在水产养殖类专业中搭建网络虚拟仿真教学系统的构想

郝振林　田莹　常亚青

一、前言

水产养殖作为一门基础的农业类专业课程，具有很强的季节性特点，不是一年四季都可以进行养殖，不同的品种有不同的气候适应性，所以水产养殖生产实习在很大程度上受到时间限制。水产养殖学本科专业的核心专业课，兼具理论性和实践性并强的特点。而《贝类增养殖学》这门课程对于农业类高等院校水产养殖学专业来说，是一门非常重要的专业课，该课程综合运用养殖贝类的生活习性、生长以及繁殖等知识立体研究贝类的养殖和增殖过程。作为传统水产增养殖学的一个重要分支，本课程在完善水产知识体系中，具有举足轻重的地位和作用，其教学效果的好坏直接关系到学生能否很好地理解、掌握并应用该课程的具体知识。而目前《贝类增养殖学》存在较多问题：

1.《贝类增养殖学》授课内容较多，在理论教学过程中多以图片的形式展示养殖场的布局、沉淀池的形状、亲贝的选择，学生难以直观的了解其具体细节，因此对其每一环节的意义及工作原理了解掌握不透。

2.教师在授课过程中很难通过板书、语言及图片深刻讲解贝类人工育苗的所有知识，包括养殖场的建造、砂滤池的构造等，因此使得课堂缺乏生动和立体感。

3.很多同学课堂没有认真听讲，进入养殖场后，对育苗及养殖生产有些不适应，理论和实际严重脱节，而最好的教学方法是理论教学结束后，马上进行生产实习，但由于条件限制，实施难度很大。以大连海洋大学为例，上半学年学习理论课，下半学年进行生产实习，由于时间间隔较长，导致理论和实际严重脱节。

4.生产实习基地不稳定，企业参与度不足。目前企业普遍重视一线生产，拥有自己专业的团队进行养殖，不太关注学生的实习，企业参与度普遍不足。

随着科学技术日新月异的发展，虚拟仿真技术已融入到现代教育领域，并发挥着越来越重要的作用。如部分化学实验过程中，因为有些实验设备具有很大的局限性，再加上一些化学药品还存在着严重的安全问题，所以建立了化学仿真实验室。又如在航空发动机拆装实训过程中，由于实验器材价格昂贵，导致实验无法全面普及，于是航空发动机教学仿真试验系统应运而生。众多事例表明，利用计算机建立虚拟仿真系统进行辅助教学不但可以充分调动学生学习的积极性，提高教学效果，而且这种方法既不消耗器材，也不受场地和时间等外界条件限制，并可重复操作，直至得出满意结果。

《贝类增养殖学》仿真教学系统采用先进计算机技术，通过设置不同场景，模拟不同条件下的贝类人工育苗技术，让学生身临其境的进行自主人工育苗，每个学生根据自己的管理可以在计算机中获得自己培育的贝类幼苗，而贝苗的好坏也是检验虚拟仿真生产实习成果的重要指标。本系统的设计可以使《贝类增养殖学》的教学更加形象、生动。真正让学生掌握贝类育苗操作过程和增养殖技术规范，真正参与到贝类养殖企业的生产管理中去，巩固对理论知识的领悟。

二、《贝类增养殖学》仿真教学系统的内容

《贝类增养殖学》仿真教学系统如图1所示，共有5部分内容组成，分别为注册界面、知识回顾、人工育苗关键技术、实习报告和信息反馈。

（一）注册界面

由学生自己设置专属于自己的用户名和密码，用户名和密码建立后，学生可以每天进入系统，对自己培育的贝类幼苗进行管理和维护。

（二）知识回顾

本部分内容主要是通过播放ppt的形式，让学生对以前学过的贝类人工育苗知识进行简要回顾，知识内容包括：育苗场址选择、育苗场布局、亲贝的挑选、亲贝促熟、诱导催产、受精孵化、幼体培育、附着采苗、稚贝培育和中间育成等。

（三）人工育苗关键技术

本部分内容主要让学生通过具体实例的形式进行具体的人工育苗。首先学生要挑选一个自己喜欢的种类进行人工育苗，经济贝类包括很多种，如鲍、扇贝、贻贝、牡蛎和滩涂贝类等，每位同学对每种贝类的喜好可能也不尽相同，可能有的同学喜欢鲍、有的同学喜欢扇贝等，所以同学们可以选择一种自己喜欢的贝类进行育苗。这样可以极大的提高同学的兴趣。

种类选择好后，就要对种贝进行挑选，挑选种贝会有一定的标准，这时系统会给出多种型号贝类的照片供同学们选择（每种贝类还会有一个分数，以便于实习报告的考核），同学们课本知识提到选择标准挑选一种自己觉得合适的贝类作为种贝来进行促熟。促熟时，要根据有效积温来计算自己所选贝类的促熟时间，以及促熟时期投喂的饵料和日常管理等等，这些都要作为实习报告的考核指标。当种贝促熟达到有效积温时，就要对其进行诱导催产，诱导催产方法有很多种，同学们自己选择自己认为最有效的催产方法进行催产，这也是要作为实习报告的考核指标。

催产结束后，就要对精子和卵子进行受精与孵化，此时，系统会设计多种情节，让学生进行操作处理。如果精子数量过多，精子活力不够，胚胎发育过程照片及选育过程等等，以此来作为实习报告的考核指标。幼体培育阶段的关键是饵料的选择与日常管理，这时，系统会提供多种饵料，学生可以根据所学知识选择饵料，来进行投喂，并且每天学生要定时到系统上来给幼体投饵换水。并且检查幼体的生长状况，并做好记录。

附着采苗，当幼贝长到一定时候，出现附着特征的时候，就要及时投放附着基，进行采苗，这时系统会提供多种附着基供学生选择，另外，还会让学生对附着基进行相关处理。学生的每一步操作和处理都会得到相应的分数，作为实习报告的考核内容。稚贝培育，当幼体全部附着后，就要对附着后的幼体进行日常管理，此时的管理与幼体培育期的管理略有不同，投饵量需加大。

中间培育，经过一段时间的稚贝培育，就要适时将稚贝移到海上进行中间培育。

（四）实习报告

实习报告包括2部分内容，一是系统自动生成同学培育的稚贝照片，二是系统根据同学在育苗过程中的表现自动生成的报告，报告中有表扬同学的内容部分，也有需要同学继续改进的内容部分。

（五）信息反馈

通过本次的《贝类增养殖学》虚拟仿真生产实习，让同学们谈一下自己的感受和心得体会，提出系统需要改进的地方，我们将以此作为后期的努力方向。

（作者单位：大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室）