新農科+新工科為引領研究生工程創新能力培養與實踐

吳敏 李 棟 劉嫣紅 鄭志安 魏青

摘 要： 以新農科+新工科建設為契機，在國家工程教育專業認證體系實現國際實質等效的大背景下，碩士研究生培養應面向特定職業領域，培養適應專業崗位的綜合素質，形成產學結合的培養模式。以中國農業大學農產品干燥技術實踐課程為例，立足于學科基礎，分析了農業工程學科人才培養的鮮明工程應用和技術實踐特點，構建產教融合協同育人模式，優化課程教學內容與案例設計，改革創新教育教學手段，突出強化課程思政引力。解決了實踐教育培養弱化、實踐環節流于形式、培養目標與培養機制不匹配等問題，為提升研究生創新實踐能力和職業素養，探索出有效途徑。

關鍵詞：新農科；新工科；研究生；工程創新能力；培養模式；課程思政

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：2095-1795（2023）12-0113-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.12.019

0 引言

農業工程學科是中國農業大學雙一流建設學科，其人才建設培養兼具新農科和新工科雙重特點。隨著我國農業從大規模農場化（農業1.0），到利用互聯網實現市民廣泛參與的社會化生態農業（農業4.0），我國高等農業教育取得了飛速發展，新農科內涵逐漸擴充（豐富）為在面對農業農村現代化新機遇和新挑戰下，推進農業學科與其他學科的深度交叉和融合，重要的是構建高等農業教育的新理念、新模式，培養科學基礎厚、視野開闊、知識結構寬、創新能力強和綜合素質高的現代化農業領軍人才[1]。2017 年教育部提出新工科建設，要求以培養學生創新創業能力、實踐動手能力和知識綜合運用能力為基礎，以產業需求專業人才為導向，通過深入開展多學科交叉培養和產教融合協同育人，使培養的學生在工作和生產實際中能夠將所學專業知識運用到經濟、社會、管理實踐中，成為跨學科的復合型工科人才[2]。

基于新農科和新工科總要求和內涵的深入理解，立足于農業工程學科人才培養目標結合學科交叉的特色，通過專業建設、課程改革和教學研究成為解決實踐教育培養弱化、實踐環節流于形式、培養目標與培養模式機制不匹配等突出問題的有效途徑[3]。

改革以課程和基地建設為抓手，強化雙師型師資隊伍建設，構建產教融合人才培養模式，農產品干燥技術實踐課程作為建設的核心課程和農業工程學科下重要的研究方向之一，其內容關系到大量農產品的產后品質及穩定供給，更關系到農產品產業鏈的穩定與健康發展。

據統計，全球每年由于干燥不及時或技術選擇不當而造成約25% 的農產品被霉菌毒素污染，其中2%因污染嚴重而失去營養和經濟價值，造成較大經濟損失； 我國每年因霉變造成的糧食產后損失高達2 100 萬t，占全國糧食總產量的4.2%，是每年新增糧食的4 倍多，嚴重威脅我國糧食安全[4]。隨著糧食安全問題被提升至國家戰略層面，作為我國糧食全程機械化生產重要環節之一的糧食烘干作業方式自2015 年連續寫入中央1 號文件。而干燥作為糧食和農副產品產地加工、貯運過程不可替代的重要環節，在服務我國農業結構調整、農民增收和鄉村振興等方面也發揮著重要作用，這便對干燥行業技術領軍人才的培養也提出了更高的要求。

在農副產品干燥技術與裝備研究高速發展新時期，提高應用型研究生實踐能力和職業素養對更好地培養具有高素質農業工程學科的工程領軍人才尤為重要。

1 基于產教融合協同培養模式構建與實踐

1.1 共建校企聯合培養基地，完善協作管理保障機制

研究生實踐能力培養應以職業需求為導向，以產學結合為途徑，其協作機制是可持續的基礎和保障。自2002 年起，上海三久機械公司與中國農業大學工學院建立了長期資助關系，通過共建課程、師資培訓和學生實習等形式建立人才聯合培養關系，并于2018 年2 月正式掛牌成為中國農業大學研究生校外培養基地。以研究生工程認證能力需求為導向，圍繞“需要培養什么樣的人”這一問題，經過校企雙方多層次、多角度的深度溝通與交流，緊密圍繞學生培養的主線，共同深入分析研討學生能力提升與課程設計、實施間的關系，基于基地建設的成果，雙方共同探索出了學生培養的機制建設，約定各自的職責和權力，構建了學校課程+企業實踐+資源整合+保障機制四位一體和學校聯動+企業聯動+教師互動+學生互動四方聯動的產教融合、互利共贏的育人機制。形成了一種創新機制，簽訂了一份合作協議，整合了兩大優勢資源，構建了四維優化模式，如圖1 所示。在學校改革項目的支持下，立足于農業工程一流學科的專業特色和學科基礎，結合團隊的科研條件，協同上海三久機械有限公司設立學生實踐教學基地，建設了面向農業工程類專業的碩士研究生實踐實習培養新模式。

研究生實習實踐基地為學生提供了豐富開放的外部環境，對提高學生的實踐能力起到非常關鍵的作用，因而實習實踐基地的選擇非常重要[5]。同時，產教融合還是人才供給側結構性改革的關鍵，把產教融合、校企合作作為推動現代教育體系建設、體制機制改革和人才培養模式創新的重要策略，構建聯動的創新創業教育體系的同時也可發展面向產業發展的科技成果孵化平臺，成為服務育人、鄉村振興和成果轉化的共同體[2，6]。

1.2 組建雙師型導師隊伍，構建實踐實習課程體系

整合高校師資力量，建設和規范教師創新創業教育培訓體系是育人體系構建的關鍵支撐[7]。教學團隊從2015 年開始在學校研究生教學改革項目支持下，先后改革建設了農產品干燥技術實踐、農產物料干燥動力學與品質實驗、工程倫理等研究生工程實驗實踐系列課程，其建設主要依托學校和企業兩個互補平臺，共同研討人才培養內容、形式，共同制定課程和實踐實習大綱和內容。雙方共同組建了10 人教學導師團隊（學校6 人，企業4 人），分別負責理論教學、實驗教學和實習教學的內容，設計分類考核環節，全面合作課程教學內容的實施，完善了針對課程內容的產教融合培養機制。課程中實習實踐環節由課程教師帶隊赴企業開展教學內容，企業資助實訓期間費用。對于師資隊伍培養和雙師型導師隊伍建設提供了支撐，基地具備人才培養所需的必要硬件條件，在學校研究生實踐經費和企業資助下可以持續開展聯合培養工作，近5 年共培養工程碩士研究生150 余人。

2 思政引領內容優化與混合式教學改革實踐

2.1 教學關鍵點設計及內容優化

教學關鍵點梳理和內容持續優化是教學改革和課程建設的基礎[8]。實踐課程建設采用基礎理論、綜合能力和企業實踐三位一體的教育教學模式，并按3 個階段進行實施，聯合企業導師組建教學團隊，合作撰寫教學大綱和教學講義，保障教學質量，提升教學效果，完成了教學內容優化設計，如圖2 所示。

基礎理論（20 學時）學習分別由校內教學團隊和企業導師團隊共同完成，主要包括干燥技術與裝備的基礎理論、霉菌與干燥、稻谷干燥的基本原理與品質、干燥機控制技術與主要零部件設計、干燥機熱源選擇與節能減排技術和干燥機的使用與機械維護等。校外理論教學以生產實習理論知識和安全教育內容為主。培養學生掌握課程的基礎理論和技術方法，思考技術應用存在的問題和重點要求。

綜合能力培養包括實驗教學（32 學時）和案例研討（12 學時）兩部分，分為校內和校外兩個環節，校內主要結合農產品物料干燥動力學及干燥品質實驗課程和農產品干燥實驗室分組開展綜合實驗訓練，主要依據理論知識進行動手實驗訓練，使學生更好地建立理論知識、實驗操作。作為進一步開展與企業生產實習深度結合的必要中間環節，校內研討課主要以案例分享為主，圍繞谷物在線干燥技術、低溫循環式干燥中心、稻殼熱風爐工作原理等內容開展討論；校外創新性地采用辯論賽和企業文化交流等形式進行總結和批判思想分享交流。

生產實踐（48 學時）操作訓練在企業完成，重點解決理論轉化為實踐的過程。主要包括實地參觀干燥機部件和生產車間并對不同干燥機整機的組裝進行實操；實地參觀糧庫干燥機中心生產及干燥后稻谷加工米廠車間5 部分，通過分組使每位學生都能夠在對不同干燥機的裝拆過程中深刻理解干燥機主要結構和核心工作部件，掌握干燥機的運行原理和測控技術，使學生同生產一線直接接觸，培養其職業素養和解決工程實際問題的能力。

2.2 思政案例設計及知識點關聯分析

課程案例的設計與知識點的結合可以有效地幫助學生快速理解課程內容，掌握課程知識點。同時也為學生分析和解決問題提供了參考，引導學生結合實際選擇出更為合理的解決方案及解決途徑[9-10]。案例庫的設計與章節案例布局，即在課堂講授中多使用工程和思政內容案例進行知識的運用分析，對于農產品干燥技術實踐課程來說，在提高學生學習興趣的同時有效地扭轉理論知識學習過程中枯燥乏味的刻板印象，讓課堂和學習變得生動形象。

案例庫的建設是專業課思政教育和育人功能發揮至關重要作用的抓手，教學團隊從工程實踐和工程思維等主線抓起，結合具體的思政內容開展案例庫的建設，進行大量的調研分析和資料整合，向兄弟院校學習先進做法，充分結合課程特色，找到重要的切入點，融入思政教育元素，實現總體建設目標，建設的典型代表性工程思政案例庫清單如表1 所示[11]。

2.3 教學過程網絡圖設計

校內教學團隊充分發揮農產品加工及干燥技術領域的科研團隊優勢，校外基地教學團隊凝集了企業負責技術生產和人員培訓的骨干經理，具有本科或碩士學歷，具備豐富的生產實踐經驗和企業管理經驗，有效地彌補了校內教師普遍所缺乏的生產實踐技能和實踐經驗，并在共同組織課程教學中互相學習、相互借鑒，形成了目標一致的育人教學團隊。

校企雙方在充分討論和醞釀中，形成知識?能力?素養三維目標體系建設，簽訂聯合培養基地協議，共同商議學生培養各環節及教學內容，并基于理論+綜合+實踐三位一體的教學模式，設計時間軸?內容?實施方案的系統網絡圖，如圖3 所示。促成全方位、多角度考察學生學習成效與能力的考核機制，并依此組織和實施教學過程，教學內容豐富，教學組織緊湊，教學效果有顯著提升。

2.4 教學模式改革強化思政教育引力

參與式和案例教學可以體現在教學方式的改革和創新，項目采用課堂案例研討、頭腦風暴、辯論賽等形式，充分調動學生的主動學習積極性，采用學生直接參與和樂于參與的形式，發揮學生在資料收集、思政內容理解、案例建設、自我教育和社會服務意識等方面的主觀能動性，建立課程教學過程中學生與教師的平等地位，打破教與學的單向關系，強化課堂教學內容掌握效果，增加課程教學的吸引力[12-13]。同時，強化課程教學過程和實踐試驗能力培養過程，對于結果不做非黑即白的評價，培養學生客觀認識世界和理解社會發展的能力，教學模式構建方式如圖4 所示[14]。

3 結束語

圍繞工程碩士研究生工程創新能力培養目標要求，以課程群建設為核心，完成課程內容優化和思政融合點，優化教學內容和教學方式，建立符合課程的思政教育案例。教學立足學科交叉點，基于新農科+新工科總要求和內涵，從教學和育人理論和方法，構建創新工程實踐能力培養體系，實現專業授課、實踐學習、創新能力培養與自主價值引導的有機統一。

中國農業大學在工程碩士實踐創新能力培養取得的經驗總結如下。①以學生能力提升為導向，構建了理論?綜合?實踐三位一體的教育教學模式，共建理論+技能互補型產教融合教學導師團隊，深度合作制定教學大綱和優化課程內容，設計時間軸網絡圖，指導教學實施與實踐。②提出以課程建設為抓手，共建產學研校外聯合培養基地的模式，充分利用校內外優勢資源，完善管理保障，構建四位一體、四方聯動的產教融合育人機制，形成可持續發展態勢。③重點從學科發展歷程、技術實踐應用價值、關鍵技術裝備、企業生產實習認知、試驗實踐動手環節、學習體會和工程發展等角度尋求思政教育的切入點，將我國農業生產技術進步、科技成果創新轉化、核心關鍵技術突破、工程系統思維、工匠精神、干燥領域科學家事跡、行業發展現狀、職業倫理教育、系統全局觀、人與自然環境的關系及生產者思維等內容融入課堂和實踐教學內容中，建立對應關系和內容銜接。

本研究為農業工程碩士研究生實踐能力培養提供了有效途徑，作為典型案例在中國學位與研究生教育信息網報道，成為學校智能農機裝備專業學位碩士生培養專項平臺之一，在農林院校農業工程專業碩士生實踐能力培養過程中發揮積極的示范作用。

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