“面向产业、以科促教”农业工程课程体系探索——以东北农业大学为例

唐 汉，王金武，王金峰，周文琪，王 奇

（东北农业大学 工程学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

引言

2020年10月29日通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出，优先发展农业农村，全面推进乡村振兴；适应确保国计民生要求，以保证国家粮食安全为底线，健全农业支持保护制度；坚持最严格的耕地保护制度，深入实施藏粮于地、藏粮于技战略，强化农业科技和装备支撑，提高农业良种化水平。

在此背景下，依托东北农业大学农业工程一级学科和国家重点学科农业机械化工程二级学科，以新时代背景下高校“双一流”学科建设为目标，以立德树人为根本任务，以培养“知农爱农、强农兴农”的新时代涉农人才为己任，以智能农机装备研发为中心，强化机、电、水、能源协同发展、农机农艺高度融合、农机装备智能化和现代农业无人化专业特色，通过培养高水平人才、整合科技资源、加强平台建设和教学方法交流培养“知农爱农”新型人才，开展新农科新工科视域下农业工程类专业创新实践教学体系探索、构建与实践研究，对现代农业工程拔尖创新人才的培养具有重要意义［1］。

一、推进农业工程学科转型升级是现代农业产业的迫切需求

（一）我国涉农高校毕业生同当前农业发展所需的拔尖人才存在差距的问题突出

工程教育在我国教育体系中具有举足轻重的地位，但在涉农高校尤其是农业工程学科人才的培养中存在突出的问题［2］。一是大多数农业高校人才培养体系分散、各专业之间交叉融合少；二是在教学过程及学生实践应用过程中新兴技术体现不充分、农机与农艺融合度低、学生接受知识方式过于传统；三是农业工程学科知识结构体系及学生实践能力与生产一线要求存在差距，毕业生面临进入企业后再次培训问题；四是围绕现代农业产业体系，经济转型升级整合和更新教学内容渠道较单一；五是多学科间关联性、互补性不强，新知识、新技术进入课程体系时效性较差；六是新兴教学理念与方法推广实施效果较差，仍未探索出适用于线上线下混合式教学的有效途径［3］。

（二）培养适应产业需求的拔尖人才是农业工程学科教学的现实需求

新工科建设“三部曲”为新时期工程人才培养和教育教学改革指明了发展路径［4］。融合创新作为新工科教育的新范式，强调现代工程教育必须要开放式、全方位、所有利益相关方参与和协同互动、可持续、全面的融合创新［5］。当前产业发展已经不局限于单一学科需要，产业亟须培养多学科交叉融合的复合型拔尖人才。而新工科建设的核心内容之一即多学科交叉融合，通过多学科间多向交流融合、弱化专业之间界限并强化学科间交叉，促进学科发展和新知识的产生［6］。当前，在“双一流”建设背景下，工学学科是主要建设学科，从国家划分的理、工、农、医等十大学科门类来看，工学入选最多；按照一流学科入选数来看，依然是工学学科最多［7］。因此，必须重视工科建设，而对于农业工程学科可通过多专业学科交叉融合进行改革创新，破除当前存在的学科壁垒、专业藩篱等现实“瓶颈”，提高学科间的相容性、关联性和互补性［8］。培养复合型、创新创业型人才，推动农业类高校实现高质量发展。

二、“面向产业、以科促教”农业工程学科高度交叉融合创新课程体系

（一）“面向产业、以科促教”的培养模式是农业高校发展的必然要求

以东北农业大学作为试点，开展新农科新工科背景下的农业工程一流特色学科专业集群内各课程体系修订，全面梳理新时代农机、农电、农建、农水等专业创新型人才培养方案；将现代农业、物联网、大数据等新理论、新知识、新技术融入教学内容，保证新知识、新技术时效性；积极实施专业负责人主导下的主干课程教学团队制度，课程责任教授负责课程建设与优化改进，在教学中实施课程思政、课程育人改革，以科研实践中最新的理论、技术充实教学内容［9］；探索线上线下混合式教学、翻转课堂等新型教学方法，激发学生的学习兴趣与动力，加强学生课程学习过程管理，全面提升教学效率与效果［10］；按照引领性、探索性、持续性原则，创建对接先进制造技术和优秀企业文化的校企合作课程和教材；着力提升课程建设质量，从教学内容与方法、课程体系与教学模式，以及实践教学平台与教育质量评价体系三个方面进行改进。

（二）多方面改进农业工程学科，高度交叉融合创新课程体系

东北农业大学工程学院提出的“面向产业、以科促教”农业工程学科高度交叉融合创新课程体系，打破原有常规教学模式，不局限于单一学科的建设，形成多学科教学体系交叉融合。在原有教学基础上，针对实际需要、产业需求、政策导向，以及高校办学目标，在教学方法与内容、课程体系与教学模式、实践教学平台与教育质量评价体系等多方面进行改进、融合、创新，形成了一套完善的、全方位的新型课程体系，如图1所示。

图1 农业工程学科高度交叉融合创新课程体系

1.教学方法与教学内容。提出了宽厚扎实的知识基础、开拓进取的创新能力、求真求实的实践精神、开阔前瞻的国际视野和稳健卓越领袖素质的“五位一体”教育理念，拓展了人才培养的内涵。结合线下授课、翻转课堂等形式，实现线上线下混合的教学方式。学生不仅可以在线下课堂学习相关知识，课后也可通过线上的课程复习巩固所学知识，打下更牢固的基础。东北农业大学工程学院投入大量资金为学生建造虚拟仿真实验室，学生可以通过虚拟仿真软件进行各种农业机械的仿真实验，让学生在学习理论知识的同时掌握农业机械的构造及作业过程。学生亲自动手操作使知识掌握更牢固，可提升学习兴趣，也可增加实践经验，避免了多数学生所学知识只停留在书本上的问题。目前，此种教学方法学生反馈良好，在其他农业高校也受到极大认可。

2.课程体系与教学模式。将多学科交叉理念与农业工程教育相融合，细化“基础构筑—专业集成—专业培养”多阶段实施路径，升级增设行业发展课程，形成具有自主特色课程群落，实现知识模块融合及课程间贯通。以农业机械化及其自动化专业为试点，打破原有课程设置模式，不局限于与农业机械相关的课程，与电气、水利等专业相关的课程也纳入教学体系。开设智能农机装备实验课、智慧农业实验室等实验教学课程，拓宽学生的眼界，着力打造复合型拔尖人才，让毕业生更快更好地融入全新的工作环境。

3.建立实践教学平台与教育质量评价体系。建立课堂教学、工程实践和科学研究“三位一体”的校企联合培养体系，学生每年分期分批参加生产实践；建立主体不同评价指标不同、课程不同评价指标不同的多视角、多层面教学质量评价体系。东北农业大学对传统实验室进行现代化改造，开放使用并高效管理，促进实验室各项工作的快速发展，大幅提高拔尖创新人才实践教学效率和质量。建立教育质量评价体系，采用学生评教和教师自评相结合的模式，构建教学管理、教学督导与学生管理为一体的教学质量监控体系及教学信息反馈系统，有针对性地改进教学中存在的不足，提升教学质量。

三、培养体系运行成效

农业工程学科高度交叉融合创新课程体系在东北农业大学工程学院运行效果显著，获得广泛关注，莅临参观的教育部及省教育厅等领导专家均给予高度评价和充分认可。平均每年在东北农业大学工程学院受益人数达300～500人。具有创新意义的实践教学体系打破原有培养模式，大幅提升毕业生就业率与升学率。农业工程学科高度交叉融合创新课程体系和创新培养体系受到社会及各高校广泛认可。

（一）拔尖人才培养成果

自此培养体系运行，学生先后参加国家级、省级、校级大学生创新训练项目200余项，获得“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛特等奖、国际大学生智能农业装备创新大赛特等奖、中国“互联网+”大学生创新创业大赛金奖等各种奖项80余项。在参加比赛过程中，学生展现出了良好的科研潜质、创新能力和实践动手能力，获得评委专家的一致好评和高度认可，彰显出“面向产业、以科促教”农业工程学科高度交叉融合创新课程体系在培养创新创业型人才方面的巨大优势。

（二）师资力量与教学水平

东北农业大学自实行“面向产业、以科促教”农业工程学科高度交叉融合创新课程体系以来，教师教学水平大幅提升，课上教学内容更加丰富；团队合作机制建立，促进了教学研讨和教学经验交流，推进了教学工作的“传帮带”和老中青相结合，提高了团队成员教学水平；形成了素质优良、结构合理、特色鲜明、自主创新精神稳定、多学科交叉融合的高水平高质量教学团队。