農林高校工農融合發展探討范文

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摘要:目前，工科中的新技術正在以前所未有的深度、廣度和強度支撐并推進著中國農業現代化的發展，隨著“新工科”這一概念的提出，農科類高校農科和工科的相關度越來越高，以新工科反哺農科，對促進農業現代化的發展和培養復合型創新人才有重要意義。為了突破學科壁壘，加速工農的融合發展，分析了農科類高校的優勢以及從學科發展的協調性、教學內容、教學方法和數據的利用程度方面的不足，探討了在工農融合發展的理念下優化教學內容，改進教學方法，共享部分數據的策略。通過加快工農的融合發展，可以為農科發展帶來更好的發展環境和更多的發展機遇。

關鍵詞:新工科;計算思維;現代農業;人才培養

自2016年“新工科”提出以來，2017年2月18日，關于“新工科”的內涵［1］特征、建設與發展的路徑選擇達成了“復旦共識”。“共識”認為，我國高等工程教育改革發展已經站在了新的歷史起點，需要加快建設和發展“新工科”;2017年2月20日，教育部《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，指出“以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展，對工程科技人才提出了更高的要求，迫切需要加快工程教育改革創新”;2017年4月8日，“天大行動”提出到2020年“新工科”建設的目標是探索形成新工科建設模式，主動適應新技術、新產業、新經濟發展［2］。建設與發展“新工科”已成為當前社會產業升級與發展的必然要求，成為提高國家未來競爭力，滿足國家產業經濟發展的現實需求。在我國，農業一直是一個傳統行業，隨著“四化同步”和“五位一體”的發展要求的提出，農業面對的問題不再局限于農業、農民和農村，而涉及政治、經濟、生態及工業各個方面［3］，其系統性、整體性和協同性的要求亦越來越高，而以大數據、人工智能、云計算等技術為代表的新工業反哺農業可以釋放出巨大的潛力，改造農業為現代農業，真正實現農業創新、協調、綠色、開放、共享的發展。高等教育是培養人才和發展科學技術的重要環節，新一輪的科技革命給中國的農業教育提供了機遇，也提出了更高的要求，對培養科學基礎厚、創新能力強、綜合素質高的復合型農業科技人才具有十分重要的現實意義和戰略意義，也是建設農業強國和創新型國家的重要前提。

一、新工科背景下農科類高校的優勢和挑戰

“新工科”與新興產業及新興產業的專業相對應，也包括傳統專業的升級改造。而新工科在教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系方面又與農業發展的新理念、農業現代化的建設和全面小康的順利實現相當契合，這就為工農融合的蓬勃發展奠定了基礎。

(一)新工科背景下農科類高校的優勢

學科交叉與融合是新工科的重要內涵，農科高校在學科交叉上具有一定的基礎，在農科類高校普遍設置有信息學科或老工科與農科的交叉融合學科。如在農學院通常設置有農業信息學，生命科學學院設置有生物信息學，資環學院設置有環境科學與工程專業、食品科學學院設置有食品科學與工程專業等。近30年，隨著信息技術、遙感、仿生學理論逐步進入到農業工程學科領域，這些學科的人才培養及產學研的成果轉化在大規模節水灌溉、高標準農田建設、農業機械化、設施農業和農產品加工業均得到了迅猛的發展。目前，農村能源環保、農業物聯網和智慧農業的快速推進等印證了工農的融合發展取得了一定進展，為保障國家糧食安全、新農村和生態文明建設等重大戰略中做出了突出的貢獻。

(二)工農融合發展中農科類高校面臨的問題和挑戰

雖然農科類高校在農科和老工科及新的工科技術的融合發展上有著一定的積累，但中國農業科技成果多為單項技術，主要是針對產業鏈上的某個環節，真正的集成技術較少，農機農藝融合不夠，從而制約了科技對生產的核心驅動作用的發揮［4］。為緩解這一問題并契合現代農業對復合型創新人才的需求，農科類高校還面臨著一些問題和挑戰。一是學科發展不協調。農科類高校在農業特色學科上往往擁有長足的積累，底蘊較為深厚，學術梯隊結構相對合理，師資綜合素養相對較高。但新工科中所聚焦的新的信息技術在農科類高校中普遍競爭力不強，信息類學科師資的專業知識相對薄弱，無法與國際國內的前沿動態接軌，在工農融合發展中，后勁不足。二是教學內容陳舊。新工科強調與時展同步并且具有前瞻性的新技術。信息科學近年來取得了長足的發展和廣泛的應用，但農科類高校的信息學科并未得到學校的足夠關注，學校教學評價方法滯后，師資方面難以引進具備新技術的青年人才，信息類專業知識無法滿足時展的需求，導致教學內容陳舊，與時展嚴重脫節。三是教學方法無法激發學生興趣。在當今互聯網的信息時代，學生獲取知識的渠道多樣化，智能手機和網絡都是學習知識和技術的平臺，傳統的課堂教學受到前所未有的沖擊。農科類高校普遍以教師為中心的傳統講授方式已不能和網絡及手機平臺寓教于樂、有著充分視聽感知的知識獲取方式相匹敵，課堂上“低頭族”“手機族”逐步上升。四是數據資源未得到充分運用。農業信息復雜多變且涉及不同領域，隨著遙感技術與地面遠程實時監測技術的發展，農業信息的獲取集海、陸、空三位一體化的實時監測成為常態。面對海量的農業大數據，從數據存檔前的清洗、冗余數據的去除，到數據規律的挖掘和知識的發現等環節都涉及到前沿的信息技術和多學科的有效融合。但在指導農業生產和管理的實踐中，這些需要集多學科研究人員進行分析的多樣、復雜、高維的大數據并未得到高效的使用。

二、建立工農學科的深度交叉融合框架

目前，以新技術為引領的新經濟正在蓬勃發展，以不同領域的深度融合為突破，以體制機制的創新為標志。與老工科相比，“新工科”以創新、協調、共享為新理念，以與時俱進，面向應用的內容為新內容，以新的教學培養方法為新方法，更強調學科的實用性、交叉性與綜合性，尤其注重信息通訊、電子控制、人工智能等新技術與其它領域的緊密結合，在多領域融通的新經濟背景下，學科的交叉與融合從廣度和深度上都有待加強。2016年，中央一號文件《關于落實發展新理念加快農業現代化實現全面小康目標的若干意見》提出，產業融合作為農民收入持續較快增長手段，促使農業產業與其他產業協同推進。在農科類高校不僅涉及不同工程學科之間的交叉融合，還需要工科與農科的跨界整合與融通，學校和企業的融通，促進新工科及企業協同和工農滲透。新工科理念所強調的培養具備跨界整合能力與知識融合的人才培養目標，更加注重專業和產業對接以及學生全球視野的開拓，在農業特色高校對工農融合型人才培養的要求逐漸提高，學科交叉平臺和人才培養體系需要進一步完善，構建新工科背景下以新的教學內容、新的教學方法和共享平臺為支撐，深入工農融合發展為理念的新框架。

三、基于融合框架的教學內容優化

(一)開設理論與應用結合的前沿課程

當前，創新和保持技術先進性是高科技企業生存的重要基礎，移動互聯網、智能制造、大數據、互聯網安全產業等領域均面臨人才緊缺的問題。企業的發展日新月異，而現階段高校的教學內容往往與實際應用脫節，造成學生接觸不到前沿的技術，無法得到充分的實踐鍛煉，形成培養的學生達不到應用需求的現象。主動適應社會發展的教育和人才培養模式已非常緊迫。要以與時展和應用結合的技術推動理論教學內容的更新，營造理論與應用相結合，與社會發展需求同步的教育氛圍，把創新創業教育融入到專業課程教學內容中去，將課程的教學內容與創新創業的實踐平臺相結合［5］，和高科技的企業相結合，體現行業協同發展的特點，開設和調整與實際應用相結合的前沿課程，將創新創業的理念切實融入到教育的全過程，培養有創新精神的實用型人才。

(二)建設工農融合型的特色課程

在以新興產業為代表的未來發展中，農科類高校亦需順應時代的需求，建設工農融合型的特色課程，將農科與機電、計算機、經濟、管理相結合，特別在新工科的背景下與物聯網和互聯網、人工智能和大數據等新技術相結合，注重融入新工科的內容。否則，倘若按照老思路運行，路會越走越窄。另外，要注重跨學科組建科研團隊，多資源合作進行教學研討以培養學生貫通的知識體系和跨界的綜合能力。

(三)計算機通識課程內容需要更新

在農科類高校，以河南農業大學為例，計算機類課程作為公共基礎課主要為計算機基礎和一門語言課程。其中計算機基礎課程重點要求學生掌握辦公自動化軟件的操作;軟件開發語言課以理論講授和上機操作結合的方式介紹編程語言的基本語句和基本的程序設計方法，目標為學生掌握語言的上機操作。在傳統的計算機通識課程教學中，均以計算機的上機操作為主要內容和熟練掌握計算機的應用軟件操作為目標。隨著新工科在農業領域的不斷滲透，現代農業的發展中信息技術不僅僅作為實現的工具，而是將計算思維融入到農業的種植、生產、流通以及管理和經營的整個環節，只聚焦操作的計算機通識課程的教學模式和復合型人才的社會需求存在一定的差距。因此，因時而動，以時展和新工科的技術推動教學內容更新，將有深度、有難度和具有挑戰度的課程取代與時展脫節、內容陳舊的課程內容，運用新的科學技術通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方式去解決農業領域中的實際問題，培養智能農業和現代農業中具有計算思維的復合創新型人才。

四、基于“新工科”模式的教學方法改革

與傳統教學模式相比，新工科更加注重對學生實踐能力的培養，為了確保學生擁有相互協作解決問題的實踐能力，新工科教育模式以實際問題為主線，運用現代化教學手段，創建實踐平臺，將提高學生綜合能力放在重要位置上，致力于促進學生知識、能力和素質的一體化成長。本著強化基礎扎實、工作踏實、作風樸實、實踐能力強的人才培養特色，需將“新工科”理念融合到創新教育中，著力培養具有歷史使命感和社會責任感，富有創新精神、實踐能力和國際視野的高素質應用型高級技術人才，以適應農業現代化的需求。基于“新工科”教育模式，農科類高校需相應調整教學方法。

(一)在線課堂與傳統課堂相結合

隨著現代教育技術的發展，慕課作為線上課堂的一種學習模式越來越受到學生們的偏愛和關注。這類線上課堂的呈現不僅突破了國內學校間的跨界，也使學生可以感受國外的教學內容和方式，是實體教室的擴展和延伸，為學生提供了開闊的視野和優越的學習環境，也為學校管理人員對教學質量的客觀評價提供了廣闊而相對客觀的大眾平臺。通過線上和線下的結合，教師由傳統的以“講課”為主的灌輸式教學轉變為引導式的翻轉課堂教學，引導學生線上的自主學習，激發學生對開放項目的參與度，鼓勵學生對線上作業進行互評，線下對學生線上反饋的問題有針對性地講解，將線上教學和線下講解有效結合。

(二)大班授課與小班討論相結合

目前，學校的師生比及教室資源都難以滿足小班授課的條件［6］，但大班授課無法保障教師深入到學生之中并關注到每個學生的個性與獨創性。為了及時彌補大班授課中的不足，加強師生間互動，增強學生對講授內容的深入理解，需要引入小班討論的方式。教師在大班授課中可適當設計與應用結合的問題作為小班討論的題目，采用以學生為主體、教師引導和監督的小班研討方式作為補充，充分調動學生對課程內容進行討論和學生間相互交流的積極性。

(三)微課與項目式教學相結合

微課作為一種濃縮知識點，以視頻為主的新教學方式，由其短時性及對知識點的聚焦性獲得廣泛關注。微課通常的講解時間限制在10分鐘內，聚焦講授某個具體的知識點，這些特點有助于提升學生注意力的集中和對單一知識點的深入理解;項目式教學可將學生需要掌握的零散的知識點集結在一個或多個項目中，以項目為基礎，將學生作為中心，按照小組完成項目和討論為主要形式，在教師的指導下開展教學。微課與項目式教學有機結合，使學生在深層次理解具體知識點的同時，將需要掌握的內容聯系起來并在實踐中得以應用，是深化學生知識掌握程度和面向實際應用的一個重要環節。

五、共享部分數據，促進科研的多學科融合

在農科類高校，隨著新技術的不斷出現和科研的發展需求，搭建了物聯網在農業領域的應用平臺，并可實時獲取農業數據，但由于農業數據的復雜性、農科師資中新工科知識的缺乏、農科高校信息類教師專業技術水平的限制以及農業知識的缺乏等因素，這些數據往往未能得到有效應用，發揮最大的價值。然而，這些被存儲在大學校園服務器中的數據猶如一個個有待挖掘的知識庫，倘若要使這些有價值的數據對實際生產和實踐起到指導的作用，需打破學校和學科的壁壘，適當開放一部分獲取的數據，吸引更多領域人才及具備學科前沿動態的科研人員為數據的分析發揮自己的潛力，促進不同學科的交流及跨界整合，通過部分數據的開放和共享讓農業中復雜的問題、跨學科的問題及與新技術結合的問題通過更多人貢獻智力、創造力和精力，匯集不同的觀點和知識，創造性地得以解決。加州大學歐文分校的UCI共享數據集，涉及工業、生物、農業、經濟、醫療等不同的領域，吸引了不同國家機器學習領域的研究人員在此共享數據集上進行實驗。由于其共享性和及時的數據更新，該數據集已成為機器學習領域的一個常用標準數據集。通過行業數據的共享使領域內的問題通過跨學科的機器學習技術和跨國界的研究人員的集體智慧得以解決。

六、結論

農業現代化是一個復雜社會系統的再造工程，隨著新工科建設的不斷深入，需要繼續深化農科和工科學科間的交叉與協同，促進工農融合發展;加強農業產前、產中及產后與前沿信息技術融合，為農業現代化發展培養復合型創新人才;將融合發展理念滲透到高等農業教育的改革中，通過優化教學內容，改進教學方法，共享部分資源來促進現代農業的轉型升級。

參考文獻:

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［2］周開發，曾玉珍．新工科的核心能力與教學模式探索［J］．重慶高教研究，2017，5(3):22－35．

［3］張平淡，袁賽，夏曉華．基于農業現代化視角的“五化”協同發展影響因素分析［J］．經濟地理，2017，37(3):152－157．

［4］齊飛，朱明，周新群，等．農業工程與中國農業現代化相互關系分析［J］．農業工程學報，2015，31(1):1－10．

［5］田杰，時赟，武艷艷，等．把創新創業教育融入地方農林院校人才培養體系———以河北農業大學為例［J］．河北農業大學學報(農林教育版)，2017，19(4):6－11．

［6］劉獻君．“大班授課+小班研討”教學模式改革［J］．中國大學教學，2017(2):19－24.

作者：虎曉紅；劉合兵 單位：河南農業大學信息與管理科學學院