淺談采用信息技術(shù)提升“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)模式

滿建國(guó) 袁金展 鮮孟筑 楊萬能 李林 朱龍付 嚴(yán)建兵

摘要：信息化和專業(yè)化是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的未來。農(nóng)業(yè)類高校應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展而調(diào)整信息化教學(xué)的結(jié)構(gòu)，使信息化教學(xué)結(jié)構(gòu)具有一定的實(shí)用性和高效性。本文以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)課程為研究對(duì)象，提出利用信息技術(shù)進(jìn)一步提升優(yōu)化“三田實(shí)習(xí)”課程的設(shè)想，這對(duì)于培養(yǎng)具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐能力的信息化復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才，持續(xù)推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)程具有重要意義。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；“三田實(shí)習(xí)”；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）32-0033-03

實(shí)踐能力的培養(yǎng)是本科教育培養(yǎng)中極為重要的環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的要求呈現(xiàn)出多背景、高層次的特點(diǎn)，迫切需要大批具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才，而實(shí)踐能力的培養(yǎng)是造就這種應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)[1]。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)一貫重視學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，注重實(shí)踐教學(xué)在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量中的作用[2]。自20世紀(jì)50年代起，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在農(nóng)學(xué)專業(yè)率先開展了“理論+實(shí)踐”的“三田實(shí)習(xí)”教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，并經(jīng)過多年的探索和創(chuàng)新，于2009年構(gòu)建了以“認(rèn)知與基礎(chǔ)—體驗(yàn)與綜合—研究與創(chuàng)新”為主線的新教學(xué)體系，形成了新“三田”實(shí)踐教學(xué)模式[3，4]。“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)模式作為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的特色課程，在特色育人模式中一直起著重要作用。隨著新時(shí)期大數(shù)據(jù)不斷地發(fā)展，信息化發(fā)展水平不斷提升，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將信息化技術(shù)運(yùn)用到“三田實(shí)習(xí)”的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)于進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教師的教學(xué)能力，促進(jìn)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需求的人才培養(yǎng)和創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

一、“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)模式的發(fā)展

“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐課程是在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)栽培學(xué)、育種學(xué)、耕作學(xué)和種子學(xué)等教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性開展的一系列教學(xué)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)踐，主要包括“試驗(yàn)田、種子田、豐產(chǎn)田”，俗稱“種三田”，并將相關(guān)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)稱為“三田實(shí)習(xí)”。自該創(chuàng)新模式實(shí)施以來，針對(duì)其課程的探索和改革從未止步。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐和不斷完善優(yōu)化，逐漸形成了分層次、分階段的梯度實(shí)踐教學(xué)體系，通過對(duì)原專業(yè)勞動(dòng)、課程實(shí)習(xí)周、“三田訓(xùn)練”、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐內(nèi)容整合優(yōu)化，2009年學(xué)校構(gòu)建了新“三田”模式，即“認(rèn)知田、實(shí)驗(yàn)田、試驗(yàn)田”。新的實(shí)踐教學(xué)模式要求學(xué)生完成水稻、小麥、玉米、棉花和油菜等主要農(nóng)作物一個(gè)生產(chǎn)周期的全程實(shí)踐活動(dòng)和科研訓(xùn)練[2]。

新“三田實(shí)習(xí)”的實(shí)踐教學(xué)模式是以校內(nèi)教學(xué)科研基地為平臺(tái)，讓學(xué)生參與“產(chǎn)前—產(chǎn)中—產(chǎn)后”全過程的綜合實(shí)習(xí)和專業(yè)實(shí)踐。通過“三田實(shí)習(xí)”，希望學(xué)生能系統(tǒng)掌握水稻等五大作物種植管理的基本技術(shù)，了解其不同生育期的生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)，掌握基本的作物田間診斷方法，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的基本方法，從而使學(xué)生加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解，同時(shí)更深入了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。學(xué)校近年來建立了多個(gè)校地、校企共建農(nóng)科教合作人才培養(yǎng)基地，進(jìn)一步創(chuàng)新學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容，拓展實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，推進(jìn)了產(chǎn)業(yè)與專業(yè)對(duì)接，開展人才培養(yǎng)，深化和拓展了“三田實(shí)習(xí)”的內(nèi)涵[3，4]。

此外，為了讓“三田實(shí)習(xí)”更好地與實(shí)際生產(chǎn)接軌，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在提高“三田實(shí)習(xí)”的機(jī)械化水平方面進(jìn)行了很多的嘗試[4]。一是在實(shí)踐教學(xué)中，授課教師介紹我國(guó)目前的機(jī)械化生產(chǎn)水平，并通過展示發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械化生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)的視頻，幫助學(xué)生了解我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械化生產(chǎn)上的差距，明確未來農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重點(diǎn)方向。二是在“三田實(shí)習(xí)”課程中設(shè)置傳統(tǒng)的耕作栽培管理模式和采用不同機(jī)械化操作的模式，對(duì)比不同模式下作物的生長(zhǎng)發(fā)育差異，從而幫助學(xué)生了解機(jī)械化生產(chǎn)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的影響及其對(duì)作物品種特性的要求。三是充分利用校地、校企共建的農(nóng)科教合作人才培養(yǎng)基地，在水稻等主要作物的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，組織學(xué)生參觀大型農(nóng)場(chǎng)或現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，近距離體驗(yàn)大型機(jī)械化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

二、信息技術(shù)提升“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容

黨的十九大報(bào)告指出，推進(jìn)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略[5]。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展必將走向信息化和專業(yè)化，從而推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。陳寶生部長(zhǎng)在全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上指出，“高等農(nóng)林教育要肩負(fù)起服務(wù)鄉(xiāng)村振興發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重大歷史使命，用現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)、工程技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造現(xiàn)有涉農(nóng)專業(yè)”[6]。農(nóng)業(yè)高校應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展而調(diào)整信息化教學(xué)的結(jié)構(gòu)，使得信息化教學(xué)結(jié)構(gòu)具有一定的實(shí)用性和高效性，從而使學(xué)生能夠?qū)W到更具時(shí)代性的農(nóng)業(yè)信息化知識(shí)和內(nèi)容[7]。將具有實(shí)踐創(chuàng)新意義的“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐課程進(jìn)行信息化提升，對(duì)于順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，持續(xù)推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)程，培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐能力的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)復(fù)合型人才具有重要意義。

（一）教學(xué)課程體系的優(yōu)化

課程體系是實(shí)現(xiàn)“三田實(shí)習(xí)”信息化提升目標(biāo)的中心內(nèi)容。信息技術(shù)課程的設(shè)置應(yīng)要求本專業(yè)先修計(jì)算機(jī)的基本操作技術(shù)及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫和編程技術(shù)，使學(xué)生能夠利用這些簡(jiǎn)單的技術(shù)對(duì)其專業(yè)課程所涉及的數(shù)據(jù)信息和運(yùn)算進(jìn)行較好地處理。此外，在原有“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)中增加信息技術(shù)的成分也是一種有效途徑。比如，對(duì)小麥栽培理論與技術(shù)課程來講，在講到小麥關(guān)鍵生育期的水分、養(yǎng)分需求規(guī)律時(shí)，如果能夠結(jié)合小麥田間水肥數(shù)據(jù)，利用信息技術(shù)展示小麥水分和養(yǎng)分吸收曲線模型，則會(huì)更為形象逼真，更加利于學(xué)生理解。

（二）加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

農(nóng)業(yè)信息化的關(guān)鍵是信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的程度[8]。基礎(chǔ)設(shè)施主要包括信息采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)和信息存儲(chǔ)系統(tǒng)三部分。“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)課程主要面向本科農(nóng)學(xué)類專業(yè)，在數(shù)據(jù)采集方面主要關(guān)注作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中的形態(tài)特征、養(yǎng)分和水分利用以及病蟲草害情況。因此，結(jié)合“三田實(shí)習(xí)”教學(xué)方案，信息采集系統(tǒng)的建設(shè)主要包括作物表型系統(tǒng)、作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備（如葉表溫濕度、莖流、地表蒸騰等傳感器）、高分辨率光譜掃描儀、無人機(jī)和視頻監(jiān)控設(shè)備等。此外，為獲取精確的氣象數(shù)據(jù)，在實(shí)踐教學(xué)基地需安裝智能氣象監(jiān)測(cè)站。

（三）大數(shù)據(jù)分析的軟件建設(shè)

針對(duì)學(xué)生實(shí)踐田間收集的不同作物生育階段的信息，開展數(shù)據(jù)處理與分析的教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練。一方面需要前期設(shè)計(jì)并開發(fā)出多功能、大容量的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于集成專家知識(shí)系統(tǒng)、作物生長(zhǎng)模型和搭載深度學(xué)習(xí)的病蟲草害識(shí)別系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、加工和智能分析，量化各項(xiàng)指標(biāo)并生成多維報(bào)表，最終以多終端形式展示清晰動(dòng)態(tài)視頻、圖片和數(shù)據(jù)，并執(zhí)行多終端的指令信息發(fā)送與傳遞。多終端主要包括電子屏幕、電子計(jì)算機(jī)和手機(jī)等，要求不同軟件對(duì)不同終端具有兼容性，可以實(shí)現(xiàn)不同終端間數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦院蛙浖芾聿僮鞯慕y(tǒng)一性。

（四）提升本專業(yè)教師的教學(xué)素質(zhì)

信息化教學(xué)對(duì)教師的知識(shí)儲(chǔ)備和教學(xué)質(zhì)量提出了更高的要求，學(xué)校應(yīng)定期對(duì)教師們進(jìn)行信息化的培訓(xùn)，同時(shí)教師也要加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)信息化知識(shí)和技能，提升自身的信息化教學(xué)能力和素質(zhì)，從而更好地提升信息化教學(xué)的效率。此外，對(duì)于專業(yè)性較強(qiáng)的信息處理與分析教學(xué)，可以邀請(qǐng)相關(guān)學(xué)院的專業(yè)教師授課指導(dǎo)，保證教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

三、討論

農(nóng)業(yè)信息化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)力，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興重大戰(zhàn)略的關(guān)鍵所在[9]。黨的十九大報(bào)告明確提出“實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”，強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)造就一支懂農(nóng)業(yè)、愛農(nóng)村、愛農(nóng)民的“三農(nóng)”工作隊(duì)伍，培養(yǎng)信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)人才隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要途徑。曹麗英等[10]構(gòu)建了適應(yīng)吉林省農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展需求的高等教育人才培養(yǎng)模式，有效地提高了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，滿足了農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展人才的需要。本研究基于具有特色的華中農(nóng)業(yè)大學(xué)“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)課程，利用信息技術(shù)提升教學(xué)層次，讓學(xué)生在實(shí)踐中認(rèn)知信息農(nóng)業(yè)的概念并體驗(yàn)現(xiàn)代信息農(nóng)業(yè)帶來的便捷，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生熱愛農(nóng)業(yè)和奉獻(xiàn)農(nóng)業(yè)具有重要作用。

改革開放以來，我國(guó)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，糧食產(chǎn)量連年增加，農(nóng)產(chǎn)品種類不斷豐富，農(nóng)業(yè)信息化速度也不斷加快。但在這些快速增長(zhǎng)的背后，我國(guó)農(nóng)業(yè)還存在著諸如水資源匱乏、肥料利用率低、信息化程度低等一系列問題。在農(nóng)業(yè)信息化方面主要表現(xiàn)為以下四點(diǎn)：一是規(guī)模化程度不高，土地流轉(zhuǎn)面積較小；二是機(jī)械化程度低，智能化大馬力多用途機(jī)械普遍缺乏；三是跟蹤監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制及智能感知等自動(dòng)化控制技術(shù)仍不完善；四是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售、流通各環(huán)節(jié)的電子可追溯系統(tǒng)尚不健全[11]。采用信息技術(shù)提升“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐課程，是一項(xiàng)農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新，并將繼續(xù)探索如何實(shí)現(xiàn)本—碩—博貫穿式培養(yǎng)，打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)所需的高端人才，著力解決限制農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的主要問題，全面推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的健康快速發(fā)展。

四、展望

綜上所述，在大數(shù)據(jù)的時(shí)代和背景下，采用信息技術(shù)提升“三田實(shí)習(xí)”實(shí)踐教學(xué)模式，將充分發(fā)揮其“三全育人”的重要作用，使得農(nóng)業(yè)類高校的學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)、理解和掌握農(nóng)業(yè)信息化教學(xué)的知識(shí)和內(nèi)容，有助于培養(yǎng)具有較強(qiáng)的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐能力的應(yīng)用型、復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙宏偉，鄒德堂，孫健.全日制作物專業(yè)碩士實(shí)踐教學(xué)的改革與探索-以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)作物專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)為例[J].2019，（9）：113-115.

[2]李崇光，江珩，鄭學(xué)剛.“三早”+“三田”實(shí)踐育人模式的構(gòu)建與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012，（7）：10-12.

[3]徐正華，劉立軍，蔡明歷，陳國(guó)興，袁金展，王芳.農(nóng)業(yè)高校農(nóng)學(xué)專業(yè)“三田實(shí)習(xí)”的實(shí)踐與思考[J].教育教學(xué)論壇，2016，（9）：83-84.

[4]王飛，蔡明歷，黃見良，汪波，袁金展，王芳.淺談加強(qiáng)農(nóng)業(yè)高校農(nóng)學(xué)專業(yè)“三田實(shí)習(xí)”的機(jī)械化水平[J].教育教學(xué)論壇，2018，（3）：59-60.

[5]習(xí)近平.決勝全面建成小康社會(huì) 奪取新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大勝利—在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告[N].人民日?qǐng)?bào)，2017-10-19（2）.

[6]萬玉鳳.堅(jiān)持以本為本 推進(jìn)四個(gè)回歸 建設(shè)中國(guó)特色、世界水平的一流本科教育[N].中國(guó)教育報(bào)，2018-06-22（1）.

[7]張澤，呂新，侯彤瑜.基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)信息化教育教學(xué)資源建設(shè)現(xiàn)狀及分析[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（48）：208-209.

[8]王娟，包峰，任振輝，李東明.農(nóng)林高校信息類專業(yè)應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的策略研究[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2013，（3）：116-118.

[9]王興偉，李婕，譚振華，馬連博，李福亮，黃敏.面向“互聯(lián)網(wǎng)+”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢(shì)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2016，53（4）：29-741.

[10]曹麗英，于合龍，馬麗，劉鶴，陳桂芬.適應(yīng)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展需求的高等教育人才培養(yǎng)模式的研究[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2014，（11）：197-198.

[11]劉建波，李紅艷，孫世勛，楊興龍.國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及其對(duì)中國(guó)的啟示[J].世界農(nóng)業(yè)，2018，（11）：13-16.