采用虚拟仿真教学方法，提高学生线上学习效果

-- 介绍园艺学院刘兴安老师《设施农业工程设计与建造》课线上教学

督导员 王 芬

本学期进入园艺学院刘兴安老师讲授的《设施农业工程设计与建造》网络课堂，通过线上听课与线下交流，了解了刘兴安老师线上教学所采用的教学方法和教学效果。《设施农业工程设计与建造》课程是2017级设施农业科学与工程专业的本科生专业必修课，共32学时，有48名学生选课，分成24人、两个头的教学班上课。按照教学计划每周上一次课，目前课程已经结束。现将刘兴安老师线上授课特点介绍给大家。

一、课程教学模式选择

该课程选用智慧树、QQ群及腾讯会议教学平台。慕课采用的李天来老师建设的《设施园艺学-I》网上课。QQ群为本课程的资料共享平台，以便学生资料获取及在线测试。腾讯会议为本课程的讲解平台，对关键知识点的系统讲解、问题的线上讨论。同时，课程通过互联网来调用云端CFD仿真服务器，进而实现了温室设计及建造的线上仿真演示，解决了传统课堂教学无法演示设施建造的工艺流程。

二、采用模拟仿真教学方式，提高了学生的学习效果

本课线上教学最大特点是采用线上CFD仿真教学方式。针对本课程关键知识点开展了线上CFD仿真演示教学，使学生深入了解日光温室环境设计的先进方法、直观掌握日光温室设计及建造流程，具体内容如下：

日光温室是我国北方重要的园艺设施，与其相关的设计课程是整个教学的重点、难点。由于设施农业设计及建造过程讲解比较抽象，其设计过程中又需要综合考虑多个相互耦合的温室结构参数，因此通过传统的课堂讲解方式来讲授该课程内容，教学效果并不理想。而本次的线上教学，利用腾讯会议平台来调用云端CFD仿真服务器，通过慕课的基础理论讲解，线上CFD三维参量建模、建造流程模拟、温室环境仿真等一系列仿真教学，学生可以系统、如临现场地学习日光温室设计及建造过程，最大程度的将园艺设施设计理论学习与建造实践结合在一起。根据本课程的大纲，线上CFD仿真教学核心要素包括：温室结构参数参量变化规律演示、建造工艺流程展示以及与温室结构参数相对应的温室内部环境仿真（温度、通风等）。通过线上CFD仿真演示，不仅可以真实地模拟日光温室设计和建造的全流程，更可直观地描述温室内部环境特征，加深了学生对日光温室建造环境的理解。

据学生反映，本课程通过CFD模拟仿真教学，可把课程中抽象、不易理解的知识点，如日光温室光环境分布、温室结构安全性设计、温室内部环境优化、温室建造流程、温室建筑工艺要求等，得已直观理解。刘老师在与学生的交流过程中了解到，学生对CFD仿真方法在温室设计及建造中的应用产生了浓厚兴趣，并在线上讨论环节中提出了一系列温室设计及建造的新思路。通过CFD模拟仿真教学，改变了学生被动接收的学习模式，激发了学生的学习兴趣，提高了学生线上学习效果。

三、强化线上课程的教学过程管理

线上课堂教学各环节的有效管理评价，是教学过程正常运行、实现教学目标的保证。本课程的教学管理评价包括签到、慕课学习监测、课堂讨论统计及阶段性测验等。上课签到和课堂测验通过QQ群的收集表在线完成，学习情况统计和阶段测验则在智慧树平台实现。

1.QQ课程群收集上课签到记录

上课前，老师将表分享到讲课QQ群，学生按要求填写姓名和学号，点击“签到”完成上课签到。一张收集表可以记录所有学生上课的时间，课提醒学生按时上课不迟到，保证出勤。

2.智慧树平台监测学生自主学习

本学期的《设施农业工程设计与建造》课程，因一些限制条件，要求学生利用智慧树教学平台开展自主学习。学生通过智慧树教学平台进行课程的理论学习，通过名师视频讲解学习课程的基础知识点。在学习过程，智慧树教学平台能够统计学生的累计学习时间和最终学习效果，进而实现了自主学习的动态监测。

3.腾讯会议平台线上讨论

本课程通过腾讯会议平台，讨论学生在自主学习过程中的所遇问题，并由教师讲解、总结。通过学生在讨论中的发言、问题总结及课程提问等多方面表现，给定成绩。

4.QQ课程群平台线上测试

在本课程的每一个章节，通过QQ群平台发布本章节的重要知识点测试卷，并要求每位学生在规定时间内完成测试，以作为线上教学的课堂成绩之一。

课程最终考核成绩包括：平时和期末考试成绩。其中，平时成绩根据智慧树教学平台的动态监测、课程讨论、课堂测验和上课签到等给出。通过上述几项教学过程管理，可有效保证课程的线上教学效果。

四、线上教学的体会

1.教学内容的扩展与丰富

刘兴安老师认为，传统的课堂教学局限于理论讲解，教学内容相对单调、老套，不易扩展。本学期通过线上教学，并结合CFD仿真演示，扩展了教学内容。课程的内容更新颖、方法更先进，其教学形式和教学内容均对学生产生较大冲击。同时，学生为了能够掌握新内容、新方法，充分利用课余时间对原有的教学内容进行预习和复习，不仅实现了教学内容的扩展，更使学生深入地掌握日光温室设计流程及建造工艺要点。

2.学生学习主动性的提升

本课程采用CFD仿真演示教学方法，增加学生的学习自主性。通过智慧树平台的自主学习、线上CFD仿真演示及课程讨论这3个环节，让学生由浅入深地学习日光温室的建造原理，并带着问题、带着兴趣去寻找答案，益于学生掌握本课程的重点和难点。

3. 实现教学的过程化管理

线上教学的难点在于，无法定量地掌握学生的学习过程投入。本课程通过智慧树平台的自主学习过程动态监测功能，实现了线上教学的过程化管理。同时，基于教学过程的成绩评定方式，也促进了学生的学习积极性，增加了学生自主求知欲，进而达到线上教学的过程化管理效果。