗(yàn)中，面向省內(nèi)外涉及動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)、動(dòng)物藥學(xué)等同類專業(yè)教學(xué)的本科院校、專科院校、高職院校學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放和運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)、資源共享，讓更廣泛的學(xué)生獲得機(jī)會(huì)提升動(dòng)物產(chǎn)科手術(shù)實(shí)踐技能和理論知識(shí)。在重點(diǎn)服務(wù)高校學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)，也逐步向社會(huì)實(shí)踐工作人員開(kāi)放，獲得更大的社會(huì)效益。目前，不僅包括科研部門(mén)的研究人員、獸醫(yī)與技術(shù)專業(yè)人員、培訓(xùn)參考獲證的相關(guān)人員，也有農(nóng)業(yè)部門(mén)較多的基層動(dòng)植物檢驗(yàn)檢疫人員，經(jīng)常在一線從事專業(yè)實(shí)踐技能的工作，渴望對(duì)專業(yè)知識(shí)有更深入的了解和需求，利用本實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)便是學(xué)習(xí)的有效途徑，有利于提升專業(yè)技能與理論知識(shí)。

培養(yǎng)有一定科研能力和創(chuàng)新意識(shí)的獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)專業(yè)人才，是適應(yīng)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的必需，也是教師培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的首要任務(wù)。在本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，加些科研實(shí)驗(yàn)，比如生化指標(biāo)測(cè)定、PCR、ELISA檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生們熟練掌握動(dòng)物采血、血清分離以及離心機(jī)、酶標(biāo)儀、PCR儀、移液槍的使用等。在奶牛乳房炎診斷實(shí)驗(yàn)中，利用PCR技術(shù)可以有效快速診斷致病菌，給臨床檢查提供了便利[8]。同時(shí)鼓勵(lì)本科生報(bào)名參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，項(xiàng)目材料先有學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。

4 問(wèn)題

隨著信息科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的融合，虛擬仿真技術(shù)在動(dòng)物科學(xué)研究領(lǐng)域呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建立，對(duì)促進(jìn)醫(yī)學(xué)教育與訓(xùn)練模式的改革，提高訓(xùn)練效率和質(zhì)量有著重要意義，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)。

4.1 虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)原則

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是建立在虛擬現(xiàn)實(shí)之上的一項(xiàng)先進(jìn)人機(jī)互動(dòng)技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)與獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)的深入融合將枯燥、抽象的獸醫(yī)產(chǎn)科知識(shí)內(nèi)容具體化、形象化。極大程度地提高了學(xué)生對(duì)于獸醫(yī)產(chǎn)科知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的不足也日漸凸顯，獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)分為理論課和實(shí)驗(yàn)課兩個(gè)部分，最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。靜脈注射和寵物針灸針刺的力度感，手術(shù)過(guò)程的動(dòng)物體溫和內(nèi)臟檢查溫度感，以及血液的粘度感，精液品質(zhì)檢查時(shí)精液的氣味，發(fā)情鑒定時(shí)家畜的動(dòng)作，神態(tài)僅僅依靠虛擬仿真技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。必需依靠系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練才能夠?qū)崿F(xiàn)。

4.2 完善虛擬仿真技術(shù)

基于臨床獸醫(yī)學(xué)教師人才的缺乏，尤其是在獸醫(yī)產(chǎn)科方面，獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)中的超數(shù)排卵、精液品質(zhì)檢查、直腸檢查、發(fā)情鑒定、生殖激素測(cè)定、妊娠診斷、乳房炎的檢查、人工授精、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植等內(nèi)容都具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。要想精通獸醫(yī)產(chǎn)科的臨床專業(yè)知識(shí)，就需要學(xué)習(xí)者投入大量的精力。虛擬仿真技術(shù)已在在動(dòng)物解剖學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)、生理學(xué)、病理生理學(xué)、藥理學(xué)等機(jī)能學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用已有報(bào)道，在獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)的報(bào)道還未出現(xiàn)。面對(duì)懂獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)而虛擬仿真技術(shù)不精，懂虛擬仿真技術(shù)的人員對(duì)獸醫(yī)產(chǎn)科專業(yè)知識(shí)了解不多，虛擬仿真技術(shù)人員能否準(zhǔn)確把握教師對(duì)建模方面的要求（逼真的動(dòng)物幾何模型、形象的生物學(xué)特點(diǎn)和行為學(xué)特征、靈動(dòng)的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境），是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和獸醫(yī)產(chǎn)科教學(xué)的深度融合的關(guān)鍵。