“智能+”教育模式在新农林专业人才培养中的应用探讨

□郝树芹 段 曦 束 靖

在“绿水青山就是金山银山”的新一轮经济社会发展战略时代背景下，“三农”的教育事业仍然非常需要大批从事农学等高科技领域的专业人才，这对于高校的应届毕业生无疑仍然会对其产生很大的社会市场性和吸引力，但同时这也给“三农”专业技术型本科人才的就业选拔培养工作的开展提出了更多的科学技术的新要求和严峻的新挑战[1]。2018年10月，教育部、农业部和农村部、国家高级林业和天然草原管理局再次联合正式发布《关于加强农科教结合实施卓越农林人才教育培养计划2.0的意见》[2]，农业工程类本科院校全面落实全国本科农业教育教学工作领导会议通知精神，肩负起共同努力服务于为促进我国乡村集体经济社会振兴与农村社会经济发展及其乡村生态精神文明体系建设的重大特殊历史使命，也充分指明了高等农业本科教育的教学改革的具体发展目标与主要任务。2018年12月，教育部在中国农业大学联合组织举办“新农科”重点项目专业建设指导工作专题研讨会，提出要以国家农业部和现代科学农业技术创新专业改造的具体形式入手来不断提升高校的特色涉农学科专业，布局一批能够有效适应新发展产业、新发展业态和大发展趋势要求的新型特色涉农学科专业，推进涉农课程教学制度、实践教学、协同创业育人等各个方面的专业改革，为加快促进我国乡村农业经济社会振兴和健康农业发展建设提供更强有力的学科资源和专业人才培养支持[3]。教育信息化是教育的一大改革。近年来，教育科学信息化相关科学应用技术的研究发展迅速，日益丰富的优质数字网络教育资源也使得科学信息化教学逐步得到了广泛普及，教师和高等学校教育行政管理部门及其管理人员的科学信息化教育意识与科学技术水平得到显著提高。教育信息化，要求在教育过程中较全面地运用以计算机、多媒体、大数据、人工智能和网络通讯为基础的现代信息技术[4]，促进高等教育的教学改革，从而更好地把握适应正在快速发展即将到来的信息化时代的经济社会需要，对于不断深化现代教育体制改革，实施新型综合性的素质教育，具有重大的意义。在新时代、新形势下，人工智能技术对教育信息化的建设有重大的影响，人工智能技术对才培养模式的创新、教学方法的改革、教育治理能力的提升有着支撑作用[5]。《教育信息化2.0行动计划》的正式实施和报告出台正式启动开启了当前我国现代教育行业信息化的转型升级，“智能”进一步深入凸显了我国教育行业信息化2.0的新基础技术重大变化、新功能特征。

一、涉农专业目前存在的问题

(一)知识体系不能符合农业发展新需求。由于新农科历史发展时代对于我国农业经济发展的新时代需要以及第四次产业革命的巨大冲击和双重影响，“新农科”的基本概念和农业知识涉及领域也随之开始发生了巨大的重要改变。人类传统现代农业知识的结构重要性及其作用正在被农业现代化和人工智能不断地破坏，原有的人类传统农业知识以及结构领域体系已不再可以很好地完全适应未来“三农”农业发展的必然趋势和发展需要，传统的现代农业知识也许慢慢地从“新农科”的农业知识结构领域逐渐撤离，而且由于现代人工智能主要领域涉及和达到的知识包括计算机科学、神经和认知科学、心理学、社会学和基因工程、细胞工程所涉及的生命科学、工程学和信息科学等交叉或相融合的农业知识都可能会逐渐进入“新农科”。因此，知识体系改革是人才培养模式改革的基础。

(二)人才培养模式不能体现学生学习个性化和教师教学过程化。传统的人才培养模式下，学生在其进行学习活动的过程中往往不能真正实现其个性化，学生无法充分认识和了解自己，教师也难以密切地关注和监督到每一名学生，因而在课堂内外，即使没有信息化技术应用的大力支持，也往往只能够获得一种标准化学习的内容及对于学习战略的指导。由于教师在整个教学过程中没有做到精准化，教师以其一人之力很难从对预习、听讲、复习、自学、作业、考核等各种场景的应用中，观察并把握全班所有同学的个性特征、学习行动与学业结果，更加无法精准地引导每一名同学的思维与学习。由于学校的各种类型的数据散布在不同的业务体系之中，相互之间的数据没有进行融合，学校的决策管理流程难以获取数据的整体支撑，学校在这种数据被切断的状况下，也难以为其教学的精准化和学习的个性化发展提供强大的管理保障。

(三)人才培养模式不符合“三农”发展需求。农业院校的生产管理育人模式在建设时应该要紧密地联系到生产，现有的人才培养模式中，农业院校的理论和实践性教学条件的缺失，导致了当学生正式走向工作和生产的职业岗位后，课本知识和实践与生产工作的实际不相适应或者脱离，不符合“三农”人才的需要。新一代的农科专业人才在培养过程中需要学习掌握更多的智能化时代发展的基础知识和新型技术，其在培养手段上也必然要求学习到更多的电子化、信息化等技术，同时因为人工智能还可以存在着涉及伦理的问题，也就是说应该更加注重对科技伦理等各个方面的教育。在教学方法上，信息化技术的发展将大力助阵教学方法改革，人工智能技术应用于教学过程，创造一种新的教育的环境、教育的方式、教育管理的模式、师生关系。

二、智能+模式在新农林人才培养中的改革措施

(一)人工智能+个性化、精准化培养。利用人工智能、大数据等技术优点，开发出各种适合于学生自己要求的软件、利用人工智能大数据来进行教育管理的软件及具体的学习课表所需要设置的软件等，帮助学生的个性化要求来学习，并制定出科学、恰当的学习方法。而且人工智能还可以被当做是教师的有力帮忙和助手，可以帮助教师随时掌握学生的知识和学习状态，帮助他们克服困难，帮助教师批改作业，替换教师一些机器式的劳动，减轻了教师的压力和负担，使得教师可以拥有更多的时间与学生亲密地接触和交流。智能改变了高校师生之间过于传统的双向互动学习评价评估方式和主动学习式的评估评价模型。利用这种智能化的教学管理技术，能够大幅度地有效提高高校课堂的教学管理效率和学习绩效，为广大高校学生教师进行更好的课堂教学服务。通过努力构建一个以学习者成长为服务核心的教育服务环境，提供精准推送的教育咨询服务，实现日常学习教育及职业终身教育的精准定制化和个性化。

(二)人工智能+教学方式改革。设施农业科学与工程专业是一个实践性和理论意义很强的专业，在进行理论课堂教学的过程中，借助于智能大数据在线课程平台，创建了在线课程，完整地记录了教学过程中各个环节的大数据，并为学生提供强大的信息系统大数据分析及展示功能，可以方便地查看到整个学校的课程、学生、教师的各种多维度数据，进行可视化的统计和分析，全方位地展现了学校网上教学的成果。借助可视化的分析数据，可以洞察数据精确定位课程设计中的问题，帮助教师提升课程质量，也可以让教师对每个学生具体的学习情况了如指掌，便于对学生进行个性化教学辅导。在进行实践教学的过程中，由于现实的原因及其受到环境和自然条件的影响所限，学生在实际中能够进行的实践活动机会较少，相关的课程设计与教学实践只能停留在一个单纯的理论学习中，通过对人工智能的模拟仿真传统的教学手段无法达到要求的场景，能够克服教学中的短板。针对实践性较强的教学项目，开发了虚拟仿真软件，依托虚拟仿真教学实验，采用了多样化的教学手段，不但能够有效引导学生更加注重理论的学习和实际运用的密切联系，而且最终使学生的创新设计意识和小组协作精神得到了培养。由于这种虚拟仿真实验系统本身具有良好的数据记忆和管理功能，利用其对课程的考核可以很好地记忆并通过网络在线显示出每个学生的运算操作流程，所以利用虚拟实验系统进行的多样化课程考核是一种良好的形成性考核方式[6]。

(三)人工智能+学科交叉融合。复合型人才的培养是当今我国高等院校教育的一个主要发展方向，高素质的复合型人才在当前这个时代，已经被认为是增强国家综合竞争力的主要因素，这也是高校开展创新性人才培训模式和体制机构改革工作的必然。大力推进学科间、学院间交叉合作办学，促进学院间专业拓展课程互选，从而更好地培养具有鲜明学校和专业特色的“人工智能+”人才。同时，注重对广大学生的思想政治教育，把学生德育素质培养建设贯穿整个德育教学的全过程，培养学生良好的职业素养。

(四)人工智能+师资队伍建设。改善教育师资队伍的结构，外引内培，除了要加大对高层次青年教师引进，还要适当地对其他青年教师进行定期的教育教学新技术、新方法的培训。充分利用高校、科研院所等专业和机构等与人工智能有关的教学、科研信息化资源，加强对人工智能相关技术的培训，走出一条教师专业化的教育之路，推动广大教师们更新思想、重塑职业角色、提高自身素养、增强自我适应能力，培养和提高广大教师人工智能相关技术的应用。并鼓励广大教师学以致用，将自己所学到的知识运用于实践，引导广大青年教师在注意深化理论探索的同时，注意实际运用。与此同时，大力打造交叉学科师资队伍。一方面，鼓励各学院有志于进行学科交叉教学和研究的相关教师多参加国内或国际的交流与培训，促进交叉学科师资队伍发展壮大。另一方面，通过制定有效人才引进政策吸引和大力引进交叉学科优秀教师，鼓励不同学科与学院之间的学术交流。

三、结语

在“新农科”建设背景下，利用人工智能实现人才培养个性化、精准化，改革人才培养方式，促进学科交叉融合，加强师资队伍建设，创新人才培养模式。在注重培养大学生的专业核心技能和知识水平的同时，注重对软技能、人文素养、综合素质等方面的培养，使大学生能够具备较好的专业服务能力、对职业生涯的拓展能力和对幸福生活的创新能力，培养大学生“学农、爱农”的意识，融合思想政治教育，全过程育人。通过全面、系统地对新农科的专业技术人才培养管理模式问题进行深入的实践探索和系统性的理论研究，形成了涉农具有自身特色、全新的专业技术人才培养管理方案，以提升本校专业技术人才培养的质量，更好地服务于“三农”的建设。