園藝作物智慧生產型人才培養范式的構建與實踐*

李緒彥，賈承國，王晶瑩，李 斌，溫海嬌，邊少敏

（吉林大學 植物科學學院，吉林 長春 130062）

隨著信息技術、大數據技術、物聯網技術、智能裝備等高科技的發展，智慧元素不斷融入到園藝產業中，通過智慧元素對園藝生產和經營進行精準實時監測，利用云計算、數據挖掘等技術進行多層次分析，然后將分析指令與各種控制設備進行聯動從而實現園藝智慧生產、智慧管理與決策、智慧經營、智慧服務，達到園藝生產精準化、高效化與綠色化，從而提升園藝產業競爭力和生產效益[1-2]。習近平總書記在給全國涉農高校的書記校長和專家代表的回信中指出，新時代，我國高等農林教育大有可為，以立德樹人為根本，以強農興農為己任，拿出更多科技成果，培養更多知農愛農新型人才，推進農業農村現代化[3]。2019年中國高等農林教育改革唱響三部曲，推動“新農科”建設，變革和發展傳統農科專業結構、搭建人才培養體系和科技創新體系，構建能夠支撐農業農村現代化的高等農業教育新體系[4]。在這種形勢下，園藝方面的高等農業教育必須進行結構性調整與升級，從而滿足園藝產業發展的需要、適應國家現代化發展的戰略需求。本文將針對當前園藝專業本科教育與人才培養面臨的問題，從智慧園藝的角度提出園藝專業改造升級的主要思路與措施，以期培養具有國際視野與全球意識的園藝作物智慧生產拔尖創新型或復合應用型人才，從而適應園藝信息化、智能化、現代化發展的需求；同時建立適應園藝作物智慧生產需求的人才培養新范式，為全國園藝專業高等教育傳遞經驗，為世界園藝專業高等教育貢獻“中國方案”。

1 園藝專業本科教育與人才培養面臨的問題

1.1 教學與社會需求脫節導致園藝人才培養與園藝產業發展不適應

從世界園藝行業發展趨勢來看，園藝作物智慧生產已經駛入發展的快車道，荷蘭、美國、加拿大、以色列、日本等發達國家對園藝生產和經營進行精準實時的監測[5]，建立了園藝生產或/和經營網絡系統；印度等發展中國家也正在開展智慧園藝生產。2019年我國啟動了“智慧農業發展戰略研究”重大咨詢項目，其中“園藝作物智慧生產發展戰略研究”是重要的一部分，鄧秀新院士強調智慧農業首先應該在園藝作物上使用。目前一些高校和科研院所已經開展了智能園藝植物工廠與無人機械化裝備等智能裝備的研發、園藝生產和經營實時監測平臺的建設等，新型科技創新型企業也開始投資于智慧園藝行業[5-8]。然而，我國園藝正處在向現代園藝智能生產轉型的過渡期，園藝生產與經營數據的收集、整理、分析、應用等還處于初級階段，如何將我國傳統園藝智慧化，如何將智能裝備園藝化，如何將園藝生產與智慧元素進行無縫連接，這些問題都依賴智慧園藝型人才來解決。因此，培養具有多學科交叉融合的智慧園藝型人才已成為我國和世界園藝發展的迫切需求，也是助推現代化農業發展的重要戰略部署。

目前國內高校園藝專業人才培養主要還是采用基于傳統園藝生產經營的培養體系，雖然生物技術與園藝專業有了較好的交叉，但是信息技術、物聯網技術、智能裝備等現代科技尚未很好地融合到園藝學科中，高校培養的園藝專業人才通常缺少智慧生產方面的專業素養。目前國內智慧園藝型人才基本屬于“自學成才”，或是園藝從業者通過實踐和自學成為智慧園藝人才，或是其他學科專業人才通過實踐和自學交叉到園藝行業。可見，現有園藝專業人才培養體系跟不上園藝產業發展的步伐，亟需利用現代科技對現有傳統園藝專業進行改造升級，培養能運用現代生物技術、信息技術、物聯網技術、智能裝備等改造升級現有園藝產業鏈的專業人才。

1.2 行業特點及傳統認知導致“專業不自信”與對口行業就業面窄、就業率低

園藝屬于涉農專業，受學科專業認知度和社會認可度的影響，常被誤認為是科學技術含量少、就業層次低、沒有前途的專業，這導致園藝專業的學生對自己專業缺乏自信；同時部分學生對專業特點、優勢、發展前景等缺乏深層次的認識，甚至“嫌棄”園藝專業。這種“專業不自信”與“嫌棄專業”態勢不僅使學生失去專業學習興趣、缺乏專業學習動力，而且導致對口行業就業率低，造成教育資源的巨大浪費。這種現象在“雙一流”綜合性大學更加嚴重，比如吉林大學園藝專業本科畢業生對口行業就業率為40%左右[9]，并且還有下降的趨勢。園藝專業的“冷學”態勢也導致生源質量欠佳，難于吸引優秀學生主動加入園藝行業。因此，如何讓園藝專業學生建立專業自信是園藝專業人才培養過程中要解決的首要和關鍵問題。

1.3 傳統培養方案與模式易致使園藝專業人才的實踐與創新力不足

基礎薄弱、專業素養不高是園藝專業學生中普遍存在的現象，這種“專業不?！钡目陀^存在不利于園藝行業創新和發展。園藝專業學生尤其是“雙一流”綜合性大學的學生客觀上渴求創新，現有傳統專業與培養模式難于激發學生的創新熱情，難于滿足學生多元化創新的需求。園藝專業具有實踐性、應用性強的特點，由于認知、經費、教學模式等多方面原因導致學生實踐能力不強，造成了園藝專業學生“上不能頂天，下不能立地”的尷尬局面。因此，提升園藝專業學生的創新與實踐力是人才培養的核心問題。

2 改革的主要思路與措施

2.1 多級措施提升專業競爭力與專業自信

2.1.1 升級園藝專業，“冷學”變“熱學”

以園藝生產為核心，融合現代生物技術、信息技術、物聯網技術和人工智能技術，構建“一身多翼”的現代園藝產業學科，完成傳統園藝的改造升級，傳統園藝插上現代科技的翅膀，讓園藝學科從“冷學”變為“熱學”。傳統園藝專業經過升級改造后，培養的園藝人才可以依靠科學和專業分析進行智能機械化生產和經營，從而改變園藝從業者“面朝黃土背朝天，風吹日曬滿身土”的經驗式、高勞作的園藝生產和經營模式，實現園藝生產高度規?；?、集約化、工廠化，進行“體面”工作，從根本上切實提高專業自信。

2.1.2 培養園藝情懷，夯實專業水平

通過專業入學教育、思政課程、專業遠景規劃、成功典范引領等多種途徑促進學生樹立知園藝、學園藝、愛園藝的情懷，并引導學生做好學業規劃、樹立明晰的職業意識。與此同時，“打鐵還需自身硬”，切實緊跟園藝行業發展需求夯實學生的專業水平、提升學生的思考力、行動力、創新力、全球勝任力，成為園藝行業真正迫切需要的人才，通過學生“自身硬”提升專業自信與競爭力。

2.1.3 拓展就業平臺，實現良性循環

在學生“出口問題”上下功夫，注重搭建校企合作、校地合作平臺，為有針對性的就業實訓以及明晰的就業流向奠定基礎；探索為校企合作、校地合作單位進行“人才定做”的模式；鼓勵和倡導園藝畢業生自主創業，為自主創業的學生搭建創業平臺并充當好智囊團和后盾，解決好園藝專業人才的出口問題。同時，建立以社會與用人單位為主體的園藝人才評價與需求反饋機制，護航園藝人才培養方向，實現園藝專業教育良性循環。

2.2 以智慧園藝升級人才培養方案和課程體系

2.2.1 凝練傳統課程，構架智慧園藝

以園藝作物智慧生產型人才培養目標為總綱，參照智慧農業專業課程體系建設結合園藝自身特點與發展需求，將傳統園藝課程與智慧元素課程按照一定比例設置。凝練傳統課程內容，提高授課效率；整合部分傳統課程，避免重復、節省教學時間，從而實現傳統課程的精練壓縮。傳統園藝課程凝練整合后仍需滿足園藝栽培、育種、采后加工、園藝產業鏈運營與管理的需求。同時，精準增添園藝生產所需的智慧元素相關課程，涵蓋物聯網架構、前端感知、中間傳輸、后端控制與執行等多個方面，滿足園藝作物智慧生產的需求。

2.2.2 凝練核心課程，設置“模塊”課程體系

專業及專業基礎課程設為核心課程與拓展課程。核心課程主要是滿足園藝作物智慧生產的基本課程，其中園藝植物栽培學、園藝植物育種學、設施園藝學、園藝產品貯藏運銷學等課程的設置涵蓋了現代園藝生產鏈中的關鍵環節；植物學、植物生理生化、現代遺傳學、分子生物學等核心課程的設置主要目的是實現傳統園藝與現代生物技術的融合；生物信息學、大數據技術、數據結構與算法、智慧園藝數據采集與分析、數字電路與邏輯設計、人工智能、園藝機械與裝備等核心課程的設置是將傳統園藝與信息技術、物聯網技術、智能裝備技術相融合的基本課程。拓展課程主要是完善學生在園藝作物智慧生產方面的認知結構，開發其潛能并促進個性發展。拓展課程分為園藝智慧生產、智慧元素研發模塊、園藝科學等3個課程模塊，分別代表3個方向。園藝智慧生產模塊主要涵蓋園藝作物智慧生產相關的課程；智慧元素研發模塊側重于園藝生產智慧元素的開發與挖掘方面的課程；園藝科學模塊則針對未來攻讀碩博研究生的學生設置用于園藝科學研究方面的課程。學生可以根據興趣與職業規劃在不同模塊中選擇課程，實現學生分類發展、分類培養的教育理念。

2.2.3 強化實踐課程，打造培養特色

加大實驗、實踐、實習課程比例，同時將實踐課程系統化，從而系統地強化學生實踐創新能力。為了培養與強化學生的園藝作物智慧生產能力，增加了智慧園藝數據分析綜合實踐、智慧園區規劃設計、現代農場運營、園藝機械實習、智慧園藝創新創業實踐等實踐課程。

2.3 多維思策打造人才培養新范式

2.3.1 構建師資“聯盟”，打造生態課堂

除本院和本校教師外，在國內高校、科研院所以及著名企業多方挖掘優質師資資源，形成師資“聯盟”。利用聯盟優勢，以生為本，打造生態課堂，從而激發學生的學習興趣，提高學生的思考力、行動力、創新力。例如，與國內智慧農業研究開展良好的團隊進行合作培養，邀請相關專家開展“專家課堂”；邀請著名園藝企業的負責人開展“企業家課堂”。此外，智慧園藝專業人才培養還處于起步階段，所以亟需打造一批智慧園藝相關的金課和優質課程；同時要積極地編制相關教材，為智慧園藝教學提供標準和參考。

2.3.2 拓展渠道，提高國際視野

以聯合培養項目與科研項目為依托，開展多種形式的國際教學活動；引進國外優質課程、運用互聯網平臺打造“國際課堂”、開展英語教學或雙語教學，多渠道開拓學生的國際視野、提升學生的全球勝任力。例如吉林大學園藝專業通過吉林省現代農業推廣國際科技合作基地與教師科研項目每年邀請至少10人次國外專家進行講學，同時嘗試邀請國外專家對部分園藝本科生進行遠程咨詢指導；近幾年借助“亞洲校園”項目、本科生短期國外研修項目及其他形式，約6%的園藝本科生到國外進行短期研修，約10%的學生赴國外攻讀學位。

2.3.3 組建導師團，構建多元培養模式

學生培養實施導師團制度，導師團由本校教師、其他高校與研究院所人員、企業家、國外專家、優秀畢業生及在校生組成。導師團根據學生特點，為其制定學業規劃與發展方向，并進行實時學業指導；以課程模塊為基礎形成多個培養方向，學生根據個人興趣與職業目標進行選擇，既培養拔尖創新人才又培養復合應用人才。同時，建立“導師團協商會議”機制，導師團對人才培養的效果進行反饋，從而對培養方案與培養范式進行適當調整。

2.4 建設特色的專業實踐基地與實踐教學體系

2.4.1 以“智慧園藝”為目標，提升校內實踐基地水平

進一步建設校內實踐教學基地，尤其是添加園藝生產中的智能裝備，根據所在區域園藝種質資源的特點以及學院教師的科研特色建立幾種園藝作物的智能生產線，滿足學生實踐的基本需求；同時引進園藝生產的虛擬仿真平臺。

2.4.2 構建“多維實踐-協同育人”平臺，煥發創新創業精神

與大型的園藝企業、智慧園藝相關的科研院所、高校等合作建設校外教學科研實習基地，構建多維大學生實踐創新教育平臺，建立校-企-示范基地協同育人機制，從而提高學生“能解決產業問題”能力和創業意識。教學基地將以所在區域大型園藝企業和高科技園藝園區為主，打造專業特色；同時以其他區域的園藝企業為輔，提高學生的綜合專業素養。實踐內容以園藝作物智慧生產與運營、大數據采集、分析、運用為主，體現專業特色；同時以智能裝備的深層次研發為輔，滿足學生的不同發展需求。

2.4.3 創新實踐教學模式，激發實踐創新能力

將實踐實習分為認知實習、感受實習、專業實習、綜合實踐等4個遞進模塊，一年級開展認知實習，讓學生全面地了解現代園藝產業，激發對園藝專業的興趣；二年級進行感受實習，接觸現代園藝產業活動，為學習專業奠定基礎；三年級進行專業實習，將理論與實踐相結合；四年級開展綜合實踐，對所學的理論知識和實踐技能進行綜合運用并激發創新。實踐內容涵蓋3個層面，園藝智慧生產、智慧元素研發、園藝科學，針對學生興趣與職業規劃進行分類實習。

3 結束語

隨著現代科技的發展，智慧元素不斷融入到園藝產業中，進行智慧生產與經營、智慧管理與決策，從而極大提升了園藝產業競爭力和生產效益。園藝作物智慧生產已成為我國和世界園藝發展的迫切需求，變革傳統園藝專業結構成為必然趨勢。因此制定園藝作物智慧生產型人才培養方案并構建人才培養范式是適應園藝信息化、智能化、現代化發展的剛性需求，也是提高學生的思考力、執行力、創新力與全球勝任力的有重要舉措。探索如何以園藝學科為核心的多學科交叉融合模式、如何提高培養對象的創新力與實踐力、如何建立以社會與用人單位為主體的園藝人才評價與需求反饋機制等，將是值得反復思考的關鍵問題。