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物联网虚拟仿真平台在农学专业实验教学中的应用 　　摘 要：从农业高校的实验教学存在教学理念、课程设置和师资力量的问题出发，通过考察物联网虚拟仿真平台的功能，指出物联网虚拟仿真平台的应用是缓解以上问题的可行途径。结合广东某高校开展智能农业实验教学、智能花园实验教学、食品溯源实验教学三个案例，分析物联网虚拟仿真平台在实验教学中的具体应用；最后总结物联网虚拟仿真实验在丰富实验资源、减少时间投入和转变学习方式方面的作用。 　　关键词：物联网；虚拟仿真；实验教学；教育信息化 　　中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-845411-0075-03 　　一、农学专业实验教学中存在的问题 　　1.重理论轻实践 　　许多高校长期以来视实验教学为整个教学活动的从属部分，在农业院校也存在这种教学倾向，过于看重理论教学，轻视实验教学，教师在理论教学和绩效考核等重重压力下疲于应付实验教学，学生上实验课仅仅是为了完成学习任务，影响了学生将所学理论应用于实践的能力，不利于培养复合型人才和创新性人才。 　　2.实验课程分散，缺少思考和创造空间 　　大多数农业高校设置的实验课依附于理论课，实验项目围绕具体教学内容量身设计，与实验相关联的是分散的、缺乏联系的知识点或知识单元，实验课程结构缺乏连贯性和系统性。验证性的实验多，综合性、设计性、研究性的实验少。[1]学生面对和解决问题的过程就是验证一个个知识点或知识单元的过程，缺少思考、缺乏创造。 　　3.师资力量不够 　　一方面是实验指导教师的数量不够，实验教学中大量的操作技巧需要详细的讲解和演示，全方位的观察体会尤为重要，以班级教学制为教学组织形式的普通农业高校难以实现，更不能要求指导教师在逐步进行的实验环节中实时掌握每个学生的情况。另一方面是实验仪器设备的缺乏，有些农业类专业的实验要进行长期不断的观察和研究，仪器设备使用更为频繁。实验室大型仪器、部分精密仪器套数较少，往往要很多学生合用一台仪器做实验，在有限的时间内，部分学生根本上不了手操作。[2] 　　4.教学方法缺乏灵活性 　　许多实验教学由指导教师主导开展，整个实验过程按部就班进行，在实验之间的准备环节，指导教师包办了实验仪器的调试。实验开始首先讲解基本原理和操作步骤，再做完整的操作演示，学生按照罗列出来的实验步骤逐步逐项地操作，如此进行的实验过程可以保证顺利完成知识的传授，但缺少了尝试和试验的意义，学生实验前缺少主动探究，实验中缺乏独立的见解，更不会尝试其它的实验步骤、探索更好的实验方法，整个实验是简单的模仿行为。这种实验做得越多，学生思考问题的能力就会越差，思维长久地处于被抑制的状态，更加不愿意查阅资料解决问题，形成恶性循环。 　　二、物联网虚拟仿真平台与农学类教学实验的契合点 　　当前，云计算、大数据、物联网、移动计算等新技术逐步广泛应用，教育部《教育信息化“十三五”规划》明确提出：” 积极利用云计算、大数据等新技术，创新资源平台、管理平台的建设、应用模式……深化信息技术与教育教学的融合发展。”[3]结合多年教学改革的实践经验，我们认为：应充分依托信息技术构建网络教学平台，以解决现行教学体制下学生人数多、教师数量少、学时受限、动手操作不够等实验教学问题。近年来异军突起的物联网虚拟仿真技术，是应用信息技术解决农业高校实验教学存在问题的可行途径。 　　虚拟仿真技术包括虚拟现实技术和仿真技术，是用一个虚拟系统模仿一个真实系统的技术，是融合了多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术与网络通信技术的综合性信息技术。是利用计算机创建一个可视化实验操作环境，通过操作虚拟实验仪器或设备进行各种实验，达到与真实实验相一致的教学目的和要求。[4] 　　物联网是伴随着互联网、传感器等信息技术发展而逐渐成熟的科技产物。其工作原理是通过各种信息传感设备，按照约定的通信协议，将物与物、人与物之间连接起来，接入各种网络或者互联网进行信息交换，从而实现智能化识别、定位、监控和管理的一种信息网络。作为感知、传输和应用信息的技术，在农业类专业的实验课程中有充分的施展空间。物联网虚拟仿真平台，是基于物联网技术的虚拟仿真系统，是在农业生产、运输、销售过程中实现物物相连，按照物联网通信协议交换信息，在整个产供链中实现信息的采集、传输和应用，利用仿真技术和虚拟现实技术创建虚拟的实验仪器和实验环境，学生通过人机交互的界面操作虚拟的仪器设备，充当真实的实验工具，而实验能关联真实的农业场景，用以帮助学生获得身临其境的体验，从而达到与真实实验相一致的目标。 　　物联网虚拟仿真教学与传统的实验教学相比，具有鲜明的技术优势。主要包括多媒体技术、人机交互技术、可视化技术、仿真技术、虚拟仿真技术。多媒体技术采用形象、直观、生动的操作界面，对图形、图像、文字、音频、视