農業工程與信息技術領域專業學位課程體系改革研究

李海軍，田海清，劉飛，張海軍

（1.內蒙古農業大學機電工程學院，內蒙古呼和浩特 010018；2.湖州職業技術學院機電與汽車工程學院，浙江湖州 313099）

全日制專業學位研究生教育是研究生教育體系的重要組成部分，對高層次應用型專門人才培養以及創新型國家建設具有重要促進作用[1-2]。專業學位培養與學術型研究生存在一定差異，課程體系是研究生人才培養的重要載體，是專業培養方案的核心內容，關系到人才培養目標的實現和專業培養標準的落實[3]。因此，課程體系建設成為推進研究生教育改革的關鍵性工作，為深化培養模式改革、提高人才培養質量提供重要保證[4-5]。

內蒙古農業大學1999年獲批農業工程一級學科授權點，同時開展農業工程專業學位建設，為農業工程與信息技術領域專業學位奠定了扎實的學科基礎，2018年農業工程與信息技術專業學位碩士研究生開始招生。本領域主要為農業信息化、農業機械化、農業設施化等方面的技術研究、開發、應用、推廣及管理，新農村發展、現代農業教育等，重點研究開發與現代農業產業發展相關的工程理論、技術、裝備和設施，提供與農業生物系統相關工程問題的整體解決方案，利用工程措施轉變農業生產方式，提高農業生產率，促進農業生產高效可持續發展。培養具備從事農業工程與信息技術領域系統研究、開發研制、試驗檢測、技術集成等工作的知識結構與技能的高層次復合型、應用型工程技術人才。本領域采取以項目為導向的校企聯合培養模式，實行校內外雙導師制，在專業實踐環節上，要求學生全程參與企業項目的研發過程，突出工程能力的培養。然而由于缺乏建設經驗，在本領域實際發展中存在著如下問題：（1）培養模式仍沿襲學術研究生，課程設置以及課程教學內容與科研實踐脫節。（2）校企協同育人不深入，企業承擔的教學任務少，合作程度尚淺，聯系不夠緊密，沒有發揮企業的主體作用，未能實現“雙主體”培養。當前，我國大規模的農業現代化建設為農業工程學科專業碩士研究生的培養帶來了廣闊的發展前景，同時也提出了更高的要求。特別是在實現農業農村現代化以及農業信息化建設的大背景下，如何培養具有實踐創新精神與創新能力的人才成為熱點研究課題。現有的課程體系已經不適應新時代的需求，亟待改革。

1 實施路徑與方法

研究技術路線如圖1所示。

圖1 研究技術路線

本領域依托農業工程一級學科建設基礎，依據學校辦學定位，將人才培養目標確立為立足北方干旱半旱農牧區，結合民族特色和地區特點，貫徹德、智、體全面發展的方針，培養熱愛祖國、品德優良、遵紀守法、掌握農業工程堅實寬廣的基礎理論和系統深入的專門知識，具備獨立從事農業工程領域科學研究工作能力的研究型和應用型人才。從學生應具備的必要基本素質、基本知識、接受必要的專業實踐訓練、完成學位論文工作四個方面提出了相應的學位標準和要求。培養方案作為綱領性文件，對指導學生工作具有重要的作用。本領域課程體系設置面向社會經濟發展與行業創新發展的需求，結合自身的學科優勢與特色，優化了課程結構，豐富了課程類型。本領域為2年制，培養方案所修課程總學分不少于30 學分。其中課程環節不少于22學分，包括公共課11 學分、專業基礎課7-9 學分、選修課≥4 學分；培養環節2 學分；實踐環節6 學分。同等學力或跨專業攻讀的研究生，需補修本領域本科階段的主干課程2-3 門，成績不計入總學分。學生在第1 學期完成課程學習，第2 學期開始專業實踐和學位論文工作，第4 學期完成專業實踐與學位論文工作，課程體系架構如圖2所示。

圖2 農業工程與信息技術類專業學位課程體系架構

專業技術課程從農業工程類、農業信息類、信息技術類三個方面設置，增加了“工程倫理學”“現代農業創新與鄉村振興戰略”“農業工程與信息技術案例”“農業機器人”“現代農業概論”“現代農業信息技術”“大數據與Python 機器學習”“物聯網技術應用”等課程，使學生在公共職業素養、研究與應用能力、實踐與創新等方面受到訓練，突出了專業性、實踐性與時代性。

2 課程建設與教學模式改革

全日制專業學位碩士研究生培養是以專業實踐為導向，重在實踐和應用，需要將學術性與職業性密切結合，培養研究生全面的綜合素質、較強的工程實踐能力、創新能力及動手能力[6-8]。本領域針對專業學位碩士培養特點與目標要求，將課程建設與教學模式改革相統一，充分發揮課程作為教學基本單元的功能與作用。以立德樹人為總目標，把課程思政作為重點，將“價值塑造、知識傳授、能力培養”融為一體，突出示范課程、重點建設課程的引領作用，強化實踐教學的育人功能。

農業工程信息技術案例課程，是人才培養方案中設置的專業基礎課程，主要講述農業信息化、精準農業、智慧農業、設施農業等的系統研究、試驗檢測及技術集成、工程應用等方面的知識。課程組根據自身科學研究基礎設定了緒論、設施養殖智能化技術案例、農業物料物理特性及應用、異形物料三維建模及其運動特性仿真、精準農業應用案例、智慧農業應用案例、企業實踐與調研等理論與實踐內容，與實現農業現代化、鄉村振興相結合，把最新科研成果與國家發展戰略相統一，確保課程內容的時代性和先進性。課程的企業實踐在海芯華夏（北京）科技股份有限公司、中國·敕勒川現代農業產業園等地區乃至全國農業信息化、智慧農業領先的企業進行，充分利用了社會資源，深化了理論與實踐一體化教學。

課程教學采取適合本專業學位研究生學習的多樣化方式，注重培養學生研究實踐問題的意識和能力，鼓勵將理論學習與實踐相結合。使用項目案例教學和模擬開發的實踐方式，開展學生團隊學習和專題研究，積極引導學生自主學習、鍛煉學生發現和解決問題的能力。此外，構建課程教學團隊，采取團隊授課的方式[9]，根據課程內容，結合每位教師的研究方向及取得的成果，將學科最新前沿動態與技術發展等信息傳遞給學生，實現科研反哺教學，提升了課程的高階性。如“農業機器人”是一門系統性講授農業機器人原理及應用的課程，通過本課程的學習，使學生了解到農業機器人的分類、結構和工作原理，對農業機器人的運動學、動力學、傳感技術、驅動技術、控制技術有初步了解，對農業生產活動中機器人的作業特點和作業原理有初步了解。課程屬于高度交叉的前沿科學，培養學生綜合應用農業機器人基礎知識的能力，掌握以系統論、信息論和控制論為核心的農業機器人的關鍵技術和手段，為進行科學研究和撰寫論文打下必要的基礎。基于課程特點，課程組采取了研究型教學方式，將項目+案例引入，突出學生主體地位，圍繞農業機器人視覺、執行器、行走系統等開展研討學習活動，并與學科競賽相結合，引導學生參加農業裝備智能大賽，激發和提升學生創新意識與能力，并培養學生綜合設計能力和工程實踐能力。

利用實踐實習，通過真實的生產情境教學，破解理論難題，促進學生將知識向實際生產應用能力轉化。本領域專業實踐安排從第2 學期開始，時間不少于6個月，要求學生全程參與企業的項目開發和產品設計等實踐活動，使學生熟悉本領域的工作流程，培養學生的工程實踐、團隊合作和組織協調管理等能力。實踐成績根據學生的實踐學習計劃、實踐學習總結報告、學生在實踐單位的專業態度、專業能力、專業績效等指標，由校內指導教師和實踐基地校外導師綜合考核后進行評定。

構建“學校—學院—學科”三級教學質量管理體系，形成學校研究生院、教學督導、學科、任課教師、學生、用人單位“六位一體”的校內自評和校外用人單位反饋評價的教學質量評估監測模式，建立“標準、監控、反饋、改進”四位一體的質量保障體系和評價反饋機制。通過與社會用人單位、導師、畢業生、在讀研究生座談及問卷調查等方式，了解導師的教學工作以及對研究生的指導情況，針對存在的問題及時予以整改，為人才培養質量提供保障。

3 結語

本領域在積極推動實現農業農村現代化以及農業信息化建設的背景下，突出培養具有實踐創新精神與創新能力的專業學位碩士人才，重構的課程體系結合課程建設、教學模式改革等實踐，較好地解決了課程設置以及課程教學內容與科研實踐脫節的問題，理順了校企協同育人的關系，利于發揮企業的主體作用，為專業學位碩士實現“雙主體”培養提供了有力支撐，提高了人才培養質量。