基于互联网加智慧农业的农科人才培养模式探究.pdf

第 卷第 期 年 月 基 于 互 联 网 加 智 慧 农 业 的 农 科 人 才 培 养 模 式 探 究 杨 娟 叶 进 马 仲 辉 沈 方 科 广 西 大 学 农 学 院植 物 科 学 国 家 级 实 验 教 学 示 范 中 心 计 算 机 与 电 子 信 息 学 院 南 宁 摘 要 针 对 农 科 人 才 培 养 缺 乏 现 代 科 技 技 术 以 及 工 科 人 才 培 养 缺 乏 行 业 应 用 的 问 题 发 挥 我 校 多 学 科 协 同 发 展 的 优 势 开 展 了 农 工 融 合 创 新 的 教 学 研 究 由 计 算 机 与 电 子 信 息 学 院 农 学 院 和 农 牧 发 展 研 究 院 一 线 骨 干 成 员 以 及 学 校 柔 性 引 进 的 智 慧 农 业 国 家 级 外 聘 专 家 组 建 学 科 交 叉 的 师 资 队 伍 产 学 结 合 科 教 协 同 形 成 了 人 才 培 养 的 长 效 机 制 打 造 了 智 慧 农 业 的 实 践 教 学 体 系 涵 盖 了 自 动 化 设 备 精 细 化 控 制 智 能 化 管 理 等 模 块 改 善 了 农 科 专 业 的 实 验 课 程 项 目 构 建 了 个 示 范 基 地 三 维 产 学 团 队 多 个 体 系 辐 射 的 人 才 培 养 模 式 助 力 培 养 支 农 爱 农 型 人 才 关 键 词 新 农 科 智 慧 农 业 人 才 培 养 中 图 分 类 号 文 献 标 志 码 文 章 编 号 收 稿 日 期 基 金 项 目 广西高等教育本科教学改革工程项目 广 西 创 新 驱 动 发 展 专 项 项 目 桂 科 作 者 简 介 杨 娟 女 陕 西 渭 南 人 博 士 高级实验师 从 事 植 物 保 护 实 验 教 学 和 科 学 研 究 通 信 作 者 叶 进 女 湖 南 湘 潭 人 博 士 教授 从事人工 智 能 和 智 慧 农 业 教 学 和 科 学 研 究 第 卷 引 言 作 为 一 个 农 业 大国 目前我们面临的一个比较严 重的问题 后 后年老之后 谁来种田 农 业 类 高 校 将 如 何 吸引现在的 后 后投身到 农 业 生 产和农业产业中来 伴随农业和新技术的 结 合 农 业 生 产 发 生 了 重 大 变 革 而 科 技 与 教 育 在 农 业 生 产 变 革 中 发 挥 着 重 要 作 用 目 前 农 业 生 产 已 经 从 农 业 发 展 到 农 业 阶 段 以 大 数 据 云 计 算 物 联 网 等 为 代 表 的 信 息 科 技 正 推 动 农 业 传 统 生 产 经 营 方 式 向 智 慧 化 生 产方式与经营方式转变 因此调整 课 程 内 容 实 施 农 业 科 学 研 究 与 人 才 培 养 供 给 侧 改 革 探 讨 适 应 新形势的 新农科 学科建设与课程改革的 新 模 式 已 经 成 为 当 务 之 急 新 农 科 建设 北京指南 中提出了新农科改革实 践 方 案 为 深入贯彻落实习总书记提出的 立德树 人 知 农 爱 农 强农兴农 实现农业农村现代化关 键 在 科 技 人 才 四个方面的要求 各高校已经开 始 了 各 种 各 样 的改革措施 采取的主要措施有 进 行 农 科 类 专 业 课 程 大 纲 修 订 与 农 业 企 业 地 方 政 府 共 建 产 教 融 合实践基地 利用互联网 大数据技术 建 设 信 息 化 课 程 资 源 进 行学科交叉融合 如湖南 农 业 大 学 改 革 课 程教材 强化实践教育和创新创业教 育 沈 阳 农 业 大 学 坚 持 卓 越 农林人才与应用型人才 培 养 的 紧 密 融 合 加 大 新 农 科 内 容 对 工 科 的 融 入 帮 助 学 生 确 立 更 宽 广 的 学 术 视 野 我 校 植 物 科 学 国 家 级 实 验 教 学 示 范 中 心 联 合 电 子 与 信 息 技 术广西实验教学示范中心 通过 中西部高 校 综合实力提升计划 广西大学 工程 项目 互 联 网 加 实 验 室 建 设 专项经费 购置农业信息化实 验 室 设 备 多 台套 联合农学院 计算机与电子信息 学 院 以 下简称计电学院 建立了智慧农业实验实践 基 地 在 年 实 践 期 间 个 实 验 教 学 示 范 中 心 先 后投 入 建 设 经 费 持 续 开 展实验室建设 并以互联网 为手 段 开 展 人 才 培 养 模 式 的 创 新 型 研 究 与 探 索 创 新 成 效 与 实 验 室 建 设 形 成互相促进的良性循环 取得了显著 的 成 效 建 设 背 景 融 合 型 人 才 培 养 与 新 农 业 发 展 衔 接 不 足 随着现代化农业的发展 以及农业信息化 智能 化 规 模 化 等 程 度 不 断 提 高 对 于 农 业 信 息 化 人 才 培 养 提 出 了 更高的要求 除了常规的通识 专业理论教育 外 如 何 提 供 更 多 更有效的实践环节来提高学生实践 应 用 能 力 解 决 由 于实践创新培养承载力不足 学生 在 产 业 和 科 研 真 实环境的实践训练不充分 导致创新 能 力 不 强 和 就 业 竞 争 力 弱 化 等 问 题 农 学 课 程 体 系 教 学 信 息 化 程 度 普 遍 较 低 农 学 培 养 的 人 才主要是服务于农业基层 由于缺 乏 农 业 现 代 化 与 信息化的深度融合 培养模式限于区 域 视 角 缺 乏 全 国 视角 导致农业基层长期处于低水平 发 展 状 态 农 业 人 才流失造成的恶性循环导致国家振 兴 乡 村 计 划 难 以 实施 需要解决美丽广西战略中高质 量 人 才 培 养 的 问 题 信 息 学 科 综 合 实 践 创 新 能 力 培 养 不 充 分 计 算 机 科学卓越工程师培养计划无法与产业对 接 创 新 实 践 的 源泉和动力不足 如何有效推进优质 科 教 资 源 共 享 加 强个性培育 拓宽专业视野 形成产 学 研 深 度 联 动 的 协同育人长效机制 解决信息化人才 培 养 与 产 业 需求匹配不足的难题 应用驱动创新 数 据 驱 动 发展 迫使工科教学改革 却缺乏应用基地 建 设 和 基 地 数 据 获 取 新 工 科 教 学 改 革 困 难 重 重 深 刻 分 析 新 农 科和新工科建设遇到的瓶颈 发挥 综 合 性 大 学 多 学 科 协 同 发 展 的 优 势 研 究 创 造 性 复 合 型 应 用 型 人 才 培 养 是 本 课 题 解 决 的 主 要 问 题 融 合 创 新 的 互 联 网 智 慧 农 业 人 才 培 养 模 式 跨 学 科 协 作 组 建 师 资 队 伍 和 智 慧 农 业 实 践 教 学 平 台 缺 乏 现 代 信 息 科学技术的农学院 缺乏应用基地 建 设 和 基 地 数 据 的计算机与电子信息学院 经过深入 思 考 和 反 复 认证 在 工程及 强基 计划建设驱 动 下 以 学 校 为 主 导 以 项 目 形 式 跨 学 科 创 建 了 智 慧 农 业 实 验 室 并 跨 学 科组建了一批多学科交叉的师资队 伍 队 伍 包括两个学科的一线专任教师 一线实验教 师 并 外 聘 现 代 农 业 国 家 级 首 席 专 家 实 验 室 搭 建 借 鉴 了 业 界 优 秀 案 例 在教学反馈中快速迭代后续的案例 开 发 并 不 断 把 最新科研成果融入实验室 学生通过 参 与 大 数 据 及 人 工 智 能 在 农 业 的 具 体 应 用 场 景 和 关 键 环 节 实 践 激 发 了 学习热情 提高了创新思维能力 为 交 叉 复 合 型 人 才培养提供了新模式 通过项目实施 以 农 业 物 联 网 和 精 细 化 种 植 为 手 段 彻 底 改 变 了 基 于 传 统 农 业 的 实 践 教 学 同时创新发展了教育部计算机科 学 卓 越 工 程 师 培 养 的 跨 学 科 协 同 育 人 模 式 重 构 农 学 与 工 学 融 合 创 新 的 实 践 教 学 体 系 构 建 智 慧 农 业 实 践 教 学 体 系 涵 盖 了 自 动 化 设 备 精 细 化 控 制 智 能化管理等模块 其中自动化设备包 括 远 程 水 肥 控 制 和农业数据采集等内容 精细化控制 包 括 基 于 专 家 数 据库的物候期管理系统 基于深度学 习 的 标 准 化 种 植 管 理 基 于 的 生 长 态 势 远 程 感 知 等 内 容 智 能 化 管 理包括基于大数据的促化控稍精准 管 理 基 于 灰 色 模 型 的 作 物 产 量 预 测 基 于 图 像 识 别 的 病 虫 害 识 别 与 预 警 基于区块链的农产品动态溯源系 第 期 杨 娟 等 基 于 互 联 网 加 智 慧 农 业 的 农 科 人 才 培 养 模 式 探 究 统 等 内 容 这 些 智 慧 农 业 相 关 的 内 容 极 大 地 改 变 了 农 业 认 知 实 践 果 树 栽培学 农业昆虫学 作物栽培学等 植 物 生 产 类 相 关 专业课的实践内容 同时也将工科如 程 序 设 计 与 算 法 数据库原理 物联网与云计算 数据 挖 掘 与 深 度 学 习 计 算 机 网 络 等 课 程 内 容 融 入 进 来 基 于 物 联 网 云 计 算 大 数 据 虚 拟 现 实 等 技 术 构 建 互 联 网 实 验 室 农 业基地的全方位教学资源 不仅通过 远 程 资 源 共 享 让 师 生 实 时 获 取 基 地 数 据 而 且 建 立 数 据 驱 动 下 的 智 慧 农 业 教 学内容 打造了 线上线下 相 结 合 的 校 内 外 稳 定 的 实 验 实 践 体 系 见 图 图 农 科 和 工 科 融 合 创 新 的 实 践 教 学 体 系 建 立 多 维 度 多 区 域 多 团 队 支 撑 的 人 才 培 养 长 效 机 制 依 托 已 经 建 立 的示范基地 在农学院和计算机与 电 子 信 息 学 院 共 建教学科研团队的带领下 在现代农 业 产 业 技 术 体 系 广 西 荔 枝 龙 眼 芒 果 柑 橘 香 蕉 等 创 新 团 队 的 协 作 下 构建多学科多产业协同的科研教学 融 合 平 台 结 合 虚 拟 仿 真 实 验 资 源 的 设 计 与 开 发 农 业 物 联 网 的 基 地 管 理 专 家 库 的 农 业 标 准 化 生 产 深 度 学 习 的 病 虫 害 识 别 与防治等产业实际应用 设计了知识 交 叉 学 科 融 合 的 综合型实践课题去覆盖现代化农业 生 产 的 各 个 环 节 紧密结合毕业论文指导 课外科技 创 新 学 科 竞 赛 创新创业竞赛 引导学生 早进课题 早 做 科 研 进一步带动和强化实践创新训练 本科 阶 段 加 入 项目的同学中 都已顺利进入研究生阶 段 农 科 学 生 掌 握 等 基 本软件项目管理技术 具 备 了 独 立 完 成 软 件著作权申请的能力 学生申请的发 明 专 利 均 是 与 两 个学科教师科研 农业生产需求紧密 结 合 产 生 的 创 新 成 果 建 设 创 新 点 农 工 深 度 融 合 以 信 息 技 术 为 支 撑 的 教 学 理 念 智 慧 农 业 将 现代化应用于较为成熟的传统产业 利 用 现 代 化 新 知 识技能改造发展传统农业产业 不仅 需 要 多 学 科 交 叉 人才 而且创新思维与应用能力至关 重 要 项 目 创 新 性 地 提 出 进 行 两 个 学 科 深 度 融 合 的 复 合 型 人 才 培 养 进 行 实 践 教 学 体 系 的 跨 学 科 改 革 从 而 培 养 适 应 新 时 代 农 业 发 展 需 求 的 高 素 质 复 合 应 用 型 专 业 人 才 有 效 服 务 地方经济社会发展和国家乡村振兴 战 略 数 据 驱 动 式 教 学 内 容 的 改 革 在 实 践 中 不 断 推 进 立 足 广 西 特 色 农 业 产 业 引 进 吸 收 加 自 主 开 发 创 建 和 完 善 农 业 信 息化实验教学资源 创新了农科的实 践 教 学 内 容 依 靠 专业教师 实验教师和参与学生采 集 相 关 数 据 借 助 现 有 的 仪 器 设 备 及 物 联 网 电 子 信 息 技 术 等 综 合 性 手 段 对实验课程需要的教学信息进行 整 合 形 成 基 于 智 慧 农 业 云 服 务 的 信 息 化 资 源 并 在 实 践 中 丰 富 和 拓 展 了 课 程 资 源 和 实 践 案 例 把 测 试 数 据 通 过 云 平 台 引 入 实 验 室 扩 充 教 学 案 例 和 实 验 课 程 不 断 优 化 和 提 高 平 台 功 能 互 联 网 基 地 实 验 室 打 造 开 放 式 实 践 教 学 平 台 构 建 适 用 于 实验室的农业云平台 全面打造开 放 式 实 验 实践体系 互联网 基地 实验室 教学 改 革 能 够 让 师 生 实时获取并不断优化课程资源 并通 过 门 禁 云 设 备 云 课程云 数据云实现了资源的开放 共 享 创 新 型 地 在 计算机科学与技术卓越工程师培养 中 加 大 领 域 应 用 和设计思维训练 通过智慧农业培养 学 生 的 数 据 思 维 课题打造的数据驱动式教学案例既 重 塑 了 农 科 教 学 实 践 库 又 填 补 了 工 科 教 学 数 据 库 建 设 成 效 学 生 创 新 创 业 能 力 显 著 提 升 学 生 创 新 创 业 能 力 不 断 增 强 学 生 主 持 的 农 业 物 联 网 应 用 示 范 项 目 获 得 了 国 家 级 资 助 近 年 创 新创 业 比 赛 中 获得的奖励超过 项 以互联网加比赛为 例 参 赛 数 量和获奖数量逐年递增 年自治区级 以 上 获 奖 项 其 中 第 三 第 五 届 分 别 获 得 了 全 国铜 奖 和 银 奖 项 目 期 间两个学科学生共同参与的其他各 类 国 家 级 奖 励 超 过 项 学生申请国家发明专利 余 项 获得国家发明专利 项 获得实用新型专利 项 获 得 软 件 著 作 权 项 发 表 论 文 多 篇 科 教 融 合 的 创 新 应 用 影 响 加 大 结 合 广 西 特 色 把 广 西 荔 枝 龙 眼 示 范 团 队 芒 果 创 新 团 队 广 西 大 学 农业示范基地的科研成果融入农业 认 知 实 践 课 程 体 系 把 桂 平 麻 垌 农 技 推 广 站 武 鸣 蘑 菇 种 植 基 地 等 标 准 化 种 植 云 平 台 及 专 家 数 据 库 纳 入 本 科 教 学 通 过 基 于 深 度学习的图像识别技术在学生创新 实 践 项 目 中 的 初 见 成 效 吸 引 了 广 西 农 科 院 芒 果 团 队 广 西 香 蕉 产 业 体 系植保岗位团队 广西柑橘产业体系 植 保 岗 位 团 队 等 高 水 平 团 队 主 动 参 与 到 作 物 虫 害 识 别 及 防 治 等 新 农 科 研 究 探 索 及 教 学 改 革 中 来 智 慧 农 业 加 快 农技推广的速度 带动师生将农业 信 息 化 技 术 推 广 到荔枝 芒果 沃柑等多个产业 涉及 第 卷 广 西 多 个 地 区 的 农作物基地 不仅创新发展了计算机 科 学 卓 越 工 程 师 的跨院协同育人模式 并通过跨院的 实 践 活 动 让 学 生带着创新创业项目走进农村 以农 产 品 溯 源 为 例 融 合 智 慧 农 业 核 心 问 题 和 关 键 技 术 在 促 进 区 域 农 业 品 牌建设 推动本地农林经济发展中发 挥 作 用 实 验 实 践 课 程 质 量 和 教 学 团 队 整 体 水 平 显 著 提 高 学 生 对 实 践 课 程 的 优 秀 评 价 率 不 断 提 高 中 青 年 教 师 主 持 省 级 教 改 项 目 项 校 级 教 改 项 目 项 教材 项 目 项 建 设 了 门 虚 拟 仿 真 实 验 课 程 并 获 优 秀创 新 创 业 导 师 奖 广 西 农 牧 渔 业 丰 收 奖 青 年 教 师 观 摩 讲 课 竞 赛 一 等 奖 本科教学 十佳教师 和 十佳实践教 师 实 验 室 先 进 管 理 工 作 者 三 育 人 标 兵 等 奖项和 荣 誉 称号 教学团队中 人晋升正高职称 人晋升 副 高 职 称 支 农 爱 农 型 人 才 培 养 方 式 增 多 依 托 国 家 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 广 西 各 个 产 业 的 创 新 团 队 及 广 西 区科技重点研发计划 带动师生将农 业 信 息 化 技 术 推 广到荔枝 芒果 沃柑等多个产业 渗 透 到 广 西 多 个 地 区的多种农作物基地 不仅创新发展 了 计 算 机科学卓越工程师培养中的跨院协同育人模 式 而 且 深 入 培 养 了学生爱乡村爱家乡建设美丽广西 的 责 任 感 通 过 跨 院 的 实 践 活 动 让 学 生 带 着 具 备 前 沿 信 息 技 术 的 创 新 创 业 项 目 走 进 农 村 走 近 农 民 走 向 农 业 同 时 提 高 了 农 科 和 工 科 学 生 的 职 业 素 养 结 语 植 物 科 学 国 家 级 实 验 教 学 示 范 中 心 协 同 电 子 与 信 息 技 术 广 西 实 验 教 学 示 范 中 心 借 助 年 获 得的教 育 部 第 一 批 卓 越 农林计划示范点 中心便开始了现代 农 业 人 才 培 养 模式的探索 随后建设新农科的 安吉 共 识 以 及 广 西 桂 教 高 教 号 文 件 出 台 的实施 卓 越 农 林 人 才 培 养计划的意见 中心探索新农科与新 工 科 融 合 创 新 的 智慧人才培养方式 提升了农科学生 的 互 联 网 思 维 增 强 了 学 生 的 创 新 创 业 能 力 推 进 农 业 学 科 与 信 息 科 学 的深度交叉和融合 拓展传统农业学 科 的 内 涵 对 促 进 高等农业教育的高质量发展具有重 要 参 考 价 值 参 考 文 献 陈 文胜 贺雪峰 吴理财 谁来种田 中国乡村发现 肖 璐 新 农 村 建 设 背 景 下 高 校 毕 业 生 农 村 就 业 行 为 研 究 镇 江 江 苏 大 学 刘 竹 青 新农科 历史演进 内涵与建设路径 中国农业 教 育 新 农 科建设开启 北大仓行动 中国农业教育 郭 颖 梅 农 科 教 融 合 与 产学研协同深化创新创业教育改革 管 理 观 察 新 农 科 建 设推出 北京指南 中国农业教育 勇 强 新农科视域下高等林业院校专业结构优化的思考与实 践 中 国 林 业 教 育 吴 锦 言 新 时 代 背 景 下 农 林院校人才培养目标研究 基于自 由 高 等教育理念的视角 中国农业教育 陈 欣 王 海 香 新农科 背景下地方农林院校实践教学探索 与 研 究 中国多媒体与网络教学学报 上旬刊 吕 新 张 泽 侯彤瑜 等 新农科 背景下农学类专业创新 人 才 培 养 模 式 研 究 教 育 现 代 化 孔 俊 英 国 辉 卢 国 中 等 加 强 农 科 实 践 教 学 确 保 人 才 培 养 质 量 河 北 农 业 大 学 学 报 农 林 教 育 版 张 永 江 刘 连 涛 李 存东 农科类虚拟仿真实验教学中心建设探 索 与 实 践 河 北农业大学学报 农林教育版 雷 东 阳 旷 浩 源 面 向 新 农 科 的 高 校 农 学 类 创 新 创 业型人才培养 模 式 探 索 与 实 践 以 湖 南 农 业 大 学 种 子科学与工程专业为例 教 育 现 代 化 吕 杰 新 农 科 建 设 背 景 下地方农业高校教育改革探索 高 等 农 业 教 育 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 殨 殨 殨 殨 名 人 名 言 在 科 学 上 没 有 平 坦 的 大 道 只 有 不 畏 劳 苦 沿 着 陡 峭 山 路 其 崎 岖 之 路 攀 登 的 人 才 有 希 望 达 到 其 光 辉 的 顶 点 马 克 思