人工智能時(shí)代下畜牧業(yè)人才培養(yǎng)模式的初步思考

陳絲宇 李華 王瑞曉 馮政 譚元生

摘??要：?人工智能正在經(jīng)歷著一場(chǎng)堪稱比工業(yè)革命的發(fā)展速度更快、覆蓋面更全、錯(cuò)綜復(fù)雜的變革，從而進(jìn)一步推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速發(fā)展。人工智能可替代高度流程化、低認(rèn)知度的工作，給教育行業(yè)也帶來了一定程度的沖擊。人工智能對(duì)教育行業(yè)帶來的挑戰(zhàn)，推進(jìn)了教育方式、教育內(nèi)容、教師角色和人才培養(yǎng)目標(biāo)的改進(jìn)。因此，教育者和學(xué)習(xí)者需要不斷的挑戰(zhàn)自我、激發(fā)自我學(xué)習(xí)、更新和再創(chuàng)造才能更好的勝任本職工作。新農(nóng)科發(fā)展中，隨著畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜牧人才知識(shí)儲(chǔ)備必須得到交叉更新和調(diào)整。新農(nóng)科下的畜牧學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)首先要改革課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容;其次教師要善于在學(xué)科的細(xì)分領(lǐng)域逐步交叉創(chuàng)新，以科研引領(lǐng)教學(xué)發(fā)展，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力;其三，構(gòu)筑自我變革的勇氣，引導(dǎo)學(xué)生逐步走出迷茫，學(xué)會(huì)人工智能的應(yīng)用，在畜牧行業(yè)快速發(fā)展中順應(yīng)歷史潮流的變革，培育適應(yīng)新農(nóng)科4.0發(fā)展的人才。

關(guān)鍵詞：人工智能;教育;畜牧業(yè);人才培養(yǎng)

人工智能從起源到如今的全面推進(jìn)已近70年，經(jīng)歷了曲折的發(fā)展過程。1956年，在達(dá)特茅斯會(huì)議上首次確定了人工智能的核心：用人工的方法在機(jī)器上模擬、理解和拓展人的智能，使機(jī)器能完成各種復(fù)雜任務(wù)。隨后的30年人工智能經(jīng)歷了兩次的大起大落，但卻沒有走出技術(shù)瓶頸的局限和降低高的應(yīng)用成本，從而無法支撐起大規(guī)模應(yīng)用，最終都跌入低谷。近年來，人工智能發(fā)生了顛覆性的變化，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征，第三次引領(lǐng)了科技發(fā)展的浪潮之巔。當(dāng)前，人工智能正在經(jīng)歷著一場(chǎng)堪稱比工業(yè)革命的發(fā)展速度更快、覆蓋面更全、錯(cuò)綜復(fù)雜的變革，從而進(jìn)一步推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速發(fā)展。2020?年?8?月?4?日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)等五部門聯(lián)合印發(fā)了《國(guó)家新一代人工智能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，從頂層設(shè)計(jì)人工智能領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化，推動(dòng)人工智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展?？梢姡斯ぶ悄艿母吖鈺r(shí)代已經(jīng)來臨。

人工智能已經(jīng)滲透到了社會(huì)的各行各業(yè)，且對(duì)一些行業(yè)產(chǎn)生了顛覆性的影響。針對(duì)不同職業(yè)的可替代性排序發(fā)現(xiàn)，高度流程化、低認(rèn)知度的工作可替代程度為90%，其已廣泛應(yīng)用工業(yè)制造、金融業(yè)以及醫(yī)療行業(yè)中（機(jī)器人送餐和投快遞的抗疫擔(dān)當(dāng)）。有些職位的可替代程度為60%，如需師徒相傳但又不太核心的工作類型。教育作為最難被替代的工作，其被替代程度只有0.4%。經(jīng)過多年大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)課程遍地開花，各種新媒體和自媒體快速發(fā)展，不得不讓人深思教師職業(yè)果真無可取代嗎？圖像識(shí)別、語音識(shí)別和人機(jī)交互等較多的被應(yīng)用于人工智能的教育領(lǐng)域方面。比如利用人工智能的圖像識(shí)別技術(shù)，可以快速替代人工的選擇題、判斷題等客觀題的作業(yè)批改以及閱卷等繁重且重復(fù)性極高的工作量，快速智能化總結(jié)幫助教師判斷學(xué)生掌握知識(shí)要點(diǎn)的程度。人機(jī)交互技術(shù)可以協(xié)助教師為學(xué)生在線答疑解惑。此外，個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能學(xué)習(xí)反饋、機(jī)器人遠(yuǎn)程支教等人工智能在教育上的應(yīng)用也是大有前景，可以一定程度的解決時(shí)空限制，特別解決了偏遠(yuǎn)和貧困山區(qū)的師資資源匱乏的問題，讓其享受大城市的師資和教育資源。網(wǎng)絡(luò)智能教育在疫情期間表現(xiàn)尤為明顯。如今，人工智能對(duì)教育行業(yè)的挑戰(zhàn)也是全方位的。教育變革大時(shí)代下，人工智能對(duì)教育帶來的系列挑戰(zhàn)，將對(duì)對(duì)傳統(tǒng)畜牧學(xué)科的影響深遠(yuǎn)。這迫切需要進(jìn)行系列教育改革，培育適應(yīng)時(shí)代變化的新農(nóng)科畜牧專業(yè)的高素質(zhì)的人才。

1?人工智能給教育帶來的挑戰(zhàn)

人工智能首先已前所未有的速度挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的教育方式。表現(xiàn)尤為突出的是以死記硬背、

被動(dòng)接受為主的教學(xué)方式正在遭遇一場(chǎng)重大危機(jī)。而人工智能作為一種技術(shù)手段，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓展到在各行各業(yè)都能看到的智能導(dǎo)航（師）系統(tǒng)、教育機(jī)器人、學(xué)習(xí)分析軟件、學(xué)習(xí)文獻(xiàn)以及流程化的科研實(shí)驗(yàn)等。智能導(dǎo)師系統(tǒng)通過模擬教學(xué)名師，通過數(shù)據(jù)庫體型的訓(xùn)練回復(fù)和解決復(fù)雜問題和對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)分類。只能導(dǎo)師系統(tǒng)還會(huì)利用情緒感知技術(shù)為學(xué)生提供個(gè)性化的情感體驗(yàn)。這就是我們現(xiàn)在說的有機(jī)器人輔助的新型“雙師課堂”。另外，機(jī)器人還可以通過采集、分析和歸納學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)，為其提供最適合的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。相比之下，機(jī)器人掌握信息的來源廣，定位精準(zhǔn)，更能個(gè)性化的為學(xué)生打磨培養(yǎng)方案。信息化和智能化的時(shí)代，讓人有一種歷史車輪飛速向前奔跑，而我們只能感受其淪為揚(yáng)棄塵土的無奈和時(shí)不待我。因此，教育理念與教育方式需要與時(shí)俱進(jìn)的變革，人工智能營(yíng)造的新型學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍、不同于傳統(tǒng)的教學(xué)方式和管理的智慧轉(zhuǎn)型，或許將在不久的未來得到快速的發(fā)展和越來越多的應(yīng)用。其次，人工智能挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的學(xué)科設(shè)置和教育內(nèi)容。多學(xué)科多領(lǐng)域的交叉融合是人工智能的一個(gè)重要辨識(shí)度?，F(xiàn)今的教育體系過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位，知識(shí)點(diǎn)零碎化導(dǎo)致學(xué)科間的聯(lián)系的割裂，讓學(xué)生“只見樹木、不見森林”。傳統(tǒng)模式的學(xué)科設(shè)置和教育內(nèi)容如果不進(jìn)行改革必然被人工智能引領(lǐng)下的新農(nóng)科推到沙灘上。其三，人工智能挑戰(zhàn)教師角色。隨著“人機(jī)共教”成為一種趨勢(shì)，教師角色將會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。機(jī)器人助教代替人類助教與學(xué)生在線交流已廣泛的應(yīng)用于知識(shí)性教學(xué)，給教育行業(yè)帶來了極大的沖擊。在“人機(jī)共教”教育的常態(tài)化下，教師的角色更多是對(duì)學(xué)生頂層學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)、督促、激勵(lì)、陪伴的個(gè)性化付出以及與學(xué)生的真情實(shí)感的溝通，也就是說人工智能將會(huì)以“教書”為主，而教師則以“育人”為重?！绑w制內(nèi)”未必就是保障，居安思危，不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)新鮮血液才能在大變革中處于不敗之地。其四，人工智能的革命帶來人才培養(yǎng)目標(biāo)的挑戰(zhàn)。教育的初級(jí)和終極目的都是人才的培養(yǎng)。人工智能革命下，傳統(tǒng)教育的“重視課堂教學(xué)、教師主導(dǎo)作用、傳授系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)”等的方式培養(yǎng)出來的“標(biāo)準(zhǔn)化人才”正在面臨著史無前例的沖擊。機(jī)器人通過深度學(xué)習(xí)，從傳統(tǒng)教育中取其精華，去其糟粕。通過反饋和記憶學(xué)習(xí)，已經(jīng)可以在各類應(yīng)試考試和推理中脫穎而出。機(jī)器人早已取代高度流程、低認(rèn)知度的工作，已經(jīng)顛覆了傳統(tǒng)教育培養(yǎng)出來的“標(biāo)準(zhǔn)化人才”，改革傳統(tǒng)人才培養(yǎng)目標(biāo)，注重個(gè)性化教育已經(jīng)是大學(xué)創(chuàng)新重要一環(huán)。為此，教師更應(yīng)在人品、人格上加強(qiáng)修養(yǎng)，培育學(xué)生有良好品德，進(jìn)行個(gè)性化的創(chuàng)新。除上所述，人工智能對(duì)教育行業(yè)全方位的挑戰(zhàn)具有巨大的沖擊力，未來的教育可能沒有教室、沒有課本、沒有教師，也就更加沒有標(biāo)準(zhǔn)化和制度化，教師和被教育者完全可以自主學(xué)習(xí)，自由選擇，可能達(dá)到人人為師的境界。教育的變革無疑挑戰(zhàn)到各項(xiàng)各業(yè)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展影響深遠(yuǎn)，特別是對(duì)已經(jīng)規(guī)?；图s化的畜牧業(yè)影響巨大。

2?智能畜牧業(yè)挑戰(zhàn)畜牧業(yè)人才培養(yǎng)的變革

“民以食為天”，農(nóng)科是基礎(chǔ)學(xué)科，當(dāng)前，新農(nóng)科發(fā)展也源于農(nóng)業(yè)行業(yè)的需求和人工智能的變革需求。精準(zhǔn)智慧農(nóng)業(yè)是通過各種定位和感應(yīng)系統(tǒng)來具體明確相關(guān)農(nóng)業(yè)種植區(qū)域、特性和個(gè)性化曲線，另外，通過遙感技術(shù)就能對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)域進(jìn)行圖像的采集，從而為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化提供技術(shù)保障。比如，用數(shù)學(xué)模型可對(duì)每塊土地種植的作物進(jìn)行產(chǎn)量的預(yù)測(cè)估算，通過合理的施肥來使作物實(shí)現(xiàn)最低成本投入而獲得最大效益;通過大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可得知萬頭畜牧場(chǎng)動(dòng)物的發(fā)病規(guī)律，提前精準(zhǔn)的進(jìn)行預(yù)防，精準(zhǔn)智慧農(nóng)業(yè)是根據(jù)時(shí)代發(fā)展需求來開展的，同時(shí)這也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的具體走向【1】。

如今，傳統(tǒng)畜牧業(yè)正在接受前所未有的挑戰(zhàn)。AI+畜牧業(yè)，贏未來——中國(guó)畜牧業(yè)協(xié)會(huì)智能畜牧分會(huì)成立大會(huì)2019年順利在京召開，預(yù)示著人工智能以全面步入現(xiàn)代化畜牧業(yè)。萬科、碧桂園、恒大等房產(chǎn)企業(yè)，電商阿里巴巴、京東以及網(wǎng)易云等紛紛進(jìn)軍畜牧業(yè)。風(fēng)起云涌，人工智能正快速推動(dòng)畜牧行業(yè)的變革，其對(duì)傳統(tǒng)牧業(yè)的滲透，已經(jīng)觸發(fā)了一場(chǎng)知識(shí)儲(chǔ)備轉(zhuǎn)型人才培養(yǎng)的革命。毫無疑問，智慧畜牧業(yè)的時(shí)代已經(jīng)來臨。在日本和很多歐美國(guó)家，安全牛肉可追溯體系已成功構(gòu)建從出生后就有身份證，上市后消費(fèi)者還可以通過掃描二維碼得知它的飼養(yǎng)主、飼養(yǎng)條件、患病情況等情況。這樣一方面方便消費(fèi)者選購(gòu)，另一方面也是在監(jiān)督養(yǎng)殖規(guī)范和保證食品來源的安全性。機(jī)器已經(jīng)替代擠奶的人工，人工智能輔助動(dòng)物疾病預(yù)防已逐步深入，如在擠奶廳的過道安裝熱紅外成像儀，通過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)和熱成像原理感知奶牛局部溫度的變化，從而達(dá)到預(yù)警奶牛的乳房炎等疾病的發(fā)生和保證人類食品的安全【2】。近年來，人工智能也逐漸的滲透到養(yǎng)豬業(yè)，如樓房養(yǎng)豬的智能化管理、發(fā)情、疾病等的情況的掌握、豬肉安全體系的可追溯體系的建設(shè)，技術(shù)變革不斷更新。仔豬到出欄的肉豬，其整個(gè)生長(zhǎng)過程的采食量、免疫接種、健康狀況、注射獸藥品種及注射量等信息，均可采用耳標(biāo)芯片和豬臉識(shí)別完成。此外，人工智能還可以通過行為表達(dá)的頻率差異獲得動(dòng)物的發(fā)情、異常行為的情況，從而精準(zhǔn)又有針對(duì)性的對(duì)動(dòng)物進(jìn)行管理?？梢?，從動(dòng)物檔案的建立，到完全智能的飼養(yǎng)方式，到疾病防控體系，人工智能極大的減少了大規(guī)模養(yǎng)殖的人工和資金投入，可以在提高效益，節(jié)約資源、甚至動(dòng)物的舒適體驗(yàn)方面都會(huì)有跡可循。

產(chǎn)業(yè)變革帶來畜牧專業(yè)人才培養(yǎng)教育的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，智能化畜牧業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展倒逼高校畜牧學(xué)和養(yǎng)殖人才培養(yǎng)方案的變革和教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)的改革，新農(nóng)科4.0已經(jīng)來臨【3】。新形勢(shì)下，現(xiàn)代畜牧業(yè)的快速發(fā)展，首先要改革人才培養(yǎng)方案，注重新型具備交叉創(chuàng)新畜牧教師隊(duì)伍的構(gòu)建。高校必須構(gòu)建學(xué)科交叉創(chuàng)新，教師隊(duì)伍可以跨學(xué)科組建，畜牧學(xué)人才培養(yǎng)方案要逐步引進(jìn)人工智能專業(yè)基礎(chǔ)課，讓學(xué)生自主選擇，專門針對(duì)智能化畜牧業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景，不斷完善課程，以解決行業(yè)急需的具備畜牧智能化知識(shí)的人才【4】。其次，科研引領(lǐng)教學(xué)，依托畜牧信息化學(xué)會(huì)或行業(yè)協(xié)會(huì)來逐步實(shí)現(xiàn)打通科普化智能人才培養(yǎng)。農(nóng)業(yè)類相關(guān)專業(yè)比較冷門，招生困難，招生分?jǐn)?shù)線相對(duì)工科偏低，這在雙一流的大學(xué)與普通高校均成共識(shí)。生源質(zhì)量在某種程度上制約了部分學(xué)生心有余兒力不足，不能達(dá)到有效學(xué)習(xí)人工智能的相關(guān)專業(yè)課程。編寫適合現(xiàn)階段學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的針對(duì)性的教材，且相對(duì)科普化的已經(jīng)顯得尤為迫切。為此，首要任務(wù)要建立學(xué)生的自信，打破迷茫，充分認(rèn)識(shí)智慧畜牧業(yè)的變革的緊迫性，時(shí)不待我的加強(qiáng)創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)。在穩(wěn)定專業(yè)思想和培養(yǎng)專業(yè)認(rèn)同感基礎(chǔ)上，通過知名專家、杰出校友、師兄和師姐介紹學(xué)科、行業(yè)，轉(zhuǎn)變觀念。然后，在通過與企業(yè)共建課程和實(shí)習(xí)，走進(jìn)現(xiàn)代化養(yǎng)殖企業(yè)、生物信息產(chǎn)業(yè)園等，看看一個(gè)人如何管理及萬頭牛、肉蛋奶是如何從胚胎到餐桌上的，讓學(xué)生了解將來投身的行業(yè)，師生共同譜寫科普化的智能化應(yīng)用課程。

時(shí)代的變革呼喚新農(nóng)科與新工科的交叉創(chuàng)新，生態(tài)智慧養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)學(xué)院將會(huì)孕育諸多畜牧學(xué)科的創(chuàng)新班。佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院的生命科學(xué)與工程學(xué)院動(dòng)物科學(xué)系已在2017年創(chuàng)建飼料創(chuàng)新班，通過探討3（校）+1（企）或3.5（校）+0.5（企）教學(xué)模式改革，撬動(dòng)企業(yè)資源讓學(xué)生提前體驗(yàn)飼料、養(yǎng)殖等畜牧產(chǎn)業(yè)的智能化應(yīng)用。2020級(jí)本科新生班管理中，產(chǎn)業(yè)學(xué)院大膽改革，實(shí)行雙班主任制，在校級(jí)高校教師擔(dān)當(dāng)班主任的基礎(chǔ)上，直接聘請(qǐng)企業(yè)中層或高層擔(dān)當(dāng)學(xué)生班主任，共同為產(chǎn)業(yè)學(xué)院培育共建生態(tài)智能化的“四有”人才。在研究生培養(yǎng)方案中，學(xué)科同步構(gòu)建了“雙導(dǎo)師”制，充分發(fā)揮畜牧專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研緊密連接的優(yōu)勢(shì)。使得同學(xué)們可以得知一手的達(dá)到產(chǎn)教深度融合。大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)（軟件開發(fā)）、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能養(yǎng)殖設(shè)備等交叉學(xué)科已經(jīng)在研究生的培養(yǎng)中逐步體現(xiàn)，以期培養(yǎng)人工智能+現(xiàn)代化畜牧業(yè)的高級(jí)人才。我院已經(jīng)通過科研項(xiàng)目的合作，與數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)學(xué)院、電子信息工程學(xué)院、物理與光電工程學(xué)院進(jìn)行了初步的交叉與融合，促進(jìn)了知識(shí)銜接相互的理解，共同解決超出單個(gè)學(xué)科范圍的研究領(lǐng)域的問題。為了追求開創(chuàng)性、變革性和高影響力的原創(chuàng)科研成果，我校已經(jīng)成立了廣東省動(dòng)物分子設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，瞄準(zhǔn)“高效分子設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)智能育種”的終極目標(biāo)，不斷破解體制機(jī)制障礙，打破學(xué)科壁壘，大力發(fā)展學(xué)科交叉創(chuàng)新，探索新組織的科研模式（本碩創(chuàng)新人才小班），尋求新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)，培育適應(yīng)時(shí)代的交叉學(xué)科的創(chuàng)新科研人才。

3?結(jié)語

人工智能快速往前發(fā)展的潮流已經(jīng)勢(shì)不可擋，變革中畜牧業(yè)智能化已經(jīng)對(duì)高等教育的畜牧專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了諸多的挑戰(zhàn)，高等學(xué)校的教育管理者和學(xué)科帶頭人必須高度重視，教師要自我革命，以期培育畜牧業(yè)智能化的復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)：

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項(xiàng)目：高等教育“沖一流、補(bǔ)短板、強(qiáng)特色“提升計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科（粵教科函[2018]181號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：陳絲宇（1986—??），女，漢族，廣西人，博士，講師，研究方向：家畜行為與福利。

*通訊作者：李華，畜牧學(xué)科帶頭人。