高職智慧農業專業群的組群邏輯與建設路徑*

范雙喜，葉克，楊學坤，萬春旭

(北京農業職業學院,北京市,102442)

0 引言

隨著移動互聯網、大數據、物聯網、遙感、人工智能等技術的發展,農業發展進入農業4.0階段,即智慧農業發展階段[1]。智慧農業是農業信息化發展從數字化到網絡化再到智能化的高級階段,以品種為核心、設施裝備為支撐、信息技術為質量水平提升的手段[2-3]。2018年2月,《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》中明確提出,“大力發展數字農業,實施智慧農業林業水利工程,推進物聯網試驗示范和遙感技術應用”[4];2021年國家“十四五規劃”提出了發展智慧農業的明確任務[5];2022年中央一號文件指出要“推進智慧農業發展,促進信息技術與農機農藝融合應用”[6]。發展智慧農業已成為重要國家戰略任務之一。

智慧產業的迅猛發展,對于高素質技術技能人才的需求旺盛。隨著產業的轉型升級,技能與技術型人才的工作崗位邊界融合,新技術、新工藝、新裝備大量應用,生產水平極大提升,行業企業人才需求結構發生巨大變化:由對簡單工序操作人員和單一崗位的人員需求逐漸轉為對現代設施、智能裝備、信息系統等應用人才和復合型、高素質技術技能人才需求。目前從業人員的年齡結構、受教育程度與產業的發展要求極不匹配,北京市第三次全國農業普查數據統計顯示,年齡55歲及以上的人員占40.6%以上,具有大專及以上學歷的約為4%,具有高中及中專學歷的人員占15.6%,初中及以下學歷的人員占比超過80%[7]。《國家職業教育改革實施方案》提出“完善職業教育體系,為服務現代制造業、現代服務業、現代農業發展和職業教育現代化提供制度保障與人才支持”的戰略任務[8]。

本文通過人才需求深度調研明確智慧農業專業群的建設定位,聚焦智慧農業生產領域確定專業群的組群邏輯及群內各專業邏輯關系,從人才培養模式、專業群課程體系、課程教學資源、教學模式、實踐教學基地、師資團隊和保障體系7個維度提出建設原則和方法,培養面向智慧農業的復合型、創新型、高素質技術技能人才,為智慧農業產業發展提供人才支撐。

1 智慧農業專業群定位分析

為厘清智慧農業對人才培養的新要求,專業群開展深入的人才需求調研,內容包括行業發展現狀與趨勢、企業崗位設置和能力需求、學生專業和個性化發展需要三個方面,其中企業崗位設置和能力需求的調研以“大數據初選+企業調研修正”的方式進行。依據調研結果,形成如下智慧農業專業群定位:即立足國家“鄉村振興戰略”,服務智慧農業產業發展,融合設施、裝備和信息技術等三個核心要素,面向農業設施與裝備企業、科研院所、農業科技產業園區等智慧農業相關企業的智慧農業生產技術與管理、智能農業裝備應用與運維、物聯網系統運維與技術支持、信息管理平臺運維與大數據分析、智慧農業系統集成與裝備創制等崗位群,培養具有堅定政治方向,德、智、體、美、勞全面發展的且具備智慧農業的生產管理及智能農業裝備產品、專家系統、信息平臺的創新集成、組裝調試、管理運維、技術支持等方面知識與技能的復合型高素質技術技能人才,為實現智慧農業的信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個性化服務等功能和智慧農業發展提供人才支撐,引領區域現代農業產業發展方向,致力于面向“一帶一路”國家輸出智慧農業職業教育標準并構建深度產教融合的專業服務產業能力體系。

2 智慧農業專業群組群邏輯研究

2.1 專業群與產業鏈對應性

適應國家“鄉村振興戰略”和智慧農業行業發展需求,服務北京農業科技創新示范區和農業中關村建設,聚焦智慧農業生產領域,圍繞智慧農業生產“設施、裝備、信息”技術鏈,按照“專業基礎相通、技術領域相近、工作崗位相關、教學資源共享”原則,配置設施農業與裝備、現代農業裝備應用技術、無人機應用技術、物聯網應用技術和計算機應用技術5個優勢專業,構建智慧農業專業群[9-10],如圖1所示。

其中,以設施農業與裝備對接現代農業設施、現代農業裝備應用技術和無人機應用技術對接智能農業裝備、物聯網應用技術和計算機應用技術對接新一代信息技術,共同為智慧農業產業發展提供強有力的技術裝備支撐和保障。

2.2 群內專業邏輯關系

2.2.1 服務產業領域同向,專業面向聚焦生產

5個專業均面向智慧農業這一現代農業產業高端業態,聚焦現代農業設施、智能農業裝備、新一代信息技術在都市現代農業產業升級過程中的集成創新與應用,服務智慧農業產業發展。

2.2.2 崗位需求優勢互補,核心技術交叉相融

目標崗位群均要求具備現代農業生產管理能力,熟練應用現代農業設施、裝備、信息等智慧農業產業高端技術。設施農業與裝備專業是專業群龍頭專業,培養智慧農業生產技術支持、管理人才;現代農業裝備應用技術和無人機應用技術是專業群骨干專業,培養智能農業裝備設計、操作與運維人才;物聯網應用技術和計算機應用技術是專業群支持專業,培養物聯網系統和信息管理系統的集成、運維與數據分析人才。

2.2.3 五個專業有機聚合,凸顯專業集群效應

5個專業共同開發課程資源、共享實訓基地、共建教學團隊,可有效促進專業間的合作共享,共同提升專業建設水平,培養復合型高素質技術技能人才。專業群以現代農業設施技術為核心,以智能農業裝備技術為支撐,物聯網等新一代信息技術為手段,各自發揮技術優勢,實現智慧農業的信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個性化服務等功能。

3 智慧農業專業群組群的建設路徑

智慧農業專業群建設思路如圖2所示。

圖2 智慧農業專業群建設思路

智慧農業專業群對接智慧農業行業發展需求,攜手行業領先企業,融合設施、裝備和信息技術等三個核心要素,堅持立德樹人,堅持就業導向,以提升專業群適應性為目標,開展專業群建設。

3.1 創新“四融合、三培養”人才培養模式

根據智慧農業行業特點和產業發展新趨勢,形成“精準、精細、精心、精品”的人才培養理念[11],即精準設置人才培養目標,加強課程精細化設計,精心服務學生專業發展需求,培養能力突出的精品畢業生,不斷提高專業群人才培養適應性。探索校企聯合人才培養,形成“四融合、三培養”的人才培養模式,如圖3所示。即以學生職業能力培養為中心,切實發揮校企雙方在人才培養中的主體作用,構建“知識、技能和創新創業能力”為核心的教學和評價制度,實現專業與職業融合、課程與項目融合、實習實訓基地與創新創業平臺融合、教師與導師融合,實現職業能力培養與崗位需求的零距離。建立理論教學、實踐訓練和創新創業項目拓展三個體系,實現專業知識、技能和創新創業能力三培養。

圖3 “四融合、三培養”人才培養模式

3.2 構建“模塊化、進階式”專業群課程體系

根據智慧農業行業企業人才需求及專業群建設需要,組織行業企業專家、專業帶頭人、骨干教師,以職業崗位能力分析為切入點,按照“人才需求調研與畢業生跟蹤調查→職業崗位群→具體工作任務群→崗位群典型工作任務→職業能力→專業知識與職業技能→課程體系”的路徑[12-13],確定智慧農業生產技術與管理、智能農業裝備應用與運維、智慧農業系統集成與裝備創制等五大崗位群,基于核心素養分析對各專業課程體系進行重構,構建以能力為本位,以職業實踐為主線,以工作過程為導向,以項目課程為主體的,“底層共享、中層獨立、頂層互選”的模塊化專業群課程體系,如圖4所示。

基礎平臺課程包括公共素質課程和專業群平臺課程,各專業按照專業群建設要求、在專業群中發揮作用和各自技術領域特點,構建相對獨立的專業核心課程、專業特色課程和綜合技能訓練課程;在掌握扎實的專業理論及核心技能的基礎上,開設可供交叉互選的專業群拓展課程,實現不同群內專業人才的職業遷移能力和創新能力培養。專業群核心課對接國家職業標準和專業教學標準,著重促進學生職業能力和可持續發展能力形成。課程體系呈現出模塊化、項目化、組合型、進階式的特征,實現設施、裝備和信息技術融合,每個模塊以標志性教學成果(作品或證書)來實現,最終以畢業標志性學習成果來體現學習成效。

3.3 建設“虛實結合、項目化”課程教學資源

堅持能力為核心,充分體現理實一體化、項目教學等教學理念,對接設施農業裝備操作工等職業資格標準[14]和《物聯網智慧農業系統集成和應用》等職業技能等級標準,建設課程標準。課程標準按照理論知識系統化和工作過程系統化的開發思路,按課程—情境—項目—任務四個層次逐步細化,并對考核方式、教學團隊要求、實踐條件、教材及參考資料、教學資源等進行要求,確保人才培養目標和規格達成。以工作過程為導向開發和建設專業群核心課程,將農業機器人、植物工廠、無人機等新技術、新裝備納入教學內容,建設微課、動畫、視頻等信息化教學資源,校企合作編寫移動交互式數字教材,開發基于智慧農業生產過程的實訓資源包和虛擬仿真實訓軟件,采用線上線下混合式教學模式,開展VR、AR等智能化教學,通過網絡教學平臺,實現課程教學、課堂互動答疑、教學評價反饋等功能。

3.4 實施“一驅、兩引、六環節”教學模式

專業群課堂堅持內涵發展,把質量作為教育的生命線,按照“四融合、三培養”人才培養模式,借鑒美國PBL教學法[15],以問題為導向,以學生為中心,將國際先進職業教育理念融入教育教學全過程,結合首都經濟發展靶向目標與學院自身發展特色定位,確定了“一驅、兩引、六環節”教學模式,如圖5所示,即:以一個工作任務為驅動,勞模精神、工匠精神為引領,“引、梳、究、示、練、評”六環節為載體,以立德樹人為根本,培育具有較高的勞動素質、較強的責任心和使命感、德技并修的高素質技術技能人才。

圖5 “一驅、兩引、六環節”教學模式

3.5 建設“三中心、一平臺”的實踐教學基地

智慧農業專業群以引進高精尖產業及行業企業新技術、新設備、新工藝,按照“產、學、研、創”一體化功能的實訓基地模式,建設“三中心、一平臺”的實踐教學基地,如圖6所示,即實踐教學中心、企業職工培訓中心、技術研發與服務中心、創新創業平臺。建設包括農業工程基礎、智慧設施農業、智能農業裝備、農業信息化等校內實訓基地,以及智能溫室、植物工廠、智能農業裝備、無人機應用等實訓室。配置農業機器人、移植機、植保無人機等大中型高端設備、VR虛擬仿真平臺等。

與區域科研院所、行業知名企業共建校外實訓基地,與國家農業智能裝備研究中心、北京首農食品集團等企業開展實習實訓、技術研發,形成支撐智慧農業專業群實踐育人產教融合基地。專業群實訓基地同時為教育部“1+X”證書試點工作提供場所、人員、設備等優質資源。

3.6 打造“結構化、雙師型”教學團隊

緊緊圍繞智慧農業多領域、多學科交叉特點,融合設施農業、機械工程、信息技術、人工智能等專業領域,針對教學模塊,分別組建結構化教學團隊,打造師德高尚、教學水平高、創新能力強、協同工作機制較為完備的專業教學團隊,如圖7所示。以智慧農業頂級專家—趙春江院士引領專業發展,聘請郭文忠等6位行業專家擔任“專業大師”深度參與專業建設,教師通過企業實踐鍛煉、專業協會活動、學術會議,協作開展專業建設、教學科學研究和社會服務等,提升教學能力和工程能力。

3.7 建設專業群建設保障體系

3.7.1 組織保障

建立“建設指導委員會+建設領導小組+專項工作組”的組織架構,如圖8所示。

圖8 專業群建設組織架構

成立由行業專家、企業專家、學院領導等共同組成的智慧農業專業群建設指導委員會,開展研究、咨詢、指導、評估和服務;專業群設立領導小組,對專業群建設中的重大問題進行決策、部署與協調;領導小組下設辦公室和人才培養、課程教學等6個專項工作組,成員相對固定,職責明確,任務清晰。實施專業群建設領導小組辦公室例會制度,每月召開一次,了解工作進展,解決工作難題,推進工作實施。

3.7.2 制度保障

制定《專業群建設管理辦法》,確立例會制度和遠程溝通與定期會議溝通機制;制訂《專業群建設考核評價辦法》,確立考核的原則、依據、內容、程序、辦法,并對考核結果的運用進行規定,通過評價機制、激勵機制激發團隊成員的使命感和榮譽感,調動工作積極性。將專業群建設工作納入系部年度重點工作內容,在人員、項目、經費等方面為專業群建設提供優先保障。專業群推進校政行企多元合作,健全爭取社會資源的工作機制和產教對接機制,促進人才培養與產業需求有機銜接。建立專業群建設工作績效考核制度,納入兩系部績效考評體系,建立健全問責機制定期通報工作進度和成效,將工作業績作為評先評優、提拔使用、職稱晉升的重要依據。

3.7.3 資金保障

專業群推進校政行企多元合作,健全爭取社會資源的工作機制,以服務求發展,加強產教合作,探索差別化的職業教育發展路徑,健全產教對接機制,促進人才培養與產業需求有機銜接。建立資金監控預警機制,健全資金審批、使用、調整制度。根據經費監測結果,中期調整經費使用額度,提高資金使用效率和效益。規范資產管理,保障專業群建設順利實施。

3.7.4 診改制度

根據學院辦學理念、辦學定位的準確定位,不斷診斷專業群定位與組群、人才培養目標與模式、教師隊伍與建設、課程體系與改革、教材教法建設與改革、實踐教學基地建設與共享、校企合作與創新等人才培養工作關鍵要素,查找不足并完善提高,為專業群建設可持續健康與穩定運行提供保障。探索建立基于“政校行企”的專業群與產業發展同步調整機制,開展專業對接產業的“契合度”模型研究;研究專業對接產業的“映射圖”動態調整組成專業及專業方向,形成完善的基于“政校行企”的專業群與產業發展同步調整機制;建成校企聯合成立質量保證小組,實現教學工作診斷和改進常規化,達到教學工作高效有序的目標。

4 北京農業職業學院建設成效

北京農業職業學院智慧農業專業群于2021年12月成功入選北京市職業院校特色高水平骨干專業群建設單位,成為全國首個入選省部級智慧農業類專業群。

項目建設以來,專業群入選教育部首批重點領域職業教育專業課程改革(農機裝備領域)試點單位、工業和信息化部產教融合專業合作建設試點單位;入選中國職業技術教育學會典型案例2個;入選全國服務鄉村振興“名課名師”項目1個,設施農業與裝備專業教學創新團隊入選“北京市2022年度高水平教師隊伍培育和支持計劃項目”;教師參加北京市職業院校教學能力比賽獲得一等獎3項,三等獎1項;智慧農裝實踐團榮獲團中央2022年“三下鄉”社會實踐優秀團隊;學生參加各類技能競賽活動,獲得省部級一等獎5項,二等獎9項,三等獎16項。

5 結語

建設智慧農業專業群是高職院校服務鄉村振興戰略和現代農業產業發展的內在需求,北京農業職業學院以“大數據初選+企業調研修正”開展深度需求調研,明確智慧農業行業人才的崗位群及人才培養規格;按照智慧農業生產“設施、裝備、信息”技術鏈,以設施農業與裝備專業為核心,聯合現代農業裝備應用技術、無人機應用技術、物聯網應用技術、計算機應用技術等專業,構建智慧農業專業群,明確各專業人才培養面向,提出專業群建設路徑,滿足智慧農業產業人才需求,專業群的成功實踐為全國高職院校智慧農業類專業群的建設提供了成功范式。