园艺作物智慧生产型人才培养范式的构建与实践*

李绪彦，贾承国，王晶莹，李 斌，温海娇，边少敏

（吉林大学 植物科学学院，吉林 长春 130062）

随着信息技术、大数据技术、物联网技术、智能装备等高科技的发展，智慧元素不断融入到园艺产业中，通过智慧元素对园艺生产和经营进行精准实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，然后将分析指令与各种控制设备进行联动从而实现园艺智慧生产、智慧管理与决策、智慧经营、智慧服务，达到园艺生产精准化、高效化与绿色化，从而提升园艺产业竞争力和生产效益[1-2]。习近平总书记在给全国涉农高校的书记校长和专家代表的回信中指出，新时代，我国高等农林教育大有可为，以立德树人为根本，以强农兴农为己任，拿出更多科技成果，培养更多知农爱农新型人才，推进农业农村现代化[3]。2019年中国高等农林教育改革唱响三部曲，推动“新农科”建设，变革和发展传统农科专业结构、搭建人才培养体系和科技创新体系，构建能够支撑农业农村现代化的高等农业教育新体系[4]。在这种形势下，园艺方面的高等农业教育必须进行结构性调整与升级，从而满足园艺产业发展的需要、适应国家现代化发展的战略需求。本文将针对当前园艺专业本科教育与人才培养面临的问题，从智慧园艺的角度提出园艺专业改造升级的主要思路与措施，以期培养具有国际视野与全球意识的园艺作物智慧生产拔尖创新型或复合应用型人才，从而适应园艺信息化、智能化、现代化发展的需求；同时建立适应园艺作物智慧生产需求的人才培养新范式，为全国园艺专业高等教育传递经验，为世界园艺专业高等教育贡献“中国方案”。

1 园艺专业本科教育与人才培养面临的问题

1.1 教学与社会需求脱节导致园艺人才培养与园艺产业发展不适应

从世界园艺行业发展趋势来看，园艺作物智慧生产已经驶入发展的快车道，荷兰、美国、加拿大、以色列、日本等发达国家对园艺生产和经营进行精准实时的监测[5]，建立了园艺生产或/和经营网络系统；印度等发展中国家也正在开展智慧园艺生产。2019年我国启动了“智慧农业发展战略研究”重大咨询项目，其中“园艺作物智慧生产发展战略研究”是重要的一部分，邓秀新院士强调智慧农业首先应该在园艺作物上使用。目前一些高校和科研院所已经开展了智能园艺植物工厂与无人机械化装备等智能装备的研发、园艺生产和经营实时监测平台的建设等，新型科技创新型企业也开始投资于智慧园艺行业[5-8]。然而，我国园艺正处在向现代园艺智能生产转型的过渡期，园艺生产与经营数据的收集、整理、分析、应用等还处于初级阶段，如何将我国传统园艺智慧化，如何将智能装备园艺化，如何将园艺生产与智慧元素进行无缝连接，这些问题都依赖智慧园艺型人才来解决。因此，培养具有多学科交叉融合的智慧园艺型人才已成为我国和世界园艺发展的迫切需求，也是助推现代化农业发展的重要战略部署。

目前国内高校园艺专业人才培养主要还是采用基于传统园艺生产经营的培养体系，虽然生物技术与园艺专业有了较好的交叉，但是信息技术、物联网技术、智能装备等现代科技尚未很好地融合到园艺学科中，高校培养的园艺专业人才通常缺少智慧生产方面的专业素养。目前国内智慧园艺型人才基本属于“自学成才”，或是园艺从业者通过实践和自学成为智慧园艺人才，或是其他学科专业人才通过实践和自学交叉到园艺行业。可见，现有园艺专业人才培养体系跟不上园艺产业发展的步伐，亟需利用现代科技对现有传统园艺专业进行改造升级，培养能运用现代生物技术、信息技术、物联网技术、智能装备等改造升级现有园艺产业链的专业人才。

1.2 行业特点及传统认知导致“专业不自信”与对口行业就业面窄、就业率低

园艺属于涉农专业，受学科专业认知度和社会认可度的影响，常被误认为是科学技术含量少、就业层次低、没有前途的专业，这导致园艺专业的学生对自己专业缺乏自信；同时部分学生对专业特点、优势、发展前景等缺乏深层次的认识，甚至“嫌弃”园艺专业。这种“专业不自信”与“嫌弃专业”态势不仅使学生失去专业学习兴趣、缺乏专业学习动力，而且导致对口行业就业率低，造成教育资源的巨大浪费。这种现象在“双一流”综合性大学更加严重，比如吉林大学园艺专业本科毕业生对口行业就业率为40%左右[9]，并且还有下降的趋势。园艺专业的“冷学”态势也导致生源质量欠佳，难于吸引优秀学生主动加入园艺行业。因此，如何让园艺专业学生建立专业自信是园艺专业人才培养过程中要解决的首要和关键问题。

1.3 传统培养方案与模式易致使园艺专业人才的实践与创新力不足

基础薄弱、专业素养不高是园艺专业学生中普遍存在的现象，这种“专业不专”的客观存在不利于园艺行业创新和发展。园艺专业学生尤其是“双一流”综合性大学的学生客观上渴求创新，现有传统专业与培养模式难于激发学生的创新热情，难于满足学生多元化创新的需求。园艺专业具有实践性、应用性强的特点，由于认知、经费、教学模式等多方面原因导致学生实践能力不强，造成了园艺专业学生“上不能顶天，下不能立地”的尴尬局面。因此，提升园艺专业学生的创新与实践力是人才培养的核心问题。

2 改革的主要思路与措施

2.1 多级措施提升专业竞争力与专业自信

2.1.1 升级园艺专业，“冷学”变“热学”

以园艺生产为核心，融合现代生物技术、信息技术、物联网技术和人工智能技术，构建“一身多翼”的现代园艺产业学科，完成传统园艺的改造升级，传统园艺插上现代科技的翅膀，让园艺学科从“冷学”变为“热学”。传统园艺专业经过升级改造后，培养的园艺人才可以依靠科学和专业分析进行智能机械化生产和经营，从而改变园艺从业者“面朝黄土背朝天，风吹日晒满身土”的经验式、高劳作的园艺生产和经营模式，实现园艺生产高度规模化、集约化、工厂化，进行“体面”工作，从根本上切实提高专业自信。

2.1.2 培养园艺情怀，夯实专业水平

通过专业入学教育、思政课程、专业远景规划、成功典范引领等多种途径促进学生树立知园艺、学园艺、爱园艺的情怀，并引导学生做好学业规划、树立明晰的职业意识。与此同时，“打铁还需自身硬”，切实紧跟园艺行业发展需求夯实学生的专业水平、提升学生的思考力、行动力、创新力、全球胜任力，成为园艺行业真正迫切需要的人才，通过学生“自身硬”提升专业自信与竞争力。

2.1.3 拓展就业平台，实现良性循环

在学生“出口问题”上下功夫，注重搭建校企合作、校地合作平台，为有针对性的就业实训以及明晰的就业流向奠定基础；探索为校企合作、校地合作单位进行“人才定做”的模式；鼓励和倡导园艺毕业生自主创业，为自主创业的学生搭建创业平台并充当好智囊团和后盾，解决好园艺专业人才的出口问题。同时，建立以社会与用人单位为主体的园艺人才评价与需求反馈机制，护航园艺人才培养方向，实现园艺专业教育良性循环。

2.2 以智慧园艺升级人才培养方案和课程体系

2.2.1 凝练传统课程，构架智慧园艺

以园艺作物智慧生产型人才培养目标为总纲，参照智慧农业专业课程体系建设结合园艺自身特点与发展需求，将传统园艺课程与智慧元素课程按照一定比例设置。凝练传统课程内容，提高授课效率；整合部分传统课程，避免重复、节省教学时间，从而实现传统课程的精练压缩。传统园艺课程凝练整合后仍需满足园艺栽培、育种、采后加工、园艺产业链运营与管理的需求。同时，精准增添园艺生产所需的智慧元素相关课程，涵盖物联网架构、前端感知、中间传输、后端控制与执行等多个方面，满足园艺作物智慧生产的需求。

2.2.2 凝练核心课程，设置“模块”课程体系

专业及专业基础课程设为核心课程与拓展课程。核心课程主要是满足园艺作物智慧生产的基本课程，其中园艺植物栽培学、园艺植物育种学、设施园艺学、园艺产品贮藏运销学等课程的设置涵盖了现代园艺生产链中的关键环节；植物学、植物生理生化、现代遗传学、分子生物学等核心课程的设置主要目的是实现传统园艺与现代生物技术的融合；生物信息学、大数据技术、数据结构与算法、智慧园艺数据采集与分析、数字电路与逻辑设计、人工智能、园艺机械与装备等核心课程的设置是将传统园艺与信息技术、物联网技术、智能装备技术相融合的基本课程。拓展课程主要是完善学生在园艺作物智慧生产方面的认知结构，开发其潜能并促进个性发展。拓展课程分为园艺智慧生产、智慧元素研发模块、园艺科学等3个课程模块，分别代表3个方向。园艺智慧生产模块主要涵盖园艺作物智慧生产相关的课程；智慧元素研发模块侧重于园艺生产智慧元素的开发与挖掘方面的课程；园艺科学模块则针对未来攻读硕博研究生的学生设置用于园艺科学研究方面的课程。学生可以根据兴趣与职业规划在不同模块中选择课程，实现学生分类发展、分类培养的教育理念。

2.2.3 强化实践课程，打造培养特色

加大实验、实践、实习课程比例，同时将实践课程系统化，从而系统地强化学生实践创新能力。为了培养与强化学生的园艺作物智慧生产能力，增加了智慧园艺数据分析综合实践、智慧园区规划设计、现代农场运营、园艺机械实习、智慧园艺创新创业实践等实践课程。

2.3 多维思策打造人才培养新范式

2.3.1 构建师资“联盟”，打造生态课堂

除本院和本校教师外，在国内高校、科研院所以及著名企业多方挖掘优质师资资源，形成师资“联盟”。利用联盟优势，以生为本，打造生态课堂，从而激发学生的学习兴趣，提高学生的思考力、行动力、创新力。例如，与国内智慧农业研究开展良好的团队进行合作培养，邀请相关专家开展“专家课堂”；邀请著名园艺企业的负责人开展“企业家课堂”。此外，智慧园艺专业人才培养还处于起步阶段，所以亟需打造一批智慧园艺相关的金课和优质课程；同时要积极地编制相关教材，为智慧园艺教学提供标准和参考。

2.3.2 拓展渠道，提高国际视野

以联合培养项目与科研项目为依托，开展多种形式的国际教学活动；引进国外优质课程、运用互联网平台打造“国际课堂”、开展英语教学或双语教学，多渠道开拓学生的国际视野、提升学生的全球胜任力。例如吉林大学园艺专业通过吉林省现代农业推广国际科技合作基地与教师科研项目每年邀请至少10人次国外专家进行讲学，同时尝试邀请国外专家对部分园艺本科生进行远程咨询指导；近几年借助“亚洲校园”项目、本科生短期国外研修项目及其他形式，约6%的园艺本科生到国外进行短期研修，约10%的学生赴国外攻读学位。

2.3.3 组建导师团，构建多元培养模式

学生培养实施导师团制度，导师团由本校教师、其他高校与研究院所人员、企业家、国外专家、优秀毕业生及在校生组成。导师团根据学生特点，为其制定学业规划与发展方向，并进行实时学业指导；以课程模块为基础形成多个培养方向，学生根据个人兴趣与职业目标进行选择，既培养拔尖创新人才又培养复合应用人才。同时，建立“导师团协商会议”机制，导师团对人才培养的效果进行反馈，从而对培养方案与培养范式进行适当调整。

2.4 建设特色的专业实践基地与实践教学体系

2.4.1 以“智慧园艺”为目标，提升校内实践基地水平

进一步建设校内实践教学基地，尤其是添加园艺生产中的智能装备，根据所在区域园艺种质资源的特点以及学院教师的科研特色建立几种园艺作物的智能生产线，满足学生实践的基本需求；同时引进园艺生产的虚拟仿真平台。

2.4.2 构建“多维实践-协同育人”平台，焕发创新创业精神

与大型的园艺企业、智慧园艺相关的科研院所、高校等合作建设校外教学科研实习基地，构建多维大学生实践创新教育平台，建立校-企-示范基地协同育人机制，从而提高学生“能解决产业问题”能力和创业意识。教学基地将以所在区域大型园艺企业和高科技园艺园区为主，打造专业特色；同时以其他区域的园艺企业为辅，提高学生的综合专业素养。实践内容以园艺作物智慧生产与运营、大数据采集、分析、运用为主，体现专业特色；同时以智能装备的深层次研发为辅，满足学生的不同发展需求。

2.4.3 创新实践教学模式，激发实践创新能力

将实践实习分为认知实习、感受实习、专业实习、综合实践等4个递进模块，一年级开展认知实习，让学生全面地了解现代园艺产业，激发对园艺专业的兴趣；二年级进行感受实习，接触现代园艺产业活动，为学习专业奠定基础；三年级进行专业实习，将理论与实践相结合；四年级开展综合实践，对所学的理论知识和实践技能进行综合运用并激发创新。实践内容涵盖3个层面，园艺智慧生产、智慧元素研发、园艺科学，针对学生兴趣与职业规划进行分类实习。

3 结束语

随着现代科技的发展，智慧元素不断融入到园艺产业中，进行智慧生产与经营、智慧管理与决策，从而极大提升了园艺产业竞争力和生产效益。园艺作物智慧生产已成为我国和世界园艺发展的迫切需求，变革传统园艺专业结构成为必然趋势。因此制定园艺作物智慧生产型人才培养方案并构建人才培养范式是适应园艺信息化、智能化、现代化发展的刚性需求，也是提高学生的思考力、执行力、创新力与全球胜任力的有重要举措。探索如何以园艺学科为核心的多学科交叉融合模式、如何提高培养对象的创新力与实践力、如何建立以社会与用人单位为主体的园艺人才评价与需求反馈机制等，将是值得反复思考的关键问题。