新农科背景下农工融合创新人才培养模式探究——以仲恺农业工程学院农业工程专业建设为例

马稚昱，褚璇，韦鸿钰，王澜柯，刘洪利，朱立学

（仲恺农业工程机电工程学院，广东 广州 510225）

0 引言

党的二十大报告明确提出：用现代技术和物质装备武装农业，提高农业良种化、机械化、科技化、信息化水平[1]。并且，习近平总书记围绕“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”、“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”作出新的全面部署，提出教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑[2]。为响应国家战略需求，需要大量优秀的农工科技人才，特别是需要大量服务于以新农科、新技术、新产业、新模式为特点的新兴农工交叉学科人才。

2018 年10月，教育部、农业农村部、国家林业和草原局发布《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》，为高等农业院校全面落实本科教育工作会议精神，肩负起服务乡村振兴发展和生态文明建设的重大历史使命指明了教育教学改革的具体目标和任务[3]。高等农业院校作为高素质农业科技人才培养、现代农业科技成果产出的重要基地，在学科和专业建设中，科研和教学必须紧紧围绕“农”字展开，才能为社会和产业培养高素质的复合型农林人才[4-6]。2018 年12月，教育部在中国农业大学组织召开“新农科”建设研讨会，提出要以现代科学技术改造提升现有的涉农专业，布局适应新产业、新业态发展需要的新型涉农专业，推进课程体系、实践教学、协同育人等方面的改革，为乡村振兴发展提供更强有力的人才支撑[7]。2020年10月，《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，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[4,8]。新农科正在从理念转化为具体的行动，在这一背景下，地方农业高校必须抓住新农科建设契机，立足区域农业特色，全面推进教育教学改革，掀起一场“质量革命”，实现地方农业高校的高质量内涵发展[9-11]。

基于国家政策的指引和农业工程学科发展的需求，作为学校重点建设学科，仲恺农业工程学院以新农科新工科融合建设为突破口，结合学校现有教学资源基于机械工程专业创建了具有多学科交叉融合特色新型农业工程专业，并让所学专业的学生深入到智慧农场参与创新共建，体验、感受和直接接触农业生产，掌握推动农业4.0 时代到来的农业实践科技力量和手段，积极探索一条具有地方农业院校特色的新形势下农业工程专业的改革发展道路，实现工科专业与农业专业教育的有机融合，形成了新农科专业工程教育模式。

1 农业工程专业的创建背景

农业工程的概念随着社会经济和科技进步发展不断完善深化。50 年来，农业工程学科发展成为一门覆盖工程学、生物学、农业科学、经济与管理科学的综合交叉应用科学[12-13]。我国在1978 年全国科学大会上，正式将农业工程确定为一门学科，并列入我国亟待发展的25 门科学技术之一。农业产业具有鲜明的地域性特征，农业高校在长期的办学实践中已经逐步形成较为明显的区域特色，这是农科区别于工科、医科等高等教育的显著特征[14-15]。经过近半个世纪的发展，2021 年“软科”发布的中国最好学科排名中，拥有农业工程学科点的高校共有23所，高校排名均位于前50%[16]，如表1 所示。

表1 2021中国最强（软科Top10）农业工程研究机构[16]

仲恺农业工程学院是一所以“扶助农工、注重实践”为办学宗旨，以农、工学科为优势，农、工、理、经、管、文、艺、法等多学科协调发展的地方涉农高校。2020年，为扩大农业工程学科优势，仲恺农业工程学院机电工程学院设立了全校第一个农工专业——农业工程专业。为提高本专业学生的培养质量和就业竞争力，适应《新农科人才培养引导性专业指南》的指导思想，服务农业农村现代化进程中的新产业新业态，仲恺农业工程学院采取多种举措，促进发展农业工程专业。

2 农业工程专业建设模式

2.1 强化思政教育，培养知农爱农新型人才

习总书记在给全国涉农高校书记校长和专家回信中指出：“新时代，农村是充满希望的田野，是干事创业的广阔舞台，我国高等农林教育大有可为。”农业农村现代化关键在科技、人才，坚持以高水平农业科技自立自强、培养知农爱农创新型人才，为加快建设现代化农业强国贡献更多“农业院校力量”。仲恺农业工程学院作为首批广东省“三全育人”体制机制建设试点高校，提出了“3+6+5”改革思路、“3+4+3”工作路径为基础的育人格局，全面提升人才培养质量。

农业工程专业在仲恺农业工程学院“三全育人”建设实施方案和新农科人才培养引导指南的指引下，着重培养学生的知农爱农情怀和强农兴农本领。邀请学科专业领域知名学者专家开展农业工程专业导论课程，鼓励学生参加线上线下的学术论坛会和现代农业科技博览会，组织优秀学生参加专业学科竞赛，加强学生对专业的理解认知，提升对行业的热爱自信。

为深入贯彻习近平总书记关于教育的重要论述，特别是在学校思想政治理论教师座谈会上的重要讲话精神，仲恺农业工程学院农业工程专业建设过程中深挖思政元素，从培养方案、课程设计、教学大纲、实习实训、主题设计、科技创新等各个教学环节，融入三农和思政元素与案例，构建融合新农科、新工科理念的农业工程专业思政育人培养体系，如图1 所示，建设画法几何与机械制图专业课程资政教学示范课程，逐步形全过程、全链条、全环节推进专业思政育人格局，发挥好思政课程育人功能。

图1 农业工程专业思政育人培养体系

2.2 强化学科融合，构建农工融合应用型本科人才培养体系

近年来，生物科学和遗传学的进步推动了农业工程专业领域范围不断深化拓展，培养的农业工程师应具有宽广的工程基础并与农业系统的知识相结合，能解决农业与工程相连的问题[12,17]。新农科建设的核心内容之一即多学科交叉融合[18-21]，农业工程正向着智能化、精准化、数字化生产方向发展，融合了人工智能、大数据、互联网、云计算、生物科学和遗传学等新工科和新农科元素，通过交叉学科培育更强的创新人才，为乡村振兴、现代化农业农村发展提供人才支撑[10]。

仲恺农业工程学院建校95 年来，一直秉承“注重实践，扶持农工”的办学理念，在农业机器人、农业自动化、设施环境自动调控及水肥一体化等领域取得了一定成果。2010 年获得农业机械化农业硕士专业学位点授权，2014 年“农业工程”获得校级重点学科建设立项，2018 年精准农业智能装备科技创新团队为广东省教育厅科技创新团队，建设有广东高校岭南特色食品加工与智能装备工程技术研究中心、广东省现代农业产业化研发重点实验室及基于“互联网+”智能制造工程类创新创业实践平台。通过全面梳理新时代农业工程专业创新型人才培养方案，以科研促教学，将科研实践中的最新理论、技术充实进教学内容，促成了农业工程专业面向农业机器人、设施农业智能装备、植物工厂、农业环境智能调控等智能农业、智慧农业亟需的高素质复合型人才优化专业教学资源，打造精品课程和配套的网络教学资源，如图2 所示。

图2 农业工程多学科交叉融合培养体系

2.3 强化课程改革，打造新农科新工科综合实践人才培养课程知识体系

2018年，教育部高等教育司司长吴岩在“中国大学教学论坛”上提出：课程是人才培养的核心要素，是教育最微观、最普通的问题，但它要解决的却是教育中最根本问题——培养人。新农科建设“三部曲”为新时期农林院校人才培养和课程改革创新指明了方向，仲恺农业工程学院农业工程专业面向新农科人才培养指导思想，提出以学生为中心，基于AIC 模式高度交叉融合的创新性课程体系，即A——能力引领（Ability Leading），I——创新驱动（Innovation Driven），C——特色支撑（Characteristic Support），着重提升学生的创新意识、创新能力、科研素养和综合实践能力[17,22-24]。

农业工程专业课程优化体系如图3 所示，首先构筑宽厚的专业基础知识，不局限于传统的通识相关课程，将新农科、新时代、新发展知识融入到课程内容中，例如将“大国三农”、乡村振兴等时代内容融合到课程设置中，提升学生“知农”素养。然后强化学科专业课程，对接新时代农业创新发展的要求，将生物技术、互联网、传感器等现代科学技术融入到专业课程中，形成有鲜明特色的现代农业工程课程体系，提升学生“爱农”素养。最后优化农工交叉融合创新实践训练体系，围绕产业发展需求构建分层次模块化的“工为农用”实践训练课程体系，从农耕实践、工程基础训练、项目创新训练、农业产业实践到技能竞赛训练，形成递进式农业产业导向实践体系，实现培养学生解决复杂农业生产问题的综合能力，提升学生“强农兴农”的本领。

图3 农业工程专业课程优化体系

自成立后，农业工程专业通过AIC 模式细化基础知识，采取专家学者讲座、现场参观学习和进入科研平台等多种方式引导学生了解新农业、新农村、新农民的时代特性和需求；强化专业课程，根据广东省粤港澳大湾区和现代化农业建设的需求，深度融合“智慧农业”“传感技术”“农业大数据”等课程资源，注重专业特色的精炼，拓宽专业口径、强化实践，形成跨学院、跨学科、跨专业的开放互补型的课程体系，学生可以自主选择不同的模块，实现个性化培养；最后深化“产学研”及“科技竞赛”等课程资源融合，通过农耕劳动、农机装备拆装设计、农业机械人创新设计、生产实习等实践环节，及凭借智能农机装备科技创新团队的科研反哺能力和农业工程学科优质教科研资源，强化实践，提升学生对农工实践课程的操作性、应用型及自我发展的动力。经过几年的探索，初步建成了符合新农科建设要求，具有农工融合地方特色鲜明的课程教学体系。

2.4 强化教学团队，建设科教并重开放互补的师资队伍

面向创新型、复合型、应用型新型农科人才培养的新要求，仲恺农业工程学院系统化构建教师能力发展提升体系，如图4 所示。一方面，加大对专任教师的培训力度，培育优秀中青年骨干教师，发挥学术研究机构在教学中的作用，合理设置系、教学团队、实践中心及科研平台机构，积极探索多元化、多样化的基层教科研组织，为教师跨院系、跨学科、跨专业参与教学组织提供了途径，激发基层教学组织活力，构建科研—教学—学习共同体，固化“科教融合、学术育人”理念。另一方面，加大教师引进力度，促进教师专业发展。通过公开招聘从国内外知名高校引进包括生物生产学、环境与能源工程等专业背景的青年教师，完善中青年教师培养机制，建设老中青相结合的教学梯队。通过校内聘请植物学、农学、智能工程等专业背景的师资作为农业工程专业的兼职教师，初步形成跨学科、跨专业的交叉融合型教学团队。通过聘请行业资深专家、企业工程师为农业工程专业的企业教师和兼职教师，增加了农业工程专业师资数量，同时优化了专业师资结构，目前初步建成了一支双师双能融合型协同育人师资团队。

图4 农业工程专业构建教师发展体系

2.5 农工融合人才培养效果

综上所述，仲恺农业工程学院农业工程专业自创建经过不断的研究探索，逐步形成了双引领双驱动的农工融合人才培养模式，如图5 所示。仲恺农业工程学院依托三全育人的思政培养体系，首先确认了三农和农耕文化底蕴培育，提高学生的知农爱农意识。同时深化校企协同育人，直接将农机企业和科研平台引入教学，规范构建课程体系和开发课程资源，以真实的农机装备作业生产和研发项目为教学实例，激发学生学习热情兴趣，创建跨学院跨专业跨年级的项目团队，为他们制定个性化培养计划，实现优质高端就业目标。另一方面，学院组建“双师双能型”教师团队，基于构建的科研—教学—学习共同体，对任何参加项目团队的学生，同时接受学校和企业的双导师指导，为实现人才培养目标提供师资、技术保障。

图5 农业工程专业人才培养模式

自此培养体系运行，学生入学可通过创新平台和实验室平台招新进入学院的创新实验室，专业会通过面试对学生进行分组形成跨年级跨专业的项目小组，选派教师进行具体指导。学生先后参加国家级、省级、校级大学生创新创业竞赛项目达150 人次，获得国际大学生智能农业装备国际创新大赛特等奖、全国三维数字化创新设计大赛特等奖、全国大学生机械创新设计大赛一等奖、“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛二等奖等各类奖项50 余项。在培养参赛过程中，学生们体现出很好的创新思维、实践动手、科学研发的能力。毕业时，学生在动手能力、创新能力和科研潜力等方面得到了明显提升。农工融合型人才培养成果如图6 所示，机械专业18 级学生总人数290人，其中报考研究生学生数65人，19 级学生总人数377人，其中报考研究生学生数达到150人，研究生报考人数比例上升了17.3%。充分体现出“农工融合创新人才培养模式”在高阶型、创新型、挑战度创新人才培养方面的巨大优势。

图6 农工融合型人才培养成果

果园作业环境复杂、施肥管理频繁、作业劳动强度大，而实现机械代人既能提高效率，节省时间，又可以减轻劳动力，降低劳动强度。当前我国果园施肥机器人仍是果园生产机械化的薄弱环节。2021年的第七届国际大学生智能农业装备创新大赛B 赛主题围绕果树施肥机器人开展。针对比赛题目，本专业选派了15 名学生和4 名农业机械设计方面的教师作为指导教师，深入分析果园施肥特点，并经过反复论证修改，设计了果树施肥机器人和设施农业巡检系统，作品获得了2021 年国际大学生智能农业装备创新大赛特等奖1 项、一等奖1 项和二等奖2项，大赛现场如图7 所示。

图7 2021 国际大学生智能农业装备创新大赛现场

3 结语

在新农科、新工科的新时代教育背景下，仲恺农业工程学院农业工程学科已经积累了丰厚的新型农工专业建设和实践基础，充分发挥多学科交叉融合、互补的优势，体现了地方农业院校的农工学科优势和专业特色。本文从农业工程专业的思政教育、人才培养、课程知识体系及师资队伍建设情况进行了阐述，实践证明农工交叉融合应用型培养模式有利于与地域社会经济发展对人才的需求，也为新时期我国高等农林教育发展提供了参考。