基于“新农科”理念的农学专业综合实习课程改革探索

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  摘  要:中国“新农科”建设宣言要求高等农业教育必须创新发展。基于“新农科”背景,农学专业综合实习课程的教学改革需契合现代农业人才培养的新要求,旨在利用多学科交叉融合、成果导向教育理念实施和产学研校外实践基地建设,着力提升学生创新实践能力。通过培养一批多学科背景和高素质的复合型现代农业人才,服务于乡村振兴、精准扶贫、生态文明建设和美丽幸福中国。
  关键词:新农科;农学;综合实习;实践教学
  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2021)08-0121-04
  Abstract: Declaration on the development of "Emerging Agricultural Education in China" demands innovative development of higher agricultural and forestry education. Therfore, the teaching reform of the Agronomy Comprehensive Internship courses should be in line with the demands of modern agricultural talent training.It aims to focus on improving the students' innovative and practical ability, through the multi-disciplinary integration, achievement-oriented education concept implementation and the construction of practice teaching platforms with collaborations between the practice based on campus and those outside school. The purpose of cultivating a group of talents with the aim of incubating high talents with multi-disciplinary background is to meet the requirements of rural revitalization and construction of ecological civilization as well as a beautiful and blissful China.
  Keywords: new agricultural science; agronomy; comprehensive internship; practical teaching
  2019年6月28日,浙江安吉余村,中國农业大学,浙江大学,南京农业大学以及浙江农林大学等国内50多所主要涉农高校在教育部的协调领导下开展高等农林教育“新农科建设”的研讨,与会代表共同发出《安吉共识-中国新农科建设宣言》倡议,标志着我国“新农科”建设工作正式启动[1]。随着中国农业快速的发展,高等农业教育的作用越来越重要,现代农业发展对农业教育模式和人才培养提出了新的要求,从单学科割裂独立发展向多学科交叉融合发展转变,从偏重服务产业经济向促进学生全面发展转变。
  “新农科”建设给农学专业的发展带来了新的挑战和机遇,应积极探索“新农科”背景下农学专业建设的内涵与思路[2],如何将农学专业教学工作进行升级改造,使之适应新形势下的大学教育发展,是一项重点教改工程[3]。农学专业综合实习作为“新农科”建设中农学专业的核心课程,需要契合浙江生态农业和智慧农业的发展方向,推进农科与理、工、文学科的深度交叉融合[4],使农学专业人才培养更好地服务于乡村振兴、精准扶贫、生态文明建设和美丽幸福中国等[5-7]。
  浙江农林大学是浙江省属唯一涉农的地方高校,农学专业为教育部卓越农林人才培养试点改革专业、省一流本科专业建设点、省“十三五”特色专业和省基层事业单位“定向生”培养专业,承担着为浙江省农业发展培养现代农业专业技术人才的任务。农学专业综合实习是农业科技人员实践培养过程中的核心环节,实践教学效果直接决定了农业科技人员的工作能力和水平,反映了农业科技人员在今后工作中是否能适应当地农业生产和发展的需要[8-9]。农学专业综合实习教学课程应进一步优化教学体系和丰富实习内容,继续深化与地方政府、现代农业龙头企业和现代农业技术公司等合作,把产业与实习教育有机融合,构建一套具有浙江农林大学特色的复合应用型卓越农学专业人才培养新模式,显著提升人才培养质量,进一步增强服务浙江区域经济发展能力。
  一、优化农学专业综合实习课程内容
  (一)设置多学科交叉融合的实习内容
  随着互联网的快速发展和国家乡村振兴战略的提出,现代农业作为支撑国民经济发展的基础产业,正在被信息化、智能化和机械化等新科技进行重构和升级,应用现代信息技术成果,集成应用计算机与网络技术、物联网技术和机械化生产等,实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警和全程机械化生产等智能化管理。在今后实习内容改革中,充分体现“新农科”建设课程培养目标,将聘请校内信息工程和农业机械领域相关理论课的教师参与实习教学,加大诸如信息化与智能化管理、机械化生产实践操作等新技术、新方法的实习内容比例,如水稻和油菜等重要粮食作物和经济作物杂交种全程机械化制种技术,通过对水稻和油菜的杂交种机械化制种技术规程的实习,掌握全程机械化生产配套机械、大田管理、一次性种肥同播、无人机辅助授粉和分段式收获等环节的技术要求,了解杂交种子机械化生产技术集成和适应现代农业发展的高质高效种子生产技术体系。拓展学生对现代农业生产过程中涉及的第二和第三产业的实习,如种子干燥和分选,学习新的循环立式干燥机、混流静态房式干燥机和静态卧(箱)式干燥机操作,以及智能信息化光学分选机和吸尘设备,在种子收获后进行两短干燥工艺,并分选出穗萌穗芽,米粒粉质化和霉变等劣变种子,提升种子质量和商品化质量。这些智慧农业与传统作物生产的多学科交叉深度融合实习内容将提升“新农科”建设的内涵。   (二)搭建信息化实习内容平台
  基于农学专业理论核心课程教学内容的重点及难点,建设实习内容相关的虚拟仿真项目,丰富实习教学方式和教学内容。学生可根据虚拟仿真内容完成设定作物的整个生育期实习内容,建立智慧种植管理平台(云农场),实现智慧种植与管理,保障产品的质量和产量,并形成可规模化复制的产业服务体系。建立质量追溯服务平台,形成作物质量安全的全程溯源体系,通过对作物的生长过程的履历追溯,展现给消费者生态品质及优势。同时,结合农业生产过程中所涉及的农业机械化,信息化和病虫害防治等设立实习内容,突出现代农业生产过程的立体性,推进多学科交叉实践教学融合,搭建包含各种高新技术(如:人工智能、机械装备、物联网、植物工厂等)应用场景的实践教学体系,培养学生立足前沿的专业视野和人生格局。目前,教学团队已申请到一项浙江省“十三五”虚拟仿真实验教学项目(《水稻智慧生产》虚拟仿真系统),通过设置土壤肥力测定、差异化管理措施和无人机收获测产等实习内容,强化实习内容的连贯性和完整性,用于辅助学生进行作物育种和栽培学习和生产实训。系统内整合了无人机驾驶模拟器、遥感系统、三维建模软件、无人机采集数据,SPAD叶绿素计、GreenSeeker冠层氮素分析仪等智能模块,围绕无人机和遥感系统的实践教学,学习利用人机交互的虚拟仿真技术,设计无人机操作参数和相关数据采集,完成对数据的处理以及获得一些指标,大规模高效种植水稻和差异化管理,最终获得优质高产的水稻栽培技术,解决人力成本高、试验周期长的难题。实习内容含水稻田耕作和肥力测定、差异性管理措施、无人机收获测产测品等3部分内容和5项实验,注重培养学生在虚拟环境中熟悉水稻生长发育过程,培养新时代下掌握水稻智慧生产的高级应用型人才。该系统能逼真再现水稻的生长发育、栽培管理和收获过程,让学生通过虚拟实验强化作物栽培的相关知识和实验技能,在农学专业作物栽培的实验教学和科学研究中有较好的实用价值。
  (三)引导实践教学与科研项目相结合
  农学专业综合实习着力培养学生的专业基础知识和实践应用技能,使学生在短期实习实训中提高动手能力,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力[10]。结合教育部、教育厅和学校设立的大学生创新创业训练计划或校科研训练计划等科研项目内容,实习教学团队可设置差异化的实习内容,让学生将实习过程中学到的知识应用到课外实践训练中,培养农学专业学生创新创业理念,具备开展现代农业生产所需的创新工作能力[11]。通过对科研成果和科研实习的总结,进一步凝练成果后可参加国家级或校级的学科竞赛,增强学生的科研兴趣和获得感;如根据国家大学生创新创业训练计划设置的校级东湖杯竞赛等,在学校层面评比筛选出优秀成果参加国家级挑战杯竞赛。另一方面,在实习过程中还可以结合本科毕业设计的课题内容来开展实践教学,建立“专业认知+科研技能+毕业实习”整合的实践教学模式。农学科学创新性的提出“新生导师制”,在大一结束后,针对成绩优秀和学有余力的学生,选择副教授职称以上的科研导师,开展科研训练。在后续培养环节中,设置专业演讲、文献汇报、科研成果汇报等比赛环节,检验和提升学生专业认知能力。目前,已在2018级和2019级农学专业实施,收到了较好的效果。这些都将进一步提升学生专业实践创新能力和本科人才培养质量。
  二、优化实习评价标准和教学效果反馈
  (一)突出成果导向教育教学理念
  在传统实践教育中,对于参与实践学生的学习产出和实践教学效果,往往缺乏明确的评价标准和反馈机制[12];如何增强学生的获得感,合理评估实践效果,是“新农科”建设的重要课题。成果导向教育(Outcome Based Education, OBE)是以学习产出来驱动和评价整个课程活动的教育体系,将学生置于发展他们的设计能力到完成一个完整过程的环境之中,通过以团队的形式完成实习任务来获得相应的能力。成果导向教育能够衡量学生能做什么,要求学生将掌握内容的方式从解决有固定答案问题的能力拓展到解决开放问题的能力。在今后的教学实习过程改革中,将成果导向教育理念应用于综合实习教学过程,通过对拟定教学计划的实施,实现作物全生育期的认知与实习技能的掌握相结合,注重对实习过程的监控与指导,使教师及时了解学生实习状况,更加合理地安排教学内容。
  (二)构建合理的教学考核和质量评价体系
  课程实习以解决实际问题的创新性思维和实践操作能力作为考核指标,更加客观的评定学生适应今后现代农业生产的能力[13]。逐渐建立教学过程中多元化考察的方式,注重教学过程中学生分析问题和解决问题的考核,实现课程考核方式的变革,使学生在实习过程中能积极的参与实践操作;同时,反映学生對知识掌握的情况以及解决问题的能力。农学专业综合实习需明确实践教学教师责任,设立师生参与、各方协同的实践教学模式,构建“实践-评价-反馈-改进”的教学质量评价体系,保证各方意见通畅表达,依据反馈意见不断改革实践开展模式。
  三、建立高质量教学实践基地
  实践教学配套资源偏少一直是农学专业提升教学质量的重要限制因素,也导致农学专业学生的技术应用能力方面不足。国内涉农专业高校一直在加大校内专业实践的投入,以满足实践教学的需求,同时,也在积极探索合适的校企合作模式等实践教学体系,通过签订联合培养协议,引入社会资源强化办学效果[14]。
  (一)保障并完善校内教学实习基地
  针对浙江农业区域生产的特点和课程实习的硬件要求,在专业建设及课程建设前期已搭建完整的校内实习基地和平台,如农作园、平山温室和浙江省山区农业高效绿色生产协同创新中心等。农学专业综合实习教学团队利用校内实习基地和平台开展校内基础实习教学工作,包括主要农作物种植和育种栽培技术等实习;在保障实习教学用地的基础上,对校内基地进行改造升级,加强大田水力水电基础设施的建设,提升温室大棚的配套措施,如智能控温和滴管设施等。   (二)“产学研”紧密协同,共建优质校外实践基地
  校外实践基地是农学专业综合实习的必备平台[15],我校农学专业已建立多个“校地”“校企”合作培养的大学生教学实习基地,如浙江省级实践教学基地“浙江农林大学-勿忘农集团有限公司农科教合作人才培养基地”“浙江农林大学-湖州科奥种业大学生实习基地”“浙江农林大学-浙江省农科院农科种业有限公司实践基地”等,定期开展教学实习活动,开拓学生视野,了解现代农业生产过程中的新动态。经过多年的建设与改革发展,已形成了一套校内外指导教师协作教学的课程体系,行业导师指导学生操作种子生产设备,参与种子生产的各个环节。
  2019年9月,“新农科北大仓行动”实施方案出台,提出了“新农科”校外实践基地建设的新措施[16]。我们将进一步加强与地方农业院所(金华市农业科学院和衢州市农业科学院等)和农业生物技术公司(浙江托普云农科技股份有限公司)以及现代农业生产龙头企业(杭州太阳公社农村产业发展有限公司)的战略合作,建设产教融合人才培養示范基地,充分利用外部资源在新品种、新技术、新设施、新机械和新工艺的研发、实验、展示和教育培训等方面的优势,服务我校“新农科”人才实践教学培养。在“新农科”农学综合实习教改项目支撑下,争取与高精尖农业科研院所和农资企业进行合作,项目建设期内新增3-5个包含智慧农业、美丽乡村、生态康养和大数据分析等“新农科”建设元素的大学生校外实习基地。在实践基地、对口企业、行业体系内聘请一批懂业务、精产业、宽视野的校外导师,实现农科教产协同育人,推动科教协同、产教融合。根据各基地承担的任务和企业的规模及类型安排实习人数,着重培养学生专业实践能力,对接今后就业岗位。
  四、教学政策支持
  浙江农林大学高度重视农学院的内涵式发展,特别是农学专业的人才培养质量。《浙江农林大学中长期发展规划纲要(2011-2020年)》等系列指导性文件明确指出要做大农学,从制度上保证了农学专业核心课程改革有序开展;今年更是实行了教学院长负责制,由院长参加教学工作例会和教学年度述职,教学中心地位更加牢固。
  学校办学定位是建设国内知名的生态性创业型大学,符合“新农科”建设背景下的农学发展要求。为保证人才培养质量,提升学生就业竞争力和胜任力,学校已初步开展了农学专业动态调整和对传统农学专业的升级改造等工作,尤其近年来学校大力推进教育教学综合改革,加强课程建设与课堂教学革新,强化综合实习实践教学体系改革,创新专业人才培养模式,教学改革氛围浓厚,办学水平逐年提高。
  我校农学专业为教育部卓越农林人才培养改革试点专业、浙江省“十三五”特色专业及浙江省基层事业单位农技人才定点培养专业,承担着为浙江区域农业经济发展培养“下得去、留得住、干得好、用得上”的基层农业科技人才的重任。结合浙江省“十三五”特色专业(农学)建设工作,农学专业综合实习课程已于2017年立项启动了浙江农林大学校级教改项目,已完成前期的教学改革工作,设置了“知识-能力-素质”一体化和“产前-产中-产后”全过程的实践教学课程体系;初步培育了一批新的“校地”和“校企”合作单位,通过与校外实习基地协商签订合作教学协议,细化教学任务,制定工作制度,巩固教学实习基地合作办学成果,为下一步推进“新农科”建设的农学专业核心实践环节奠定了坚实的基础。
  五、结束语
  实践教学是人才培养体系改革的切入点和突破口,贯穿整个人才培养的全过程。面对农业全面升级、农村全面进步、农民全面发展的新要求,迫切需要对“新农科”建设下的农学专业综合实习内容和培养模式进行改革。“新农科”建设理念与现有实践教育体系相融合是打造“一流专业”和建设人才培养“高地”的关键举措,充分利用现代农业技术、农业科研生产平台开展教学活动,推进实践教学的多学科交叉融合;同时,注重实践过程的考核方式,构建“实践-评价-反馈-改进”的教学质量评价体系;深化“校地”和“校企”合作,建设包含智慧农业和生态农业等“新农科”建设元素的产教融合人才培养实习基地,将现代农业产业需求、实践教学和人才培养有机融合,提升学生实践技能,为浙江区域经济发展培养优质复合应用型现代农科人才。
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