新工科背景下农业机械化及其自动化专业改革与探索_刘环宇.pdf

2023 年 4 期农业教育智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture新工科背景下农业机械化及其自动化专业改革与探索刘环宇，王霜*，张藜瀚，梁剑，王福林（西华大学 现代农业装备研究院，成都 610039）习近平总书记在党的二十大报告中强调“全面推进乡村振兴加快建设农业强国”，展示了将我国打造成为农业强国的信心与决心。农业强国不仅是中华民族走向伟大复兴的重要保障，同时也为中国式农业农村现代化发展指明了方向。从“复旦共识”到“天大行动”，再到“北京指南”的新工科建设“三部曲”，拉开了新工科建设的序幕，分别为新工科建设画好了“施工图”、打好“基础桩”、发出“开工令”1。高校、政府以及企业应在新工科背景下，按照“目标共同、机制共同、资源共享、责任共担”原则建立统一的协同教育平台，培养新工科教育目标下德才兼备的爱国型人才；懂农业、爱农村、爱农民的新型人才；具备较强的创新能力和国际竞争力的复合型人才2-3。当前，部分高校农业专业在满足新工科教育理念方面还存在一定距离，部分高校实践基地的投入力度相对较小、教学存在重结果轻过程的现象、课程体系滞后、学生对专业的理念存在偏差、教学考核体系单一化，这就需要政府、企业、高校为新工科人才培养汇合作之力。高校肩负着人才培养、科学研究的重要职责，是为国家输送优秀人才的重要保障。以西华大学为例，学校高度重视校政企三方联合协同育人，联合政府创建实践基地、开展校企合作、全面升级课程体系、提升学生专业认同感、完善考核方式，共建协同育人新模式，进而实现政府、企业、高校和学生的共赢发展4。1新工科背景下农业机械化及其自动化专业新要求随着互联网、云计算、人工智能等新技术的兴起以及新兴产业的突飞猛进，传统农机专业不可避免地受到强烈冲击。为解决农机工程专业学生无法适应新技术、新产业、新业态的快速迭代更新而造成严重滞后于产业摘要：为适应新工科建设背景下对农业机械化及其自动化专业人才培养的迫切需求，打破传统培养模式给部分农业院校人才培养模式带来的桎梏，积极探索新工科背景下人才培养方法与机制。农业机械化及其自动化专业改革建设从实践基地建设、课程体系升级、学生实践能力、专业认可度和考核方式 5 个方面入手，以政府、企业作为 2 个支撑点，构建校政企三方协同育人培养的新模式，以创新型、复合型、应用型的新工科人才培养为目标，共建实践教学平台，开展校企合作，完善教育教学体系。旨在为培育优质新工科人才提供建设依据。关键词：新工科；协同育人；实践基地；农业机械自动化；专业改革中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：2096-9902（2023）04-0096-04Abstract:In order to meet the urgent demand for the training of agricultural mechanization and automation professionals in thecontext of new engineering construction,and to break the shackles brought by the traditional training mode to the talent trainingmode of some agricultural colleges and universities,we will actively explore the methods and mechanisms of personnel training inthe context of new engineering.The reform and construction of the specialty of agricultural mechanization and automation starts fromfive aspects:the construction of practice base,the upgrading of curriculum system,the practical ability of students,the degree ofprofessional recognition and the way of assessment,with the government and enterprises as the two supporting points.We shouldconstruct a new mode for the training of innovative,compound and applied new engineering talents,jointly build a practicalteaching platform,and carry out school-enterprise cooperation.Improve the education and teaching system.The purpose of thispaper is to provide a construction basis for the high-quality cultivation of new engineering talents.Keywords:new engineering;collaborative education;practice base;automation of agricultural machinery;professional reform基金项目：教育部新农科研究与实践项目（2020159）；四川省新农科研究与改革实践项目（2020471）第一作者简介：刘环宇（1990-），男，博士，讲师。研究方向为智能农机装备。*通信作者：王霜（1974-），男，博士，教授。研究方向为智能农机装备。D O I：1 0.2 0 0 2 8/j.z h n y d k.2 0 2 3.0 4.0 2 596-2023 年 4 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture农业教育行业发展的需要5，新工科背景下对农业机械化及其自动化专业在人才培养目标定位、培养路径、培养举措，以及学生知识、能力、素质方面提出了新要求。培养的人才应具备科学基础厚、实践能力强、围绕机械专业知识为中心的多学科交叉知识、能适应新技术新经济的快速发展和产业变革加速的大环境，应对新一轮科技革命与产业革命，符合时代发展需求。2新工科背景下农业机械化及其自动化专业存在问题2.1农机专业实践基地建设有待完善实践是检验真理的唯一标准，实践基地是专业人才培养的重要阵地。农业机械化及其自动化专业作为一门应用型、实践型极强的专业，将课本的理论知识与实践过程有机结合是实现应用型、实践型人才培养的必经之路，加强完善建立高质量实践基地是当下的首要任务6。目前缺乏多元化、长期稳定运行的校内校外实践基地，且实践基地投入的设施设备不足、更新换代慢，抑制了学生实践热情和学习兴趣，难以建立理论与实践相结合，造成人才培养与行业需求相脱节。2.2农机专业人才理实结合能力亟需加强农业机械化工程专业在应用性、实践性方面有着很高的要求，实验条件会在很大程度上影响到学生的课堂实践参与度7。当前，课堂教学中仍然采取老师讲，学生听的授课方式，且理论部分讲授较多，忽视了实践部分的内容，削弱了学生的实践操作能力，造成了理论与实践联系不紧密，无法培养出精准对接企业需求、社会需要的复合应用型人才。因此，应从理论培养和实践能力培养方面入手，两手都要抓，将理论与实践融合为一，提升对实际操作的能力，提高学生实践教学参与度，培养农机学生实践能力，使学生掌握现代农业生产技能，胜任专业相关的工作。2.3农机专业人才培养知识体系落后中国农业正步入一场科技革命，生物农业、精准农业和电商农业已融合为现代农业的重要组成部分。物联网、大数据、云计算、空间信息技术和人工智能等技术不断涌现8，传统农机人才培养知识体系严重滞后于农林产业结构重大调整步伐，农机专业不可避免地受到重大影响。目前我国多数高校农机专业人才培养知识体系单一，缺乏现代信息技术等现代农业知识，涉及人工智能、云计算、大数据的课程偏少，多学科交叉融合的课程不足，学生能够利用物联网、大数据、云计算、空间信息技术和人工智能等技术的能力相对较弱；研究的对象较为单一，强调产前、产中、产后，缺乏全产业链理念，导致人才培养与行业需求之间的匹配度低，造成人才培养知识体系与产业结构调整“脱节”。2.4专业认同感有待提升当前，部分学生对本专业还保持着老旧的观念且专业基础薄弱，对专业知识的学习程度较浅，部分学生毕业后不愿去工作地点偏远、环境艰苦的工作岗位9，导致农机学生学农不爱农，造成了农机人才的流失，从某种意义讲也是一种教育资源浪费。在新农科和新工科背景下应加强学生知农、爱农教育，为乡村振兴培养能实践、能应用、能留住、能创新和能创业的知农爱农的卓越人才。2.5教学考核方式过于单一教学考核评价是人才培养的重要环节，科学合理的考核方式不仅能够考查学生对所学知识的掌握，也是提高学生学习积极性的有效手段。传统的考核方式主要以期末试卷来评定学生学习成绩的好坏，忽视了学生的学习过程，且考试内容多为教材的基本概念，只需在考前一周进行突击恶补，也能够拿到不错的分数10。这种单一的考核方式造成的机械学习不便于学生对知识的掌握，造成“遇考暂会，考完即忘”的现象。无法客观评价学生对知识和技能掌握的情况。3新工科背景下农业机械化及其自动化专业协同育人实现方式3.1联合政府建设“1+N”校内校外实习实训基地实践基地是人才培养的重要阵地，以实践基地为平台，通过理论知识与实践能力的融合，有助于为国家、企业培养高质量农机人才。西华大学现代农业装备研究院为推动创新型、复合型、应用型的新工科人才培养，在四川省农业农村厅指导下成立四川现代农业装备协同创新中心和四川省经济与信息化厅指导的四川省农机装备产业联盟，在校内新建农机专业本科实训平台和作物种植试验基地，采用团队-田块捆绑式运行机制，进行农业生产实操，激发了学生在实操过程中学习热情和学习兴趣，锻炼了团队精神。此外，学校与宜宾市政府合作共建西华大学宜宾产教融合科技创新中心现代农业及食品加工装备研究中心。以“振兴农机”作为学校发展重点战略，明确指出强化研究院条件保障，加大设备投入与配套设施补齐力度，2020 年建成集教学、科研、培训与成果展示于一体的 500 m2农机综合楼，优先保障 15 000 m2实验场地，宜宾校区 550 m2农机科研试制车间即将完工。建设的实践基地充分保障了学生对实验的基本要97-2023 年 4 期农业教育智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture求，经过长期的实践训练，可以有效提高学生在毕业后能够快速融入工作的能力。同时，西华大学现代农业装备研究院农业机械化及其自动化专业教师积极参与由四川省农业农村厅农机化处组织的“四分”农业机械化发展目标任务研究，调动师资力量及相关学生统筹协调工作组和全省各市州农机化部门，联合国内农机化专家和省农机院、省农机化技术推广总站等单位骨干，采取多种方式，实现省、市、县三级联动，产、学、研、推、用全产业链互动，分析了短板和提升贡献潜力，立足各类食物有效供给发展到哪，机械化就跟进到哪，进一步优化种植业领域机械化发展的目标任务、短板弱项和实现路径。为扎实推进“十四五”乃至中长期四川农机化工作提供了决策依据，此过程中使广大师生得到了较好的锻炼，更深层次地了解了四川农业发展情况。3.2联合企业培养实践技能校企合作是进一步培养实践应用型人才的关键。企业有着先进技术、先进设备的独特优势，可弥补学校部分设施设备、技术上的不足。加强双方合作关系可以利用各自优势来填补对应的不足，实现合作、共赢、共享、发展的目的。西华大学现代农业装备研究院鼓励学生走进企业，参与项目设计、接触真实生产场景、体验真实现场氛围，掌握最新前沿科技。与四川川龙拖拉机制造有限公司、吉福瑞农业机械成都有限公司、宜宾林竹产业研究院等项目参与单位建设协同育人示范基地，共同探析新时代农机人才协同育人培养模式，邀请经验丰富、资历较深的企业技术人员进入校园，共同参与新工科人才培养方案，讲解最新前沿技术，传授相关技术经验，参与大学生毕业设计指导、课程实习等环节。打造成为既有理论又有实际操作能力的新工科人才，全面提升校企协同育人水平。以吉福瑞农业机械成都有限公司为例，通过校企联合培养，学生到生产企业进行集中学习、参观了高效全自动蔬菜育苗播种流水线、大棚深松旋耕机、火焰除草杀毒机、自走乘坐式有机肥撒肥机和自走式基质块蔬菜移栽机等先进农机装备，使学生掌握了最新前沿科技。与此同时，企业派出具有多年研发及农机驾驶经验的工程师对学生进行指导，此过程中学生在工程师指导下对部分农机具进行实操，使其切实感受和了解与专业相关的部分社会工作及农机具使用乐趣，印证和巩固己学过的专业基础课与专业课知识，树立实践观点、劳动观念，建立工程意识。3.3全面升级农机专业课程体系在新工科背景下，学科专业之间的渗透融合是当前的发展趋势，由学校牵头物联网工程、智能科学与技术、环境工程、无人驾驶航空器系统工程、城乡规划、金融科技、市场营销和电子商务等专业构建专业集群。整合各专业前沿知识，确定专业之间互补性与互容性，形成体系，打造融合现代生物技术、信息技术、工程技术、经营管理和服务的跨学科专业交叉课程体系。支撑农机专业改造提升，促进农机人才培养由学科专业单一型向多学科融合型转变。通过建立多学科交叉课程体系，学生能够整合各专业学科前沿知识，不仅精准对接了行业的需求，也能拓宽学术视野，激发创新思维。除专业知识模块，同时重点打造通识教育课程模块，该模块由核心课、必修课和选修课组成，其中选修课分为专业选修课和公共选修课，立足于人才的全面发展11，专业选修体现专业特点，重点以培养专业技能为目标，公共选修课体现完善补充跨学科知识，更加全面学习。高质量的通识课程教育可以加强专业人才科学精神与人文素养高度融合，拓宽专业教育，更好地适应现代教育思想和现代农业发展的需要。3.4提升农机专业学生专业认同感坚定不移地把知农、爱农作为人才培养的主线和目标，最终把学生培养成为强农、兴农的关键人才。按照“强教育、显特色、重实践”的思路构建知农爱农新型农机专业人才培养路径。强教育：西华大学前身是 1960 年成立的“四川农业机械学院”，缘起于毛主席“农业的根本出路在于机械化”的著名论断。有着浓厚的历史底蕴，红色基因。在此背景下将思政教育与农业思想教育进行融合纳入育人全过程。让学生政治思想得到升华，强调个人价值、社会价值和社会责任结合起来。帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观，培养其“三农”情怀，激发学生科技报国热情和民族产业复兴的使命担当，实现价值塑造、知识传授和能力培养的融合互动。显特色、重实践：充分发挥“院系一体”科教育人的特色和优势。一是组建学习小组，培养团队协作能力。由于农机专业实践性强的特点，有些实验环节需要团队的协作才能有效完成，教师通过有序的引导，根据学生自身优势进行任务分工，让学生参与实验环节全过程，提升学生沟通能力与团队协作能力。二是实践教学，利用学校作物种植试验基地的优势，让学生到试验基地开展劳动实践教育，开展种植模式对比试验，在实践教学过98-2023 年 4 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture农业教育程当中，引导学生尝试对专业问题进行分析，由理论性人才转向实践应用型人才，做到理论联系实际充分结合。三是社会实践，鼓励学生利用暑期开展“三下乡”实践活动，引导学生关注“三农”发展，投身于“三农”事业，利用所学知识加以应用，加强体验感，掌握现代生产技能，成为懂农业、爱农村、爱农民的实践人才，进一步培养学生“三农”情怀，加强知农、爱农的教育，以达到强农、兴农的目的。通过强教育、显特色、重实践的构建模式，让学生的政治思想得到了提升，学生能主动围绕“三农”问题进行规划学习，激发了为振兴中华而刻苦学习的精神，构筑学生的“两爱”意识，提高了专业的认同感。3.5考核方式多元化，建立健全的考核评价体系精确透析人才培养的真实情况，建立健全的考核评价体系是关键一步12。完善教学考核方式，转变观念模式，将以往重结果轻过程的观念转向既重结果也重过程，打破以期末试卷来评定学生学习好坏的思维模式，全方位评价学生对知识的掌握情况，对考核方式进行改革，新的考核评价体系改为平时成绩（70%）+期末测试（30%）。平时成绩由课后作业（10%）+课堂讨论（20%）+章节测验（20%）+实验报告（20%）4 部分组成。课后作业：依照每堂课对应课程目标，布置相应内容题目，根据学生对课后作业的完成质量进行评价，客观地给出对应分值。通过课后作业，学生能够在课后再次联系知识，打牢基础知识。课堂讨论：根据课堂过程中所提出的问题进行分组讨论，依据各个小组回答的活跃性、正确性及上台演讲能力等给出相应分值，充分调动了学生学习的主动性、积极性，让学生参与课堂全过程，提高学习效率。章节测验：能够有效地把握学生阶段性学习成果的情况，及时地反馈学生学习效果和教师教学效果，教师也能够实时掌握学情，及时调整教学方法。实验报告：在实践过程中对学生操作的正确性、规范性作出评价，在实验报告中对数据的真实性和准确性给出相应分值，有利于培养学生专业素养和严谨客观的科研精神。期末测试：将以往典型的应试考核转换为全新试卷结构，在新的试卷结构中，题目设置为论述题，让学生根据已有知识对问题提出解决方案。这种考核方式解决了学生对书本知识的死记硬背，既减轻了期末复习压力，也使学生思维得到发散，完善后的考核方式重视了学生学习能力和对实验过程的环节，学生加深了对知识的理解掌握，突出了对实验方案的设计与细节的把握，规避了学生投机取巧行为。把学科知识、专业技能与协作互助的能力相结合，做到学以致用。4结束语在党的二十大和新工科的双重背景下，西华大学现代农业装备研究院构建了校政企协同育人培养新模式，充分发挥出各自最大优势。创办实践基地的建设，为协同育人做好了准备；集结企业平台优势，提高了学生实践能力；升级了农机专业课程体系，精准对接行业需求；转变的观念以及全位的考核方式，提高了学生的学习积极性，增强了学生学习的主观能动性，保障了所培养的优质人才能够满足新工科背景下对农机人才的迫切需要。参考文献：1 石定芳，吴能表.新农科建设驱动下农林人才培养模式的改革路向研究J.中国农业教育，2021，22（1）：44-50.2 薛松，刘天琳，刘真真.新农科视阈下地方农业高校“双创”实践育人共同体构建研究J.中国农业教育，2022，23（4）：25-30.3 朱明涛，余俊，曾永贤.新农科背景下“园艺植物栽培学”课程教学改革与实践J.现代园艺，2022，45（19）：194-195，198.4 张玉蓉，王亚军，卜旭东，等.新工科建设要求背景下对传统工科课程改革的思考以给排水科学与工程专业课程为例J.科学咨询（教育科研），2022（6）：33-35.5 文进，赵春霞，陈海霞.以需求为导向的新工科人才培养模式探索J.大学教育，2021（9）：21-23.6 谈重芳，马若男，庞会利，等.新农科背景下作物学专业实践教学体系构建研究以郑州大学农学院为例J.焦作大学学报，2022，36（3）：88-92.7 郭国业，庞发虎，杨柯金，等.“新农科”建设背景下的植物组织培养实践教学改革探究J.教育观察，2022，11（28）：101-104.8 闫立龙，曲建华，王一帆.新工科背景下农科院校环境工程专业建设思路与实践J.高教学刊，2022，8（23）：83-86.9 周芸芸，金晨钟，刘秀，等.新农科背景下课程思政在农学类研究生专业课程教学中的探索J.安徽农业科学，2022，50（18）：278-279，282.10 魏松红，高萍，王妍，等.新农科背景下植物保护专业创新型人才培养的课堂教学改革J.创新创业理论研究与实践，2022，5（18）：56-58.11 彭锦星.新工科背景下新能源科学与工程专业的课程体系改革探索J.天津农学院学报，2022，29（2）：88-91.12 王新荣，张霞，杜佳兴.基于 OBE 理念的课程考核方式与教学改革研究J.南方农机，2022，53（21）：169-171，181.99-