农业无人机实训教学转型—虚拟仿真破解“三高三难”

随着“职教20条”的深入推进，职业教育无论在教学形态还是教学内容方面都正在出现质的飞跃。另一方面，传统职教实训中存在的“三高三难”问题（即高投入、高损耗、高风险，难普及、难规范、难评估）日益凸显。

为了适应“互联网+职业教育”发展需求，运用现代信息技术改进教学方式方法，推进虚拟工厂等网络学习空间建设和普遍应用，虚拟仿真实训应运而生。

农业无人机实训的“三高三难”问题

无人机实训作为典型的“三高三难”领域，其设备成本高昂、实操风险大、训练周期长，传统教学模式难以满足规模化、标准化的人才培养需求。

具体到农业应用领域，其所用无人机并非都是民用小型无人机，尤其对于大型农场而言，其往往需要动用滞空时间长、学习与操控难度大、价格昂贵的大型无人机。

农业无人机需在风速≤3级、气温10-35℃条件下作业，且最大飞行高度不超过30米，尤其在山地梯田作业时，需手动调整飞行高度以避免撞树；对高杆作物喷洒时，需精确控制雾滴粒径以确保下层叶片着药。

在实操过程中，除了规避无人机失事造成的损失，还需要避免误操作带来的风险，如因没有控制好药剂播撒范围而导致雾化药剂撒向周边区域，造成污染或破坏。

智慧农业的转型，又对技术人才提出了更高的要求，学习掌握智能无人机的难度大大提升，这些都对农业无人机操作实训提出了新的挑战。

虚拟仿真的赋能价值

虚拟仿真技术在教学领域的应用，为无人机实训提供了创新解决方案。国家政策明确鼓励采用 VR/AR、数字孪生、人工智能信等新一代息技术，构建“虚实结合、以虚补实、以虚代实”的实训体系，推动职业教育向智能化、数字化方向转型。

推出智能无人机农业应用虚拟仿真实训室，其采用三维建模、人机交互、物理引擎等技术，构建高保真虚拟实训环境。

其能够满足“以虚代实”，用虚拟训练的模式，解决昂贵设备不足、高危场景难复现等问题，规避训练所需的无人机设备、场地、药剂等投入，以及相应的误操作风险。虚拟仿真环境为无人机农业作业安全规范实训提供了更加便利、可控、可重复操作的安全规范实训平台，如设备操作安全实训，人员防护与场景避险实训，农药与化学品安全实训，应急处置安全实训。为让学生直观观察违规操作的连锁后果，强化安全警惕性。在此过程中，通过 AI 智能助手，让学生可沉浸式掌握安全规范的核心要点，理解每一步操作与作业安全、效果的关联，切实提升无人机农业作业的安全操作能力与规范意识。

其能够达成“以虚拓实”，扩展极端天气、复杂地形等传统教学无法覆盖的场景。通过高度逼真虚拟场景模拟真实农田环境（涵盖水稻田、麦田、果园等作物场景，以及高压电线周边、村庄边缘等复杂区域），系统配备了海量的智能无人机农林作业资料数据库作为AI语料库，这大大提高了智能无人机农林作业预案编制的效率，也让内容更具科学合理性；同时系统允许用户对现有资料进行更新，从而保证数据库信息时刻处于最新状态，确保实训方案符合技术的最新发展。

其能够实现“以虚促实”，通过数据沉淀优化实操方案，推动产学研用协同创新，不仅用技术手段弥补传统教学的短板，甚至能够通过技术推动教学模式的改变。通过用智能评估系统，对学生的实验结果进行精准评分。再结合动态反馈机制，给出有针对性的改进策略，让学生在数据驱动的闭环训练中，快速掌握智能无人机农林作业管理的核心技能，进而有效提升在复杂场景下预案的完备性和响应的准确率。

结语

智能无人机农业应用虚拟仿真实训室以培养创新型、复合型、应用型农业人才为目标，深度融合农业科学、航空工程、信息技术三大学科领域，构建以学生为中心、以产业需求为导向、多学科交叉的创新实践教学体系。实训室能够模拟水稻、小麦、果园等不同作物环境，集成气象、土壤等动态数据的多场景适配，依托AI实时监测操作规范性，生成精准技能画像，助力个性化教学。