新農科新文科背景下農林經濟管理專業虛擬仿真實驗設計與應用效果研究

摘要：隨著新農科新文科交叉融合建設的推進，農林經濟管理專業面臨著教學方法和實踐能力培養的雙重挑戰。虛擬仿真實驗通過結合傳統教學模式和現代技術，豐富了教學手段和內容，為培養復合型人才提供重要支持。剖析農林經濟管理專業和虛擬仿真實驗教學的關系，以服務國家鄉村振興戰略為宗旨，以培養具有農業院校特色的經管類人才為目標，借助虛擬仿真技術設計農機合作社經營決策虛擬仿真實驗。從合作社漫游、成立與發起、農機社會化服務方案制定、收益核算與利潤分配、實驗考核體系五個環節闡釋虛擬仿真實驗的設計原理。在此基礎上，使用385位處理組和518位對照組學生的調查數據，利用傾向匹配得分法驗證學生參與虛擬仿真實驗教學對其學習效果的影響效應。結果顯示，虛擬仿真實驗顯著提高學生的學習效果。與對照組相比，參與虛擬仿真實驗對學生期末卷面成績的提高效果達到11.33%，學生的學習興趣和團隊合作能力也得到4.58%和4.67%的提升。以上研究發現有助于農林經濟管理專業虛擬仿真實驗的建設以及虛實結合教學模式的高效開展。

關鍵詞：新文科；農林經濟管理；虛擬仿真；實驗平臺；農機合作社

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095?5553 （2024） 11?0299?11

Research on the design and application effects of virtual simulation experiments

in agricultural and forestry economic management major

under the new agricultural science and new liberal arts context

Zhang Ying， Kang Yu， Zhang Xuan， Zhao Cuiping

（College of Economics and Management， Henan Agricultural University， Zhengzhou， 450046， China）

Abstract： With the advancement of the integration of new agricultural science and new liberal arts， the major of agricultural and forestry economics management faces dual challenges in teaching methods and the cultivation of practical abilities. Virtual simulation experiments， integrating traditional learning with modern technology， significantly enrich teaching tools and content， providing crucial support for cultivating inter?disciplinary talents. This study analyzes the relationship between the major of agricultural and forestry economics management and virtual simulation teaching， aiming to serve the national rural revitalization strategy and to cultivate management talents with characteristics distinct to agricultural institutions. Utilizing virtual simulation technology， a business decision?making virtual simulation experiment for agricultural machinery professional cooperatives was designed. This paper expounds the experimental design principles from five aspects， including cooperative roaming， establishment and initiation， agricultural machinery social service plan formulation， cooperative incom29e95523ca093662bf858fd2a64de56ca3cf31beff61f8831a431f59a2c6ca63e accounting and profit distribution， and experiment evaluation system. Then ， data from 385 experimental group students and 518 control group students were used to analyze the learning effects associated with participation in virtual simulation teaching using the propensity score matching method. The results show that the virtual simulation experiment significantly improves the learning effect of students. Compared with the control group， the improve effectiveness of participating in the virtual simulation experiment on the final exam score of the students reached 11.33%， and the learning interest and teamwork ability of the students were also improved by 4.58% and 4.67%. The above research findings contribute to the efficient development of virtual simulation experiments and the integration of virtual and real teaching modes in agricultural and forestry economic management specialties.

Keywords： new liberal arts; agricultural and forestry economics management; virtual simulation experiment; experimental platform; agricultural machinery cooperative

0 引言

教育部“六卓越一拔尖”計劃2.0的實施，新工科、新醫科、新農科、新文科的“四新”建設推動全國高校掀起了一場教育“質量革命”。黨的二十大報告明確提出“加快建設教育強國”“加快建設高質量教育體系”的戰略目標。中共中央政治局第五次集體學習會議強調，從教育大國邁向教育強國需經歷質的飛躍，這一進程需要以改革創新作為核心驅動力。2023年，教育部印發《基礎教育課程教學改革深化行動方案》，提出“深化課程教育改革，加強機制創新以實際提升教育質量”。面對新使命新要求，推動高等教育改革創新，必須加快新文科的建設。新文科建設強調通過學科間的融合創新來達成發展目標，包括與現代信息技術的深度融合，學科交叉融合以及相近專業集群的整合[1， 2]，以重建因學科劃分而失去知識的統一性和體系性，培養跨學科復合型人才[3]。高等農業院校的農林經濟管理專業課程從本質上歸屬于新文科大類，但新農科的發展、鄉村振興戰略的實施對于農林院校的經管類專業教育提供了時代發展的新元素。農業院校經管類課程建設立足于院校特色，服務于“三農”人才培養的需要。因此，在農林院校農林經濟管理專業課程建設中，倡導新文科與新農科的交叉融合具有重要意義。

利用現代信息技術發展實驗教學，為煥發文科活力起到了重要作用[4]。例如，彭建超[5]結合自然資源管理現實需求和專業教學的規律和學生培養目標，設計了土地資源管理專業不動產測繪虛擬仿真綜合實驗。李哲[6]在跨文化能力培養的實踐模型基礎上，探索了虛擬現實技術在跨文化交際課程實驗教學中的應用。虛擬仿真技術已廣泛應用于實驗教學資源的建設，但符合農林經濟管理專業人才培養目標的虛擬仿真實驗和相關研究較少。本文基于新農科新文科發展需求，順應國家和農林經濟管理專業復合型人才培養目標，以推進現代信息技術與農林經濟管理專業課程教育教學深度融合為宗旨，研究將虛擬現實技術應用到農林經濟管理專業核心課程的教學和管理中的方法與實現路徑，探討“農機合作社經營決策虛擬仿真實驗”的設計和應用，為推進農林經濟管理專業多學科融合發展提供借鑒。

1 虛擬仿真實驗教學的發展與應用

建構主義理論認為，學習過程不應被視為學生被動接受知識的過程，而是一種學生積極、主動構建知識的活動。學生通過自己的經驗背景，對外界信息進行選擇、加工和處理，從而轉換為個人理解。因此，教學的核心任務是為學生創建理想的學習環境，輔助他們建構知識[7]。在這一框架下，虛擬仿真實驗提供了一個理想的學習平臺。虛擬仿真實驗通過整合人機交互、數字孿生技術、三維建模和人工智能等現代信息技術，構建出高度真實的實驗環境和對象。虛擬仿真實驗不僅模擬現實操作環境，還能有效降低因現場實驗帶來的高成本和潛在風險[8]。遵循“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則[9]，虛擬仿真實驗使得學生能夠在控制的環境中安全地重復進行實驗操作，加深對理論知識的理解和應用。此外，虛擬仿真實驗在教學中不僅傳達知識，還融入情感、能力、素養及價值等多元教學目標[10]，極大地增強了學生的學習積極性和學習效果[11， 12]。

虛擬仿真實驗的國際應用十分廣泛。例如，在工程教育、化學、安全與健康教育、外科技能教育、網球教學、醫學和護理教育等領域，虛擬仿真實驗為學生提供了模擬真實操作環境的平臺，增強了學習體驗和理解深度。Mikropoulos等[13]通過回顧1999—2009年的53篇關于虛擬現實教育應用的實證研究文章，發現雖然大部分研究集中在科學和數學領域，但社會科學的研究者也已經開始意識到虛擬現實在教育中的潛在價值，并開始將學習目標整合進教育虛擬環境中。虛擬仿真實驗和模擬實踐活動在金融課程[14]、會計[15]和審計[16]課程中均得到運用。

國內關于虛擬仿真實驗的應用已涵蓋廣泛的學科領域，從工程技術類到人文社會科學，各類教育領域均嘗試引入虛擬仿真技術來提高教育質量和學生的學習體驗。在工程類教育，如機械、土木、化工與制藥、交通運輸、航空航天等領域[17]，虛擬仿真實驗通過提供接近真實的操作環境，使學生能夠在無風險的情境中掌握和應用復雜的工程技術和操作技能。例如南京農業大學的“乳化腸規模化生產虛擬仿真實驗”讓學生模擬操作乳化腸規模化生產的整個流程。在人文社科類教育，如法學、歷史學、教育學、文學和管理學等領域[18]，虛擬仿真實驗也發揮著越來越重要的作用。例如，虛擬仿真實驗可以幫助法學生通過模擬法庭審判過程來理解法律程序，或者使史學生通過歷史事件重現來更好地理解和感受歷史。特別是在新聞傳播學項目中，虛擬仿真實驗雖然數量不多，但通過重現特定媒介環境或融合技能的訓練，有效提升了學生的專業技能和應用能力[19]。

2 農林經濟管理專業與虛擬仿真實驗教學

中國現代化離不開農業農村現代化，農業農村現代化關鍵在科技、在人才。農林經濟管理專業作為培養行業創新性、實踐性、綜合性人才的關鍵學科，面臨著教學改革與專業建設的新挑戰和新機遇。

隨著信息技術，特別是數字化教學技術的快速發展，為農林經濟管理專業的教育改革提供了全新的思路和工具。《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》明確指出，農林經濟管理專業需培養精通農林經濟管理理論、了解中國農業、農村與農民，并能分析解決農業經濟現實問題的復合型人才。然而，與其他文科專業類似，農林經濟管理專業教學受限于實習和實驗條件不足，面臨著“理論基礎”和“生產實踐”相脫節的問題。傳統教育模式在培養學生對實際問題的分析與解決能力上存在明顯不足，需要通過引入現代化的教學手段進行教育改革和創新。目前多數經管類虛擬仿真實驗提供了企業模擬經營平臺，但對于滿足農林經濟管理專業的綜合培養目標仍有待進一步建設與完善。虛擬仿真實驗在農林經濟管理專業中的建設和發展不僅應遵循自然法則，還需要突破學科界限，培養學生的創新實踐能力及對“三農”的深厚情懷。

目前，國家虛擬仿真實驗教學平臺在農林經濟管理專業領域已批準6個項目。這些項目包括浙江農林大學的“種植業家庭農場經營決策虛擬仿真實驗”、華南農業大學的“魚菜共生智能農業經營虛擬仿真實驗”、安徽農業大學的“田園綜合體經營決策虛擬仿真實驗”、中國農業大學的“生豬產業鏈虛擬仿真經營決策實驗”、南京農業大學的“肉雞產業鏈經營決策虛擬仿真實驗”以及東北農業大學的“北方寒地生態農場經營決策虛擬仿真實驗”。這些虛擬仿真實驗教學項目促進了各院校農林經濟管理專業教育優勢資源的共享。但是，與其他學科相比，現有的虛擬仿真實驗教學項目在課程體系的完整性、實驗內容的多樣性、實驗場景的真實性以及評價體系的量化等方面仍面臨挑戰，這些問題可能影響學生的學習效果和實驗教學質量，仍有進一步改進和優化的空間。

現有的實驗項目中尚缺乏關于農民合作社的經營決策虛擬仿真實驗。農民合作社是以服務成員為宗旨，遵循著“入社自愿、退社自由”的原則為入社成員和其他個人或團體提供服務的組織。農民合作社的經營與管理是農林經濟管理專業理論體系中的重要部分。截至2023年10月底，全國登記在冊的合作社數量為221.6萬家，輻射帶動全國近一半的農戶。在推動鄉村全面振興的進程中，不僅需要農業經濟理論的引導，還需培養精通農村合作社管理的專業人才。開發專門針對合作社的虛擬仿真實驗，并通過經營決策的可視化模擬，將極大促進學生對農民合作社的管理機制、經營動態和耕作流程的深入理解，提升他們在現代農業機械應用和管理方面的技能，掌握決策思維與技巧，以實現培養具備農林經濟管理專業能力的人才的教學目的。

3 農機合作社經營決策虛擬仿真實驗設計

3.1 實驗建設載體

農機合作社以農業機械為主要固定資產，在農業生產環節中為成員提供優質、高效的農機作業服務，從而降低種植業生產成本，增加農戶的農業收入[20]。和一般農民合作社相比，農機合作社需要投入較多的專用性資產，以滿足農戶土地托管和各個環節農業社會化服務需求。農機合作社在中國農業現代化和鄉村振興戰略中扮演著重要角色，不僅有助于優化農業生產經營體制，增強農業綜合生產能力，還是推動農業科技進步和提升機械化水平的關鍵舉措。因此，選擇農機合作社作為實驗建設載體，不僅能進一步充實和豐富農林經濟管理專業的虛擬仿真實驗資源、顯著提升課程的實用價值與教學品質，還有助于培養知農業、懂管理、善經營、社會責任意識強的農業經濟管理人才，從而更好地滿足現代中國農業和農村發展的需求。

在多年跟蹤調研、案例教學的基礎上，河南農業大學選擇國家級示范社“滎陽市新田地種植專業合作社（以下簡稱新田地合作社）”為實驗建設載體，通過情景模擬真實還原合作社的經營場景。滎陽市新田地種植專業合作社成立于2011年，歷經13年的發展，成長為國家級示范社。目前合作社采取土地“流轉+托管、入股+托管”的經營模式，為入社農戶提供土地全程托管和單環節農機服務。合作社通過選定優質品種、提高機械化水平實現土地增產，與下游企業簽訂訂單提高售價，幫助農戶實現增產增收。新田地合作社兼具農機合作社和土地托管合作社的特點，符合新農科新文科交叉融合發展背景下農林經濟管理專業虛擬仿真實驗的建設需求，如圖1所示。

3.2 實驗設計

農機合作社經營決策虛擬仿真實驗從農林經濟管理專業人才培養目標出發，堅持以學生為中心、多學科交叉融合的建設理念；按照能實不虛、虛實結合、以虛補實的建設原則；利用三維數字還原、3D仿真等技術，將管理學、經濟學、農學等相關理論知識與信息技術深度結合。農機合作社經營決策虛擬仿真實驗的設計基于農民合作社投入產出真實數據。實驗人員在虛擬市場環境下，扮演合作社的理事長進行經營決策，在線完成合作社漫游、合作社發起成立、經營決策、民主管理、農機操作、業務拓展、年終核算等環節，解決真實實驗項目條件不具備或實際運行困難，涉及高成本、高時耗、不可逆操作等問題[4]。

3.2.1 合作社漫游設計

知識學習模塊包含了合作社漫游和理論實踐知識儲備兩個功能。漫游功能為實驗者1∶1還原了合作社的經營情景，為實驗者提供沉浸式、全景式的學習體驗。如圖2所示，實驗者可瀏覽合作社的農業機械設備、了解合作社的組織架構，在閱覽室查閱合作社相關法律法規、教學案例材料，經典文獻、相關新聞導報和最新的統計數據，了解合作社區別于企業的經營原則、價值觀和運營機制，為其他模塊實驗提供知識儲備，也使實驗者能夠更加清晰認識到“什么是合作社”“為什么要成立合作社”，進而為“如何經營合作社”的虛擬仿真實驗提供知識儲備。

3.2.2 合作社的成立與發起

我國最早的合作社地方性法規《浙江省農民專業合作社條例》明確規定，單個成員或者成員聯合認購的股金最多不得超過股金總額的20%；《中華人民共和國農民專業合作社法》（以下簡稱《農民專業合作社法》）和《農民專業合作社管理條例》也對成員的參與成員大會的權利、表決權、表決附加權等基本權利做出規定。參照上述法律法規，對合作社的發起、成立步驟以及實驗角色（理事長）和7名NPC（非玩家控制角色，Non Player Character）的實驗參數進行設計（表1）。

發起合作社的實驗步驟：實驗者點擊【登記注冊】按鈕，瀏覽查看理事長和成員的個人信息、職務和入股信息等；召開成員大會，制定合作社章程；完成農民合作社的登記注冊，瀏覽合作社的資產、設備與營業執照；招聘合作社長期雇員，設置薪酬。

3.2.3 合作社農機社會化服務方案制定

農機合作社的主營業務是為農戶提供“整地、播種、施肥、灌溉、植保、收割、烘干、運輸”全程社會化服務（也稱為全程土地托管服務），同時也提供小麥、玉米“整地、播種施肥、飛防、收割”等單環節的農機服務。圖3展示了合作社的生產日歷，按照夏玉米—冬小麥生產周期提示實驗者完成每個月的農業生產經營決策。拖動右上角的時間框，可加快農作物生長周期，讓實驗者在短時間完成體驗，彌補大田實驗高耗時的缺陷。在相應的時節點擊農機服務按鍵，實驗將模擬展示農機作業畫面，體現本實驗的學科交叉屬性，同時也提高了實驗的趣味性。

農機合作社社會化服務方案制定是本實驗的核心環節。根據新田地合作社真實的投入產出數據，本實驗制定了合作社農機服務成本收益計算參數。實驗者在參考生產日歷和表2的基礎上，自行制定農機合作社的全程社會化服務價格、單環節農機服務價格以及優惠方案；在對合作社資產評估的基礎上，與農戶簽訂服務合同，確定合作社的經營規模，并完成夏玉米—冬小麥整個種植周期合作社的生產經營決策。

3.2.4 合作社收益核算與利潤分配

完成經營決策模塊后，實驗者需根據決策數據和系統設定參數計算合作社的經營收益，并進行盈余分配。首先，結合表2中的參數設置，實驗者可以根據自己設定的虛擬經營規模、雇員薪酬等信息計算合作社的經營收益。具體計算如式（1）所示。

[E=S-C] （1）

式中： [E]——合作社實驗周期內的經營利潤；

[S]——經營收入，即農機服務收入;

[C]——經營成本。

通常情況下，合作社的經營收入來自各類經營型業務、政府項目資金、補貼、獎勵等，本實驗以農機合作社為建設載體，在實驗中僅設置合作社的主營業務收入，即農機服務收入，暫不考慮其他來源的經營收入。其中，農機服務費用=全托管面積×（單位服務費）+整地環節面積×（單位服務費）+播種施肥面積×（單位服務費）+飛防×（單位服務費）+收割×（單位服務費）+其他；經營成本包括農機服務成本，雇工費用和管理費用，其中，農機服務成本=全托管面積×（單位成本）+整地環節面積×（單位成本）+播種施肥面積×（單位成本）+飛防×（單位成本）+收割×（單位成本）+其他。

其次，實驗者計算經營利潤的基礎上可以確定合作社盈余，按照章程規定提取一定比例的公積金和公益金，按交易額和股金進行盈余返還。《農民專業合作社法》規定：在彌補虧損、提取公積金后的當年盈余，為農民專業合作社的可分配盈余。可分配盈余按成員與本社的交易量（額）比例返還，返還總額不得低于可分配盈余的60%。公積金和公益金提取比例、盈余分配比例具體要參考實驗者發起合作社時制定的章程來設定。

最后，實驗者填寫盈余及盈余分配表中經營收入、經營收益、本年盈余、可分配盈余、提取盈余公積金的金額以及盈余返還金額等數據。

3.2.5 合作社實驗考核體系設計

建構主義理論認為學習是個體根據個人經驗和知識構建意義和理解的過程。已有研究表明，教師如何設置課程的評價目的與評價方式會顯著影響學生的學習效果[21]。過程性評價和非標準答案式的考核方式能夠幫助教師了解學生如何建構知識，并促進學生建立更深刻、持久的理解[22]。因此，農機合作社經營決策虛擬仿真實驗結合過程性和非標準答案式的考核方式，從知識學習、經營決策、組內PK和實驗報告4個模塊構建考核體系，具體考核要求和評分標準如表3所示。

4 虛擬仿真實驗教學實施與效果評價

4.1 數據來源

農機合作社經營決策虛擬仿真實驗適用于《農業經濟學》《農業企業管理學》等農林經濟管理專業核心課程。這些課程緊貼農業農村實踐，但面臨教學時間限制、農業生產周期長、季節性強和地域差異大的挑戰，導致學生在實際田間實習的機會有限。在教學改革過程中，將虛擬仿真實驗教學融入混合教學模式的改革與創新，加強學生學習的自主探索和知識體系的構建。為了檢驗農機合作社經營決策虛擬仿真實驗的教學效果，課程組在2021—2022學年第二學期、2022—2023學年第二學期，在《農業企業管理學》和《農業經濟學》課程開設過程中，學生自愿報名參加虛擬仿真實驗，其他同學除了不參加虛擬仿真實驗以外，正常參與課程中的其他教學環節。課程結束后，針對所有學生收集問卷，內容包括學生基本情況、學習習慣、課程學習效果、對虛擬仿真實驗課程適配度的評價等內容。

本次調查共收回問卷997份，剔除答案嚴重缺失和前后矛盾的問卷，共獲得有效問卷為903份，問卷有效率為90.57%。有效問卷中，參與虛擬仿真實驗教學的學生有385人，未參與的有518人。903個有效樣本中，以女生居多（603個，占比66.78%），大三的學生為主（537個，占比58.48%）。農學、工商管理、農林經濟管理專業的受訪者分別占總樣本的6.63%、65.78%和24.58%。

4.2 變量選取與描述性統計

本文的目標是運用考察虛擬仿真實驗對學生學習效果的影響，在此基礎上進一步探尋影響虛擬仿真實驗對學習效果提升的影響因素，具體變量選擇、測度方法與描述性統計見表4。

1） 被解釋變量。學生的學習效果是本文的被解釋變量。已有研究對學習效果的評價大致可以分為單一指標和多維指標兩種。單一指標通常使用學習成績表征學習效果[23]，多維指標通常選擇學習滿意度、參與度和考核成績等多個指標評價學習效果[24， 25]。根據過程性評價和非標準答案式考試的考核設計，本文認為不能僅僅使用期末卷面成績衡量學習效果，應引入學生興趣度、課堂參與度、經營管理能力、團隊合作能力來保證學生的學習效果。期末卷面成績采用百分制計分，代表學生理論知識的掌握程度，其他變量采用5級評分法進行測度。

2） 核心解釋變量。核心解釋變量為是否參與虛擬仿真實驗。選用構建反事實假設的方法分析學生參與虛擬仿真實驗對學習效果的處理效應，將是否參與虛擬仿真實驗設置為虛擬變量，參加實驗賦值為1，否則賦值為0。

3） 控制變量。綜合考慮學生個體特征、對虛擬仿真實驗的認知、混合教學適應性等因素的影響，以匹配效果為導向選取控制變量。在變量選取過程中，既要從理論上盡可能納入影響學生學習效果的變量，又要考慮實現樣本損失少、平衡度高的效果。借鑒已有研究[23， 26]，最終選取學生個體特征（性別、年級、專業）、虛擬仿真實驗認知（虛擬仿真實驗課程適配度）以及混合教學模式下學生的學習習慣、多元任務參與積極性為控制變量。

本文通過STATA17.0軟件，運用獨立樣本t檢驗分析處理組和對照組在各項指標上的差異。如表4所示，處理組和對照組在經營管理能力、團隊合作能力、期末卷面成績、學習習慣、多元任務參與積極性以及學生年級、專業上有顯著的差異。課程適配度的均值超過3，說明學生普遍認為此課程與虛擬仿真實驗有較高的適配度，任務參與積極性的均值超過4，說明學生有較高的多元任務參與積極性，但未做實驗的學生任務參與積極性更高，這可能是因為未做實驗的學生有更多的精力參與其他學習任務。將所有變量均值進行獨立樣本t檢驗，結果顯示學生參與虛擬仿真實驗后，學生的學習興趣度、經營管理能力、團隊合作能力以及期末卷面成績均高于未參與處理組，其中，處理組學生經營管理能力、團隊合作能力和期末卷面成績分別為4.005、4.145、82.114，顯著高于對照組，說明如果參與虛擬仿真實驗，學生的學習效果可能會提高。

4.3 模型構建

參與虛擬仿真實驗教學的學生視為處理組，未參加的學生視為對照組。為檢驗虛擬仿真實驗的教學效果，需要運用處理組的成績減去該組沒有參與虛擬仿真實驗的成績。然而，后一種情形是不可觀測的，存在數據缺失問題。為了解決這一難題，引入傾向值匹配方法（PSM）[27]。該方法的核心思想是，從對照組中挑選出特征條件相同或者相似的個體，與處理組進行匹配。處理組和對照組可以看作是同一學生參加或不參加實驗的兩種結果。兩組學生學習效果的差異，就是學生參與虛擬仿真實驗對學生學習效果的實際影響。PSM模型的分析步驟如下。

第一步，為了獲得學生參與虛擬仿真實驗的條件概率擬合值，構建Logit模型進行估計，傾向得分值的表達式如式（2）所示。

[PS=Pr（D=1|Zi）=E（D=0|Zi）] （2）

式中： D——學生是否參與虛擬仿真實驗，[D=1]表示參與，屬于處理組；[D=0]表示不參與，屬于對照組；

[Zi]——可觀測到的一系列控制變量，包括學生性別、年級、專業、學習習慣、多元任務參與積極性以及課程適配度等變量。

第二步，匹配處理組與對照組。選擇有放回的1對4匹配方法，為每一個處理組樣本選擇4個對照組樣本進行匹配，并用共同支撐域檢驗和平衡性檢驗對匹配質量進行檢測。

第三步，計算處理組和對照組的學習效果差異，即處理組的平均處理效應（average treatment effect on treated，簡稱 ATT），以此衡量參與虛擬仿真實驗對學生學習效果的影響。ATT的表達式如式（3）所示。

[ATT=E（Y1|D=1）-E（Y0|D=1）=E（Y1-Y0|D=1）] （3）

式中： Y1——參與虛擬仿真實驗學生的學習效果；

Y0——未參與虛擬仿真實驗學生的學習效果；

E（Y0|D=1）——不可直接觀測的傾向得分匹配后結果。

4.4 實證檢驗結果

4.4.1 傾向得分估計

首先，借助Logit回歸計算學生參與虛擬仿真實驗的傾向得分，再根據傾向得分進行匹配。如表5所示，年級、學習習慣（同學討論）和學習習慣（詢問老師）對學生參與虛擬仿真實驗分別在1%、5%和10%的顯著水平上有正向影響。專業（農經）、專業（工商）和任務參與積極性對學生參與虛擬仿真實驗在1%顯著水平上有負向影響。總體來看，這些顯著變量的影響方向與日常教學情況基本一致。

4.4.2 共同支撐域與平衡性檢驗

統計顯示，參與和未參與實驗教學學生的傾向得分值域分別為[0.03，0.97]和[0.01，0.92]，即共同支撐域為[0.03，0.92]，而且有756個樣本處于該區域，樣本損失較少。圖4（a）和圖4（b）分別代表近鄰匹配（1對4）前后參與實驗學生（處理組）和未參與實驗學生（對照組）傾向得分的概率密度圖。相較于匹配前，匹配后的兩條曲線更加接近，說明匹配質量較好，共同支撐域檢驗通過。

為確保處理組和對照組在匹配特征上不存在系統性差異，匹配結果需進行平衡性檢驗。將各變量匹配前后的標準偏差進行比較，如表6所示。性別和學習習慣（詢問老師）匹配后的標準偏差略大于10%，其他變量都小于10%，可以說明匹配效果較好，通過平衡性檢驗。

4.4.3 影響效應分析

由表7可知，在共同取值范圍內進行有放回抽樣，近鄰匹配（1對4）方式下學生參與虛擬仿真實驗顯著提高了其興趣度和期末卷面成績。尤其是卷面成績的提高最為顯著，其在1%的統計水平上正向顯著。匹配后，學生不參與虛擬仿真實驗時，卷面成績均值為73.682，參與實驗后，提升至82.032，提升效果為11.33%。學生興趣度的提升效果為4.58%，團隊合作能力的提升效果為4.67%，均在5%的統計水平上。虛擬仿真實驗將理論用圖像、動畫和游戲的方式展現，提高了學生的興趣度，使其能夠自主進行研究與探索。同時，本實驗在教學過程中將學生分為五人一組，進行組內的互動和對戰，增強了學生的溝通與合作能力。

在上述過程中，學生對枯燥的理論知識逐漸形成構建，加深了對相關內容理解和記憶，從而取得了更高的卷面成績。課堂參與度、經營管理能力的提高效果分別為1.01%、2.01%，但不顯著。可能的原因在于虛擬仿真實驗以學生自由探索的方式為主，實驗教學與課堂教學、實踐教學的融合有待加強。總體來看，學生參與虛擬仿真實驗教學能夠有效提高學生學習效果，特別是能夠提高學生學習興趣度、理論知識的掌握程度以及團隊合作能力方面。

5 結論

鄉村振興戰略對人才培養提出新要求，完善農林經濟管理類本科專業培養方案，優化課程設置，開發建設虛擬仿真實驗項目，是新農科新文科交叉建設的需求，也是滿足農村農業發展對農林經濟管理人才的需要。農機合作社經營決策虛擬仿真實驗教學探索性地將合作組織的經營管理引入農林經濟管理專業課的課程改革中。實驗人員在虛擬市場環境下，扮演合作社的理事長進行經營決策，完成合作社發起成立、經營決策、業務拓展、年終核算的全過程。

1） 基于河南農業大學903位本科生的調查數據，實證檢驗虛擬仿真實驗對學生學習效果的影響效應。研究發現：學生通過參與虛擬仿真實驗，課程期末考試的卷面成績較不參加實驗的學生提高11.33%，學生的學習興趣和團隊合作能力也得到4.58%和4.67%的提升。總體來看，學生參與虛擬仿真實驗教學能夠有效提高學生學習效果。

2） 虛擬仿真實驗教學是數字化背景下教育教學改革的新方向，應加以提倡和推廣。在虛擬仿真實驗教學過程中，應考慮學生的個體差異，針對不同年級、專業的學生設計差異化教學策略。

3） 應持續關注不同專業學生的實驗進程，及時提供跨專業和跨學科的知識鏈接，以拓寬學生的視野并增強在復雜問題上的解決能力。同時，培養學生良好的學習習慣，調整學習態度。鼓勵學生積極交流，增進學生間的互動與合作。教育者需要關注學生的學習態度，平衡虛擬仿真實驗與其他教學環節對學生精力的占用，避免學生對待不同類型學習任務“厚此薄彼”情況的產生。

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