实验教学方法
（一）使用目的
1）巩固学生传感器、嵌入式开发和网络通信等理论基础。在仿真实验过程中，学生在完成各部分实验过程中均有对应的理论知识提示与错误提醒，直观、实时和互动的交互操作可帮助学生深入细致地学习智能无土栽培信息化建设的相关技术细节与实施过程；
2）激发学生学习兴趣。虚拟仿真实验解决了真实场景下设备间信息传输不匹配，工程实施过程复杂多变，学生参与过程漫长，学习动机弱化的问题。在参与实验过程中，学生可根据提示逐步深化对已有理论知识的理解，直观感受到智能无土栽培系统建设实践过程中的效果，能够激发学生养成主动掌握知识和不断反思的习惯，推动学生将理论知识应用于实践。
3）提高学生创新能力。本实验为学生提供了完整的无土栽培智能化工程实施过程，通过实验学生可以了解信息化工程项目的完整实施操作过程，可以查漏补缺，强化自身在各领域的能力，激发学生的主动式学习迁移，促进学生对工程问题的创新改进与实践。
（二）实施过程
（1）情景式环境漫游。学生进入虚拟的智能无土栽培环境，直观形象、立体生动地体验、感知与思考智能化无土栽培的建设思路、设备选择布局和网络结构。
（2）交互式个性化学习。实验的各模块设计彼此相互独立，学生在实验过程中，学生可根据自身知识储备情况和兴趣个性化地选择对应模块参与实验，每个模块完成后均会以动画形式验证该模块的实验结果，学生可以反思自己的全部操作。同时通过人机交互的方式，实现边学习、边调整，错误和不足之处及时得到改正和补充。
（3）自主式学习。仿真实验可分为“练习模式”和“考核模式”，在“练习模式”下，学生可以重复操作实验过程，在每步实验操作中均设置有相应的理论解释和操作提醒，学生可根据自身基础，进行自我提醒，自我纠错，灵活参与实验过程；教师也能够通过后台看到每一个学生的实验操作，最终在生成个性化、差异化的实验记录，方便提醒教师对每一个学生具有针对性的指导和答疑。
（4）反思式评价。实验操作结束后，通过填写实验报告，学生可以反思自己的全部操作，并对自己掌握的情况作出评价。学生根据评价结果和兴趣，反复进行虚拟仿真实验，教学系统将自动记录学生操作过程，并上传相关信息至本项目数据库，教师对学生的实际操作进行点评，学生之间相互点评，实现了师生互动与生生互动，进而提高学习效果。
（三）实施效果
（1）提高了应用型人才实践能力。本项目的开发突破了时间和空间的限制，学生可以随时随地进行实验。同时，软件中设有纠错和提示功能，学生可以反复进行学习。本项目的应用，大大提升了学生对物联网技术工程应用的科学化和专业化。自2019年以来，本校已有150余名学生完成了该项目的实验。
（2）提升了教学效率。本项目建构了一个类真实环境，目前支持并发访问高达1000人，解决了现实场景中，学生无法介入，实验设备之间信息不具备互通性，教学难度大，成本高等问题，激发了学生对专业的热情和兴趣，大大提升了学生的动手实践能力和创新能力，大大提高了教学效率，巩固了教学成果。
（3）降低了实验成本。本项目使学生足不出校就能观摩和体验智能无土栽培信息技术建设过程，大大节省了大量实验设备的搭建和研发成本，也节省了学生往返见习、实习单位的时间和交通成本。学生通过与虚拟的实验对象和现实中实验设备进行综合演练，交互对比，也解决了综合性实验投入成本大，利用率低，性价比不高的问题。
（4）共享教学资源。该项目可通过互联网访问使用，能够方便地开展大范围班级实验并向社会开放。目前，该虚拟仿真教学资源不仅惠及本专业的师生，也可以支持我校其它相近专业的虚拟仿真实验教学。许昌职业技术学院、许昌电气职业学院等多所兄弟院校相关专业共享了该虚拟仿真实验教学项目。
