高職涉農(nóng)專業(yè)人工智能課程建設(shè)存在的問題及對策

摘要：本文分析了高職涉農(nóng)專業(yè)人工智能課程建設(shè)存在的問題，結(jié)合涉農(nóng)專業(yè)人工智能技術(shù)人才培養(yǎng)的現(xiàn)實需求，提出了“人工智能（AI）通識課程（公共基礎(chǔ)課程）+第二課堂”“人工智能（AI）+專業(yè)課程+企業(yè)實習實踐”“人工智能（AI）課程+企業(yè)實習實踐”交叉融合課程建設(shè)思路，為涉農(nóng)專業(yè)人工智能課程建設(shè)提供科學參考。

關(guān)鍵詞：人工智能；課程建設(shè)；對策

人工智能（Artificial Intelligence，AI）涉及計算機科學、數(shù)學、心理學、哲學等多學科的理論和技術(shù)，其目標內(nèi)容包含知識表示、推理、自動規(guī)劃、自然語言理解、計算機視覺、機器人學、自動規(guī)劃和加強人工智能，研究領(lǐng)域涵蓋了自然語言處理、專家系統(tǒng)、圖像識別、語言識別、機器人等，人工智能（AI）在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域涉及精準化農(nóng)業(yè)種植、智能溫室、機械生產(chǎn)、智能養(yǎng)殖系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量視覺識別及光譜分析等方面應(yīng)用日益廣泛，成為農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵驅(qū)動力。涉農(nóng)高職院校處于第一人才資源庫、農(nóng)業(yè)科技第一生產(chǎn)力前線、創(chuàng)新第一驅(qū)動力的結(jié)合點，承擔著為當?shù)亟?jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展培養(yǎng)人工智能人才的重要使命。2018年4月，教育部發(fā)布了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，強調(diào)高校應(yīng)進一步發(fā)揮其在基礎(chǔ)研究、學科發(fā)展和人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢，指出高校需推動人工智能在線開放課程和主干課程的建設(shè)，并促進智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用的示范推廣。2019 年 5 月，聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的《北京共識—人工智能與教育》，“將人工智能相關(guān)技能納入高等教育的資歷認證體系中”，增強了高校開展人工智能教育的動

力[1]；2024世界數(shù)字教育大會“人工智能與數(shù)字倫理”平行會議上提出“用好人工智能賦能教育轉(zhuǎn)型”；2024年《中國教育學報》建議高度關(guān)注人工智能等新興科技對人才培養(yǎng)領(lǐng)域的革新作用，開設(shè)人工智能應(yīng)用課程，結(jié)合學生特點個性化設(shè)置相關(guān)課程。人工智能賦能現(xiàn)代教育教學以培育和形成新質(zhì)生產(chǎn)力已成為大勢所趨，2024年3月29日，教育部正式啟動人工智能賦能教育行動，因此，涉農(nóng)人工智能（AI）課程建設(shè)逐漸成為高職涉農(nóng)“雙一流”專業(yè)群建設(shè)方面的迫切需求，勢必成為今后農(nóng)業(yè)人工智能人才培養(yǎng)

的關(guān)鍵。

1 涉農(nóng)專業(yè)人工智能（AI）課程建設(shè)現(xiàn)狀

近年來，人工智能課程逐漸成為高校落實人才培養(yǎng)的主要途徑，依據(jù)《教育部高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，到2025年，我國高校將在人工智能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)科技創(chuàng)新能力的顯著增強，人才培養(yǎng)質(zhì)量的大幅提升，并創(chuàng)造一系列在國際上具有重大影響力的原創(chuàng)性成果。這些成果將為我國的產(chǎn)業(yè)升級、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型以及智能社會的發(fā)展提供強有力的支撐。進一步地發(fā)展到2030年，這些高校將轉(zhuǎn)型為全球人工智能創(chuàng)新中心的關(guān)鍵組成部分，并且培養(yǎng)出引領(lǐng)人工智能發(fā)展的頂尖人才，從而為我國成為世界領(lǐng)先的創(chuàng)新型提供堅實的科技和人才基礎(chǔ)[2]。南京大學在全國高校中首創(chuàng)開設(shè)“人工智能通識核心課程體系”，探索人工智能與教育深度融合的實踐路徑，南京農(nóng)業(yè)大學整合原有信息科技學院與工學院學科成立人工智能學院，積極推進人工智能、智慧農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)與健康等新興交叉學科建設(shè)。浙江大學大力推進學科交叉融合發(fā)展，設(shè)立人工智能、海洋技術(shù)與工程、集成電路科學與工程等一批交叉學科，推出“AI for Education”教學改革重點項目，成體系建設(shè)“AI+X”學科交叉人才培養(yǎng)項目和課程教材群，打造人工智能賦能的全新教育生態(tài)。

2024年，華南理工大學加強上下聯(lián)動，健全工作機制，逐步面向所有學生開設(shè)“人工智能”等課程，加強復合型人才培養(yǎng)。2022年《新農(nóng)科人才培養(yǎng)引導性專業(yè)指南》設(shè)置了12個人才培養(yǎng)引導性專業(yè)，其中，農(nóng)業(yè)智能裝備工程專業(yè)涉及相關(guān)人工智能（AI）課程包括智能傳感與檢測技術(shù)、無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)學、動力機械與農(nóng)機智能裝備、農(nóng)業(yè)機器人與作業(yè)等核心課程，智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)開設(shè)人工智能核心課程，將人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合。而人工智能（AI）課程作為一門通識課程在高職院校涉農(nóng)專業(yè)課程建設(shè)中均無體現(xiàn)，因此，高職院校涉農(nóng)專業(yè)利用智能技術(shù)支撐人工智能（AI）課程的建設(shè)提升亟待推動。

2 涉農(nóng)專業(yè)人工智能（AI）課程建設(shè)存在的問題分析

2.1 人工智能（AI）教材與職業(yè)教育關(guān)聯(lián)不足

國內(nèi)學術(shù)專著、人工智能教材以及國際人工智能等相關(guān)學習材料都以嚴密的數(shù)學推理和演算證明過程為主，對學習者數(shù)學背景、數(shù)學技巧有著較高要求，因此，對于數(shù)學基礎(chǔ)相對較為薄弱、更擅長感性認識的職業(yè)教育學生來說，與其理論基礎(chǔ)、學習興趣、學習情境相脫節(jié)。而真正適合職業(yè)教育學生學情特點的人工智能教材類書籍尚未得到開發(fā)。

2.2 職業(yè)教育課程標準未統(tǒng)一

高職課程標準體系建設(shè)應(yīng)以學生職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)為重點，包括建設(shè)理念、頂層設(shè)計、行業(yè)企業(yè)參與度、評價體系等方面，其中，教學目標、教學內(nèi)容、教學課時、教學模式、教學策略、課程評價等都需要一定的課程標準建設(shè)理論研究和實踐分析，對于提高完善高職教育教學水平具有重要的作用，高職教育人工智能（AI）課程缺乏統(tǒng)一的國家級、省級課程標準及課程標準庫，成為培養(yǎng)高質(zhì)量人工智能（AI）技術(shù)人才基礎(chǔ)性問題。

2.3 “人工智能（AI）+”類專業(yè)課融合不足

為深入貫徹落實國家關(guān)于開展行動的戰(zhàn)略部署，積極推動，教育部確定首批18個“人工智能+高等教育”應(yīng)用場景典型案例，而大部分涉農(nóng)高職院校課程設(shè)置未深度融合人工智能等新興技術(shù)，脫離行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級的“人工智能（AI）+”、產(chǎn)教融合等特色課程十分匱乏，因此，推動人工智能技術(shù)融入教育教學實踐，交叉融通人工智能技術(shù)亟待解決。

2.4 人工智能教學資源匱乏

蘭州現(xiàn)代職業(yè)學院涉農(nóng)專業(yè)人工智能專業(yè)師資匱乏，教師對人工智能技術(shù)應(yīng)用不夠深入，人工智能相關(guān)培訓較少，對人工智能的相關(guān)倫理問題不了解，人工智能的實際應(yīng)用場景不熟悉等問題導致在教學實踐中不能持續(xù)有效使用人工智能技術(shù)。此外，人工智能技術(shù)的應(yīng)用通常依賴于高性能的計算機硬件、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施以及數(shù)據(jù)加載和訓練平臺。然而，目前農(nóng)業(yè)專業(yè)課程的實踐教學資源尚未得到充分利用，人才培養(yǎng)模式還未深入探索和開發(fā)那些不可被替代的、具有人類獨特思維特點的課程，以及結(jié)合人工智能輔助的創(chuàng)新課程。鑒于此，迫切需要采取獨立籌措資金或與企業(yè)合作的方法，增加對相關(guān)配套資金的投入，并改善實踐環(huán)境，從而確保人工智能技術(shù)在教學實踐中的應(yīng)用效果得到實質(zhì)性提升[3]。

3 涉農(nóng)專業(yè)人工智能（AI）課程建設(shè)對策

3.1 人才培養(yǎng)方案目標

蘭州現(xiàn)代職業(yè)學院位于“黃金帶”蘭州新區(qū)，具備現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展優(yōu)勢，農(nóng)業(yè)科技發(fā)展需求大，亟待培養(yǎng)智慧農(nóng)業(yè)方向人才，因此，將“人工智能（AI）+”人才培養(yǎng)理念作為農(nóng)業(yè)類院校人才培養(yǎng)目標十分必要。涉農(nóng)專業(yè)人才應(yīng)著重從農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)科學、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能農(nóng)機數(shù)控、農(nóng)作物生長模型等技能方向培養(yǎng)具備智能現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析及管理的高素質(zhì)人才，并通過學科項目式訓練、實訓教學和融合學科教育，提升學生在智能技術(shù)應(yīng)用中的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

3.2 “人工智能（AI）+”教學模式

在蘭州現(xiàn)代職業(yè)學院“三延伸兩融合”教學模式改革實踐基礎(chǔ)上，優(yōu)化“人工智能（AI）+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”課程體系，以農(nóng)業(yè)專業(yè)知識圖譜建設(shè)為抓手推動專業(yè)基礎(chǔ)課程和核心課程整合、更新、重構(gòu)，強化人工智能等新興技術(shù)與專業(yè)深度融合，建設(shè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級的“人工智能+”、產(chǎn)教融合等特色課程，強化數(shù)字化教學資源、校企合作資源，推進本專業(yè)開展項目教學、案例教學、情境教學、模塊化教學、仿真模擬教學等新型教學方式，加大實踐教學力度，做好專業(yè)實訓教學，提高課堂教學質(zhì)量，強化學生職業(yè)技能

訓練。

3.3 “人工智能（AI）+”課程建設(shè)

3.3.1 “人工智能（AI）通識課程（公共基礎(chǔ)課程）+

第二課堂”

人工智能課程可作為通識必修課程納入教學計劃，人工智能（AI）課程的教學內(nèi)容相對抽象且知識面廣，包含數(shù)學基礎(chǔ)、算法設(shè)計及編程語言等內(nèi)容，如人工智能理論模型搭建的數(shù)學基礎(chǔ)課程內(nèi)容、人工智能算法模型設(shè)計、編程語言，模型求解，因此，課程設(shè)計應(yīng)以奠定的基礎(chǔ)知識點，將人工智能（AI）通識課程深度融合第二課堂課程實踐，形成“人工智能（AI）通識課程（公共基礎(chǔ)課程）+第二課堂”教學載體平臺，有效實施人工智能理念下綜合素質(zhì)教育，深化基礎(chǔ)課程實踐應(yīng)用，有效提高學生的學習積極性和主觀能動性，師生互動性，課堂教學靈活性，并規(guī)避“以成績?yōu)橹亍钡闹乩碚摗⑤p實踐考核方式，重識記、輕應(yīng)用的價值取向。

3.3.2 “人工智能（AI）+專業(yè)課程+企業(yè)實習實踐”

高職院校課程設(shè)置應(yīng)結(jié)合依托校企合作項目、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、“新農(nóng)科”“大農(nóng)業(yè)觀”等國家、地方政策及企業(yè)高質(zhì)量人才技術(shù)能力需求，培養(yǎng)具備智能現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析及管理的高素質(zhì)人才，與合作企業(yè)建立校內(nèi)外實訓基地，開展實訓教學、大賽訓練、鑒定培訓。同時，人工智能（AI）通識課程應(yīng)有效與農(nóng)學類專業(yè)核心課程融合，課程設(shè)計應(yīng)以多學科交叉有階段性進行教學計劃，包括人工智能、機器學習、大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵技術(shù)，如《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能技術(shù)》《智慧農(nóng)業(yè)與精準種植》等課程，使學生掌握智能科學與技術(shù)的核心知識和前沿進展，夯實學生專業(yè)基本能力，形成專業(yè)課程授課新體系，加強融合課程實踐應(yīng)用，搭建課程教學案例資源庫，進而提高學生的學習積極性。

3.3.3 “人工智能（AI）課程+企業(yè)實習實踐”

校企合作項目應(yīng)當聚焦于將企業(yè)的人才培養(yǎng)需求和最新的科技前沿技術(shù)融入課堂教學，同時積極鼓勵學生參與校企合作開發(fā)的實踐項目。這樣的合作旨在深化人工智能（AI）技術(shù)與專業(yè)知識的融合，并特別強調(diào)提升學生在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的實踐能力，尤其是在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與傳感技術(shù)、智慧農(nóng)業(yè)與精準種植、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析與管理，以及農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)等關(guān)鍵課程方面[4]。此外，項目還將通過校內(nèi)實訓、市院級重點項目和畢業(yè)實習等途徑，為學生打下堅實的人工智能（AI）技術(shù)理論基礎(chǔ)，并鍛煉他們在農(nóng)業(yè)工程中的實際操作技能。為了進一步實現(xiàn)這一目標，需要設(shè)計一系列實踐課程，包括人工智能實驗、機器學習與數(shù)據(jù)挖掘?qū)嶒灐⒅悄芟到y(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)項目、農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)實踐、農(nóng)業(yè)智能化項目實踐，以及企業(yè)實習與實踐、畢業(yè)設(shè)計與論文等[4]。

3.3.4 教學資源完善與建設(shè)

人工智能（AI）通識課程及交叉專業(yè)課程需要以高性能計算機設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)配套設(shè)施、數(shù)據(jù)處理訓練平臺為硬件保障，此外，教材資源是高校實施教學工作的關(guān)鍵，人工智能教材資源應(yīng)結(jié)合具體案例和實驗，選用更新性、全面性、實踐性、教學輔助型的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用實踐和專業(yè)課程等優(yōu)質(zhì)教材資源。并鼓勵教師利用人工智能教育知識庫、智能代理家園、大學遠程教育網(wǎng)絡(luò)課程等教育資源平臺，提升教師對人工智能教育理念的理解，建立院（市）級、省級教學團隊或名師工作室，開展人工智能師資團隊的技術(shù)能力培訓，建設(shè)交叉融合的通識人工智能教學系統(tǒng)，促進人工智能（AI）技術(shù)與專業(yè)課程的融合發(fā)展。

4 結(jié)語

本文以蘭州現(xiàn)代職業(yè)學院涉農(nóng)專業(yè)為例，從人工智能（AI）教材與職業(yè)教育關(guān)聯(lián)度、職業(yè)教育課程標準、“人工智能（AI）+”類專業(yè)課融合度、人工智能教學資源等方面分析了當前高職涉農(nóng)專業(yè)人工智能課程建設(shè)問題，針對涉農(nóng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案目標、“人工智能（AI）+”教學模式、“人工智能（AI）+”課程建設(shè)、教學資源完善與建設(shè)對策等方面進行了對策研究與探討，從而為高職涉農(nóng)專業(yè)智能課程建設(shè)獻計獻策。在今后專業(yè)建設(shè)中將繼續(xù)關(guān)注蘭州現(xiàn)代職業(yè)學院涉農(nóng)專業(yè)智能課程建設(shè)情況，并根據(jù)相關(guān)實際數(shù)據(jù)進行進一步的分析和探討。

參考文獻

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