《精準農業》課程思政設計與實踐

羅承銘，丁幼春，董萬靜，楊 林，彭 望

(華中農業大學工學院，湖北 武漢430070)

0 引言

精準農業(precision agriculture，PA)也稱為精細農業，是從20世紀90年代發展起來的基于信息和知識的現代農業管理與經營理念，為實現農業可持續發展提供技術支持[1]。自“十五”以來，我國科技人員在精準農業領域開展研究，取得了一系列高水平成果。與此同時，國內涉農高校相繼開設《精準農業》課程，作為農業工程類專業特別是農業機械化及其自動化專業的選修課程，并在教學內容與教學方法上不斷優化改進[2-7]。在許多高校，《精準農業》已成為農業工程類專業課程體系中的核心課程之一。

2016年12月8日，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面[8]。長期以來，農業工程類專業本科生缺乏對自身專業發展潛力的全面認識，表現在對農業工程專業興趣不高，自信心不足，畢業后選擇繼續在農業工程方向深造、就業、創業的比例偏低。這種專業技術人才的流失不利于我國農業科學技術的發展[9]。可見，專業課程的培養目標不僅僅在于專業知識的傳授與專業技能的提升，還體現在充分挖掘專業知識背后蘊含的思政元素，引領學生價值觀的健康塑造[10]。

基于華中農業大學校級課程思政建設項目，本文介紹《精準農業》課程思政的設計思路與內容、思政實踐與總結，為涉農高校同類型課程的思政建設提供參考與借鑒。

1 課程思政設計

《精準農業》課程以介紹國內外精準農業領域的先進管理理念、技術裝備與實際應用為特色，重點介紹全球導航衛星系統(global navigation satellite system，GNSS)、地理信息系統(geographic information system，GIS)和遙感(remote sensing，RS)技術，變量控制技術的基本原理與應用，自動駕駛農機、農業無人機、農業機器人等智能農機裝備在精準農業中的應用。《精準農業》課程的教學目標是使學生具備并能運用上述農業工程學科的專業知識與技能，并拓展其國際視野。精準農業技術流程如圖1所示[11]。

圖1 精準農業技術流程Fig.1 Precision agriculture technology process

從課程內容上看，精準農業涉及全球導航衛星系統、地理信息系統、遙感、自動駕駛、變量作業、無人機和機器人等先進技術領域，結合我國近年來在這些領域取得的顯著成就，尤其是北斗系統的成功組網、多顆高分遙感衛星的發射、無人駕駛汽車的量產等，通過挖掘案例素材以學生喜聞樂見的形式展現出來，并滲透愛國情懷、科學精神、人文素養和職業倫理，有助于培養個性與人格健全發展的高素質創新型人才。同時，通過介紹上述先進技術在精準農業中的應用，激發學生對于農業工程專業的學習興趣，鼓勵引導學生投身農業科研與建設事業，為實現中華民族偉大復興的中國夢而不懈奮斗。

在《精準農業》課程思政的建設過程中，結合自身教學實踐，教學團隊充分剖析各課程知識模塊，研究制定了課程思政教學大綱，在“掌握專業知識、提升專業技能、拓展國際視野”的教學目標基礎上，提出了“培養愛國情懷、提高科學素養、增強專業自信”的思政目標，實現教學與思政的統一。表1總結了在教學過程中所設計的思政案例和元素。

2 課程思政實踐

在思政設計的基礎上，于2020年秋季學期開展了思政實踐，授課對象為華中農業大學2017級農業工程類專業本科生。在教學內容上，根據思政大綱對原課程內容進行修訂，增加與課程知識模塊緊密相關且蘊含思政元素的視頻、圖片和新聞報道等，使思政內容自然融入課堂講授過程。在教學活動設計上，設置了問卷調查、課堂作業、小組討論、小組匯報和課程論文等多個環節。課堂作業設置與專業知識點相關的簡答題以及與思政元素相關的開放性問題，要求學生隨課堂講授過程及時完成，并在下課前提交調查結果，使學生保持課堂專注度，并及時獲得教學效果反饋。例如，在講授GNSS及應用章節時，設置“GNSS與GPS的區別是什么？”“GNSS的定位原理稱為三邊測量法，請畫出原理簡圖并簡要解釋”等專業問題；設置“北斗的星座與其他GNSS系統有明顯區別，這是出于什么考慮？”等開放性討論問題。課程全程共設置了2次問卷調查、5次課堂作業、1次小組匯報和1篇課程論文。

表1 精準農業課程思政案例

3 總結與分析

綜合整個教學過程學生的課堂表現、問卷調查結果、課堂作業和課程論文的完成質量，總結分析課程思政的效果。

教學班共有農業工程類專業學生98人，90%以上對思政內容有積極反饋。在課程開始前，進行了“未來擇業方向”的問卷調查，92份有效問卷中，有52人(57%)選擇“不從事農業領域工作”或“更換學科方向深造”，其中近70%是出于對農業工程類專業不感興趣或認為農業工程領域技術水平落后，條件艱苦，未來發展受限。在課程進展中，實施了“對我國在精準農業及智慧農業領域最新研究發展動態了解程度”的問卷調查，82份有效問卷中，有74人(90%)完全不了解或不夠了解。課程結束后，以上比例均有明顯下降，學生提升了農業工程學科前沿和我國農業科技的發展潛力認識，也增強了專業自信。

通過評閱學生提交的課程論文，發現在思政教育后，絕大部分學生在愛國情懷、科學素養與專業自信上有了深刻感悟。有兩位學生在課程總結中談到，“近年來我國建成北斗導航系統，發射多顆高分遙感衛星，這是邁出不受制于人的堅實步伐。在困難和挑戰面前，中國人民永遠表現出驚人的韌性和創造力”；“通過這門課的學習，深入了解了現代農業工程領域，我又重拾了對自己所學專業的信心。我國農業在智能化、精準化等方面有巨大的發展空間，國家和政府也將農業發展作為重點，農業的繁榮將是大勢所趨。只要我們有過硬的專業知識和技能，勤于實踐，知行合一，成為農業某一領域的精通者，順應我國農業發展的大潮流，則必將大有作為。”

總體上，對比思政設計前的精準農業課程，新一輪教學基本實現了培養愛國情懷、提高科學素養、增強專業自信的目標。通過以上實踐，可總結以下兩點經驗。

(1)思政元素的挖掘要從教學目標出發，緊密結合課程知識模塊。精準農業課程包含的知識模塊很多，可挖掘的思政元素也很多，重點是如何選取與銜接。要確定課程思政的總體目標，對于精準農業課程，設計階段確定的目標是通過挖掘思政元素，培養愛國情懷、提高科學素養、增強專業自信。思政目標可以看作是專業課教學目標的升華。

(2)思政元素融入課堂要自然銜接專業知識點。課程思政很容易導致知識點與思政元素的脫節，即由知識點過渡到思政內容跨度太大，太過生硬。在精準農業思政元素設計中，盡量做到了知識點講授與思政內容自然銜接，在收集整理了大量教學素材(視頻、動畫、圖片等)以及與知識點相關的史實、時事新聞報道的基礎上，對教學課件內容與順序進行設計與編排，使整個授課過程自然流暢。

受限于目前的學時安排，精準農業課程思政還存在不足。一是課堂效率有待提高。精準農業涵蓋的知識模塊多，一些專業理論與概念需要花費一定時間才能講解透徹，課堂思政會減少專業知識點講解的時間，因此課堂時間分配顯得極其重要。未來可以結合小規模限制性在線課程(small private online course，SPOC)，建設線上線下混合式課堂，進一步凝練線下課堂的教學內容，提高課堂效率。二是缺乏實際操作。目前精準農業課程以純課堂講授為主，雖然視頻、動畫、圖片等教學素材豐富，效果生動形象，但從學生的反饋來看，精準農業畢竟是面向農業生產實際的學科，純課堂講授使學生對精準農業的理解更多地停留在感官層面。未來可以通過增加實踐教學環節，使學生有親自操作、體驗現代智能化精準農業技術與裝備的機會，如讓學生實際利用北斗導航系統、農業機器人和無人機等，更好地激發學生的學習興趣和提升專業自信，而課程思政的目標也能在實踐中潛移默化地實現。

4 結束語

對精準農業課程的思政建設進行了初步探索與實踐，在“掌握專業知識、提升專業技能、拓展國際視野”的教學目標基礎上，提出了“培養愛國情懷、提高科學素養、增強專業自信”的思政目標，針對課程主要知識模塊設計了思政案例，制定了課程思政教學大綱。2020年，《精準農業》課程入選華中農業大學“課程思政”示范建設項目。未來《精準農業》課程還將進一步完善教學方式與教學內容，通過打造線上線下混合式課堂以及結合理論與實踐教學，為全面提升農業工程類專業學生的思想道德意識和專業知識技能，培養新時代農業工程領域高素質創新型人才作出貢獻。