“大工程觀”下農(nóng)業(yè)信息類專業(yè)課程體系改革

劉振宇, 劉琪芳, 馬輝棟, 車秀梅, 楊懷卿

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 晉中 030801)

“大工程觀”下農(nóng)業(yè)信息類專業(yè)課程體系改革

劉振宇, 劉琪芳, 馬輝棟, 車秀梅, 楊懷卿

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 晉中 030801)

本文以“大工程觀”的視角，結(jié)合國(guó)家“十三五”規(guī)劃中新興戰(zhàn)略農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，對(duì)農(nóng)業(yè)信息科學(xué)工程相關(guān)學(xué)科在工程人才培養(yǎng)方面目前存在的問(wèn)題進(jìn)行了剖析。以我校信息類專業(yè)為例，構(gòu)建基于“大工程觀”下工程人才與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)需求良性對(duì)接的培養(yǎng)模式，為農(nóng)科高校工程人才的培養(yǎng)進(jìn)行了有益的研究和實(shí)踐探索。

大工程觀；農(nóng)業(yè)信息；培養(yǎng)體系

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)高等農(nóng)業(yè)院校信息科學(xué)與工程教育中凸顯出如下一些問(wèn)題。

(1)專業(yè)平臺(tái)基礎(chǔ)偏弱—農(nóng)業(yè)院校偏工科信息類專業(yè)不像工科院校那樣受到重視, 得到較多投入，由此導(dǎo)致專業(yè)物質(zhì)條件與工科院校相比差距較大。而對(duì)于此類專業(yè)，農(nóng)業(yè)院校與工科院校往往存在競(jìng)爭(zhēng)，最直接也是最明顯的就是學(xué)生面臨較大的就業(yè)壓力[1]。

(2)課程體系不合理—農(nóng)業(yè)信息科學(xué)與工程類課程體系設(shè)置時(shí)，為提高就業(yè)率，過(guò)多地強(qiáng)調(diào)專業(yè)課程教育，忽視基礎(chǔ)知識(shí)、外語(yǔ)、思想政治等課程的學(xué)習(xí)，造成了學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，個(gè)人思想素質(zhì)有待提高等問(wèn)題。此外，學(xué)生對(duì)選修課的選擇面較窄并帶有一定的盲目性，課程之間沒(méi)有很好的融合，更無(wú)法形成工程、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、人文等全面、合理的課程知識(shí)體系。

(3)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)薄弱—農(nóng)業(yè)院校實(shí)踐教學(xué)通常只是作為輔助教學(xué)，只側(cè)重理論知識(shí)的演示和驗(yàn)證，學(xué)生解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)造性思維遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)業(yè)需求的標(biāo)準(zhǔn)。

隨著科技的發(fā)展, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式已發(fā)生巨大變化[1]。“智慧農(nóng)業(yè)”的提出使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，以農(nóng)業(yè)信息為導(dǎo)向的信息科學(xué)與技術(shù)在智能化、節(jié)約化、精準(zhǔn)化和大型化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。

在這種形勢(shì)下，針對(duì)農(nóng)業(yè)院校信息科學(xué)與工程類專業(yè)存在的上述問(wèn)題，我們需發(fā)揮農(nóng)業(yè)院校自身優(yōu)勢(shì), 將信息科學(xué)與工程類專業(yè)發(fā)展與農(nóng)業(yè)、生物、環(huán)境、生態(tài)等相關(guān)優(yōu)勢(shì)學(xué)科緊密結(jié)合，拓展研究領(lǐng)域，增強(qiáng)學(xué)科交叉意識(shí)。以大工程觀為指導(dǎo)，將工程實(shí)踐理念融會(huì)貫通于教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生自身工程意識(shí)，構(gòu)建如圖1所示的大工程觀下的課程體系。

圖1 大工程觀下課程體系改革構(gòu)建示意圖

1 課程體系改革

我院的專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)置在保持原有優(yōu)勢(shì)專業(yè)的基礎(chǔ)上，響應(yīng)國(guó)家發(fā)展新農(nóng)村建設(shè)的要求，將“大工程觀”理念融入教學(xué)改革中[3]。專業(yè)結(jié)構(gòu)上，適度增設(shè)新專業(yè)以適應(yīng)發(fā)展需求，形成以智慧農(nóng)業(yè)為導(dǎo)向的新專業(yè)體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 專業(yè)體系結(jié)構(gòu)

課程體系改革是在這一新的專業(yè)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，秉持“因地制宜、因材施教、形式多樣、注重實(shí)效”的基本原則，注重培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力。具體措施體現(xiàn)在以下四方面。

1)建立分類化課程體系

以往的大學(xué)課程結(jié)構(gòu)都是采用“三層”接口模式，即公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，這種結(jié)構(gòu)考慮專業(yè)知識(shí)的縱向關(guān)系較多，而對(duì)各類課程的橫向關(guān)系考慮較少。基于以上認(rèn)識(shí)，我院在農(nóng)業(yè)信息化背景下建立了“高起點(diǎn)、高通識(shí)、高素質(zhì)”的課程體系。該課程體系考慮到學(xué)科交叉及內(nèi)聯(lián)關(guān)系，將課程體系分為素質(zhì)教育課程、社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)基礎(chǔ)課程、工程科學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)課程、工程專業(yè)課程和實(shí)踐課程五大類，詳見(jiàn)表1。

表1 我院專業(yè)課程分類化體系結(jié)構(gòu)

2)創(chuàng)新教學(xué)方法

人才的培養(yǎng)最終需落實(shí)到課程上，課程的實(shí)施需落實(shí)到教學(xué)上[4]。在教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)致力于學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐、創(chuàng)新三大能力的培養(yǎng)。我院一方面不斷更新教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的實(shí)際需要；另一方面，打破課程之間的壁壘，加強(qiáng)課程與課程體系之間的邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系與綜合，例如“編程語(yǔ)言”類課程與“數(shù)據(jù)庫(kù)”類課程的整合，“可編程器件”類課程與“語(yǔ)言開(kāi)發(fā)”類課程的整合等。此外，信息科學(xué)相關(guān)專業(yè)對(duì)數(shù)理相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)要求較高，我們加強(qiáng)了數(shù)理基礎(chǔ)課程的教學(xué)，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解和研究應(yīng)用能力。 例如講解過(guò)程中適當(dāng)增加以“離散數(shù)學(xué)”、“計(jì)算方法”及“復(fù)變函數(shù)”等數(shù)理課程為背景的交叉應(yīng)用實(shí)例分析。

3) “三結(jié)合，重研究”的實(shí)踐教學(xué)體系

“三結(jié)合”指實(shí)驗(yàn)室資源與校外培訓(xùn)相結(jié)合，專業(yè)課程實(shí)習(xí)與校外科技活動(dòng)競(jìng)賽相結(jié)合，畢業(yè)設(shè)計(jì)與企業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合。利用“三結(jié)合”的方式進(jìn)行教學(xué)改革，我院推出了一系列的改革舉措。例如學(xué)生在校完成本科三年學(xué)習(xí)，第四學(xué)年可申請(qǐng)校外培訓(xùn)或到現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)基地實(shí)習(xí)等；建立相應(yīng)農(nóng)業(yè)工程專業(yè)的創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)實(shí)習(xí)基地，更好地通過(guò)實(shí)際工程環(huán)境訓(xùn)練學(xué)生，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；鼓勵(lì)學(xué)生與兄弟院校及相關(guān)專業(yè)學(xué)生通過(guò)參加電子競(jìng)賽、全國(guó)數(shù)學(xué)建模及機(jī)器人大賽等活動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)交流。

“重研究”就是加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提出“項(xiàng)目研究模式與問(wèn)題學(xué)習(xí)模式”相結(jié)合的方式。

項(xiàng)目研究模式即實(shí)行本科導(dǎo)師培養(yǎng)方式，作為學(xué)生選修，結(jié)合素質(zhì)擴(kuò)展學(xué)分計(jì)劃，鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的工程性科研課題中去。

問(wèn)題學(xué)習(xí)模式即是一種以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)力，以培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、批判性思維和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力為主要目標(biāo)的學(xué)習(xí)。例如，在“圖像處理”課程教學(xué)時(shí)，可能涉及農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的許多問(wèn)題，比如光譜成像，病蟲害檢測(cè)、圖像定位技術(shù)等。針對(duì)這些問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)室與科研項(xiàng)目支持下，可以鼓勵(lì)學(xué)生分小組去研究圖像獲取、圖像處理、計(jì)算機(jī)算法實(shí)現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)等，將課程理論研究與實(shí)踐設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

4)大工程觀教育

大工程教育理念是將工程建立在集經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科學(xué)、人文和環(huán)境于一體的大系統(tǒng)中，強(qiáng)調(diào)工程與自然、工程與社會(huì)的協(xié)調(diào)。因此，在課程設(shè)置、實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)方面著力培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)、工程倫理、工程精神和工程意識(shí)。在構(gòu)建農(nóng)業(yè)信息化教育課程體系時(shí)，盡力實(shí)現(xiàn)以農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)為背景，開(kāi)展學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域之間的相互滲透、交叉和融合。課程設(shè)置以多學(xué)科專業(yè)融合與應(yīng)用為主要特征；加強(qiáng)人文、經(jīng)濟(jì)、法律類課程的設(shè)置；結(jié)合職業(yè)道德、人文關(guān)懷等方面的教育，全面培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在科學(xué)研究的過(guò)程中，不是單一的指導(dǎo)學(xué)生如何做，應(yīng)該在做的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生考慮農(nóng)業(yè)技術(shù)項(xiàng)目可能產(chǎn)生的社會(huì)價(jià)值、影響及其后果；指導(dǎo)學(xué)生從農(nóng)業(yè)工程預(yù)算、管理及可持續(xù)發(fā)展等方面對(duì)研究過(guò)程加以研討和分析，使學(xué)生潛移默化地接受農(nóng)業(yè)工程教育和社會(huì)、人文教育知識(shí)。

2 改革效果

近年來(lái)，我院依托“大工程觀”思想，經(jīng)過(guò)不斷的課程體系改革，初步取得一定的成效。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：①就業(yè)考研率明顯增加：2014年畢業(yè)生考研率達(dá)到20.34%，就業(yè)率達(dá)91.53%：②學(xué)生近年來(lái)參加的競(jìng)賽中取得了良好成績(jī)，實(shí)踐動(dòng)手能力明顯提高：2013、2014年學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)機(jī)器人大賽、“藍(lán)橋杯”全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽等競(jìng)賽十余項(xiàng)，都取得驕人成績(jī)；③2013、2014年申請(qǐng)創(chuàng)新項(xiàng)目“模擬試裝軟件設(shè)計(jì)”：“葡萄專用紫外線誘導(dǎo)機(jī)”、“水質(zhì)檢測(cè)與防控機(jī)器人”等共8項(xiàng)，學(xué)生參與積極性明顯提高。

3 結(jié)語(yǔ)

“大工程觀”是以責(zé)任意識(shí)為導(dǎo)向的操作綜合、價(jià)值綜合和審美綜合的統(tǒng)一。其中，責(zé)任意識(shí)是大工程觀的靈魂，操作綜合、價(jià)值綜合和審美綜合分別是大工程觀在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化三個(gè)方面的體現(xiàn)，三者的統(tǒng)一則是大工程觀的系統(tǒng)性的全面展現(xiàn)。在此觀念引導(dǎo)下的教育才能真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)與工程的有機(jī)結(jié)合。本文就是在此背景下，對(duì)農(nóng)業(yè)信息類專業(yè)課程體系進(jìn)行了改革。

[1] 程建興, 邱玲. 芻議農(nóng)業(yè)高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的就業(yè)崗位與實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J]. 南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào), 2008 (S1).

[2] 李忠斌, 文曉國(guó), 李軍明. 論信息化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式創(chuàng)新[J]. 北京：農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息, 2011, 11: 004.

[3] 謝笑珍. “大工程觀” 的涵義, 本質(zhì)特征探析[J]. 武漢：高等工程教育研究, 2008 (3).

[4] 馬志欣. 關(guān)于我校計(jì)算機(jī)課程體系改革及教學(xué)的思考[J]. 北京：計(jì)算機(jī)教育, 2005(5)

[5] 馬鶴瑤. 大工程背景下科學(xué)與人文教育相結(jié)合的研究與實(shí)踐[J]. 北京：中國(guó)電力教育,2009,10:7-8.

Professional Course System Construction for Agricultural Information Specialty Based on Broad View of Project

LIU Zhen-yu, LIU Qi-fang, MA Hui-dong, CHE Xiu-mei, YANG Huai-qing

(CollegeofInformationScienceandEngineering，ShanxiAgriculturalUniversity,jinzhong030801，China)

Based on broad view of project and the 13th five-year plan，some problems for personnel training in the discipline of information science and engineering are investigated, This paper, taking information majors in our university for example, constructes a cultivation mode enables engineering and agriculture industry needs benign docking, based on the broad view of project. Some beneficial researches and practical explorations are given for engineering personnel training of agricultural higher school.

broad view of project; agriculture information; cultivation system

2015-08-30;

2016-01- 05

山西省教學(xué)改革項(xiàng)目(000820)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(ZD-201310)

劉振宇(1974-)，男，工學(xué)博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)物料電磁特性教學(xué)和研究,E-mail：lzysyb@126.com

G642

A

1008-0686(2016)02-0053-03