人工智能赋能新农科创新创业教育模式研究

李茵 张宏鸣 王美丽 张晶 王宇

摘  要：随着新农科和人工智能的兴起，以及其与创新创业教育的融合，农业可持续发展的关键问题豁然开朗。然而，相关研究在师生创意激发、课程流程、学生人工智能素养、校企生态等方面仍面临挑战。文章提出了整合在线课程、知识图谱技术和校企合作的机制，以培养跨学科创新创业人才。旨在提高学生实践能力、创新思维，并支持创业各阶段的活动，从创意发现到市场调研，再到技术匹配。通过人工智能技术的运用，农科院校将更好地培养适应现代农业需求的创新创业人才，推动农业科技创新和经济发展。

关键词：新农科；教育模式；创新创业；人工智能；知识图谱

中图分类号：G434；C961    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2024）17-0143-06

人工智能（AI）在新农科创新创业教育领域的应用，可以为学生提供更丰富的学习体验和实践机会，赋能新农科创新创业教育模式，如智能教学辅助。开发智能化的教学辅助工具，根据学生的学习情况和兴趣，提供个性化的学习内容和建议。AI可以通过分析学生的学习数据，为教师和学生提供更精准的教学和学习支持。虚拟农场模拟。创建虚拟农场模拟平台，让学生可以在虚拟环境中体验农业生产的各个环节，从种植到收获，从管理到销售，帮助学生更深入地了解农业运作，培养农业创新能力。农业数据分析。利用AI分析农业数据，帮助学生了解市场趋势、需求预测和资源分配等方面的信息。学生可以通过数据分析制订更合理的创新创业策略。智能农业技术，引入智能农业技术，如物联网（IoT）和传感器，让学生体验先进的农业生产方式。学生可以学习如何应用技术解决农业领域的实际问题。市场营销和销售，利用AI分析市场需求，为学生提供市场推广和销售策略的建议。学生可以学习如何利用数字营销和电子商务来推动农产品的销售。智能创业辅导，利用AI提供创业辅导，为学生提供创业计划的优化建议、商业模式的评估等。AI可以帮助学生更全面地考虑创业过程中的各个方面。企业合作与导师，利用AI平台连接学生与企业合作伙伴，为学生匹配适合的导师，促进实际项目合作和学术导师指导。创新创业模拟，利用AI创建创新创业模拟平台，让学生可以模拟创业过程，从产品开发到市场推广，体验整个创业旅程。虚拟现实体验，基于虚拟现实技术，创建农业创新创业实景体验，让学生可以在虚拟环境中亲身体验创业的挑战和乐趣。创新创业竞赛，利用AI评估学生的创新创业项目，并为参赛选手提供评审意见和优化建议。在进行研究时，需要结合新农科创新创业教育的特点和需求，深入思考如何将人工智能技术与教育相结合，创造出有实际价值的教育模式。

一、高等学校创新创业教育发展现状

高等学校创新创业教育的发展在中国近年来逐渐受到重视，随着经济和社会的变革，创新创业成为推动社会进步和经济发展的重要动力。［1］刘春放指出学生参与创新活动不足，学生创新能力需内外结合、理论实践并重提升，创新思维方式、知识整合能力亟待加强。［2］方伟指出，我国大学生创业教育经历十年探索，虽有成果，但仍存在问题：误解创业本质、创业与专业融合不足、缺乏系统理论体系、政产学研合作不足，需要正确认识、深化融合、建设体系、加强合作，推动创业教育进一步发展。［3］祝金旭指出我国高校创新创业教育存在教育理念滞后，未充分认识创新创业内涵；师资队伍不足，专职、实践经验不足；教育教学体系不健全，课程单一、体系不完善；保障体系机制不完善，政策碎片化，联动育人、实践平台不足。［4］以上问题制约了创新创业教育的全面发展。不同学校、地区以及国家对于高等学校创新创业教育的发展现状会有所不同，总体上来看，高等学校创新创业教育正逐渐迎来良好的发展态势。

首先，高等学校创新创业教育注重知识与实践的结合。特别是在农业科学院校（农科院校），强调实际操作和实地实践具有重要意义，［5］所以农业领域的创业必须与实际农业生产相结合。在这些学校，学生通常有机会参与农田实验、农产品加工等实际项目，从而更好地理解农业创业的实际情况。

其次，高等学校创新创业教育注重科技创新与农业现代化。农科院校在农业科技创新和现代化方面具有一定优势。因此，双创教育侧重培养学生的科技创新意识，鼓励他们将科技成果应用于农业生产和创业项目中。农科院校的创新创业教育还关注农村经济发展和农村创业。学生可能会接触到农村产业发展、乡村旅游、农村电商等领域的知识和实践，为他们在农村地区开展创业活动提供支持。合作与合作社模式在农业创业中具有重要意义，因此农科院校的创新创业教育鼓励学生探索合作与合作社等合作模式，有助于培养学生的团队合作能力和社会责任感。

政府的政策支持对于农村地区的创业同样重要，农科院校可以引导学生了解相关政策，培养他们的创业意识。此外，学校还能努力构建创业生态，为学生提供创业导师、创业基地、创投资源等支持。高等学校创新创业教育也强调社会责任与可持续发展。在农业创业中，除了经济效益外，还需要考虑环保、社会公益等因素。其在创新创业教育中得到了体现。高等学校创新创业教育也面临一些挑战。一方面，农村地区的基础设施不足、资金匮乏等问题可能影响创新创业教育的发展。另一方面，创新创业教育的培养理念可能存在偏差，过于强调成功案例，限制了学生的创意发展和面对困难的能力。

为了优化高等学校创新创业教育的发展，需要采取一系列措施。首先，建立有效的在线课程模式，整合创新创业的基础知识和实践案例，并结合新农科和人工智能的应用，以提升教育质量。其次，通过校企合作，为学生提供实际项目和行业经验，促进多学科创新创业的交叉应用。此外，引入实际合作项目、实地考察和访谈等方式，增加学生与企业互动的机会，加强理论与实践的结合。

总之，高等学校创新创业教育在中国正处于快速发展的阶段，尤其在农科院校，创新创业教育的发展已经受到越来越多的关注。通过充分利用科技创新、政策支持和校企合作等手段，可以进一步优化创新创业教育的发展，培养更多具有创新精神和创业能力的人才，为中国的农村发展和社会进步做出积极贡献。

二、制约高等学校创新创业教育发展的主要瓶颈

创新创业教育的培养理念存在偏差，可能会导致学生在创新创业过程中遇到困难，或者无法充分发挥他们的潜力。［6］教师在创新创业教育中只强调成功的案例，可能会造成学生认为创新创业就是一帆风顺、必然成功的事情。在教育中强调失败的重要性，鼓励学生勇敢尝试，从失败中学习，培养逆境应对能力和韧性。有时候创新创业教育过于注重创意本身，而忽视了市场需求和实际可行性。教导学生进行市场调研，了解客户需求，确保创意能够被市场接受。有些创新创业教育可能过于强调特定的创新模式或思维方式，限制了学生的创意发展。鼓励多样化的创新思维，引导学生从不同角度思考问题，寻找创新点，避免陷入刻板思维。创新创业教育过于理论化，缺乏实际操作和实践机会，导致学生无法将所学知识应用到实际中。设计实际项目、案例分析和模拟创业活动，有助于学生在实践中学习和应用知识，培养实际操作能力。

创新创业实践育人内生动力不足。关于课程目标，成希、张放平指出，高校存在将创新创业教育简单理解为企业家教育或素质提升培训的问题。［7］Wu等认为，大多数高校创业教育课程都强调认知和心理运动的功能，而忽略了学生情感领域的发展。［8］然而，当创业者努力创办及经营一家企业时，他们面临的关键问题不是缺乏相关的知识，而是缺乏面对困难和挑战时所必需的勇气和态度。关于课程编制，相关研究主要涉及课程类型、课程内容及课程设置主体等维度。张昊宇通过对牡丹江市五所高校在校大学生的问卷调查与访谈，发现这五所高校的创业教育课程主要由就业部门或学工部门开设，课程开设不足。［9］陈晓红等研究指出，地方商科院校创新创业教育课程设置随意性大，未形成完善的课程体系。［10］马永斌、柏喆研究指出，高校创新创业教育课程内容局限于书本上的创业知识。［11］李姗霖等我国研究生创新创业教育并未真正融入专业教育。［12］Wu和Chen的研究还指出，当前创业教育课程主要由学校教师设计，尽管学校教师可能具有商业经验，但他们缺乏创业经验。［13］鼓励学生在团队中合作，通过合作能够增强学生之间的相互支持和激励，提高参与的兴趣。通过采取上述措施，可以激发学生参与创新创业实践的内在动力，使他们更加愿意投身于创新创业的活动中。

创新创业教育中的校企师生互动性不强。教师应帮助学生更好地理解实际应用和市场需求。在课程中要注重引入实际合作项目，让学生与企业合作解决实际问题，合作可以增加学生与企业互动的机会，帮助学生将所学知识应用到实际中。在组织学生进行企业实地考察和创业者访谈方面，没有让学生深入了解企业运作和创业经验，拉近与企业的距离。邀请企业导师参与课程教学是增强校企互动的有效方式，企业导师可以与学生互动，回答问题，为学生提供实际业务指导和经验分享，提供实际建议。

三、新农科人工智能与创新创业教育融合优化路径

（一）总体设计

人工智能赋能新农科创新创业教育模式，旨在推进教学方式的全面改革与创新，不断促进新农科领域的人工智能与创新创业教育的有机融合。通过系统总体设计和深入研究相关政策，旨在为新农科人工智能与创新创业融合的发展制订全面规划，明确外部条件的要求。通过详细的现状调研与分析，深入剖析当前形势，确立自身在新农科人工智能与创新创业融合领域的发展目标。

针对这一目标，本课题提出了以下主要策略：创新的课程建设。首先，通过设定课前任务，鼓励学生在课堂前进行自主学习，为课堂内深入学习做好准备，有助于在课堂内让学生积极主动地参与深度学习，加深对知识的理解。课后强调巩固和提升，让学生通过知识的巩固与拓展，进一步提升学习效果；跨学科创新创业。推崇交叉学科与人工智能的融合创新，通过将不同学科领域与人工智能有机结合，激发创新思维。鼓励采用项目式实践，促进多学科间的跨界合作，培养学生的创新创业能力。综上所述，本课题旨在引领新农科人工智能与创新创业融合领域的发展，通过跨学科合作和创新思维的培养，为培养未来高水平创新创业人才打下坚实的基础（如图1所示）。

（二）新农科人工智能与创新创业融合机制研究

新农科的人工智能教育与科技创业型人才培养是一个系统工程，既离不开高等院校的积极帮助，也离不开政府部门、企业以及其他社会团体的支持，根据学校人才、资金、场所、制度等“四到位”的标准，主动做好学校与政府部门、企业以及社会团体的协调，做到校内校外的教育资源紧密衔接。

成立创新创业指导委员会旨在促进创新创业活动、提供指导和支持，以及推动创新创业生态系统的发展。委员会通常由具有丰富经验和知识的专家、学者、企业家和政府代表组成，他们可以提供战略性的建议和意见，帮助创新创业者克服挑战，展开他们的创意和项目。

设立大学生创新创业基金旨在支持大学生创业者实现创新创业梦想，提供资金和资源支持，促进创新创业文化的培育。基金可以通过各种途径筹集资金，如政府拨款、校友捐赠、企业合作等，将这些资金投入有潜力的大学生创业项目中。

完善校外优质创新实践基地旨在为提供学生更广阔的创新创业机会和实践平台，帮助他们将理论知识与实际应用相结合，培养创新思维和实际能力。为创新实践基地提供必要的场地、设备和技术资源，确保学生能够在现实环境中进行创新创业活动。邀请有丰富创业经验的导师、企业家、学者等来基地，为学生提供实际的指导和建议。与当地企业、创业园区、科技孵化器等建立合作关系，为学生提供实际的项目合作机会，帮助他们将创意转化为实际项目。

完善激励保障机制可以有效地鼓励学生参与创新创业活动，并为他们提供支持和保障。设立创新创业奖学金和奖励计划，为在创新创业领域表现优秀的学生提供经济支持和认可。奖励可以根据项目成果、创意水平、社会影响等方面进行评定。设立创业支持基金，为有创业意愿的学生提供种子资金，帮助他们启动项目并初步验证创意。与企业合作，提供实习和培训机会，使学生能够在实际工作中学习和应用创新创业知识。

（三）创新创业在线课程教学模式构建

创新创业在线课程教学模式的实质是对传统课堂教学活动的扩展，使教学资源丰富、学习情境多元化。该教学模式是建立在网络教学平台的MOOC自主学习教学模式，是将线上线下两种学习形式相结合的基础上发展起来的一种混合教学模式，其主要分为课前基于任务的自学、课内的主动学习课堂和课后巩固提升三个阶段（如图2所示）。课前阶段教师主要进行设计学习、互动答疑和了解学情，学生主要进行在线自学、完成适量任务、实时互动；课内阶段，师生互动交流、答疑，小组自主练习，教师进行个别辅导，学生演示讨论，随后教师集中讲解，总结课堂重点内容；课后阶段，设计学习任务跟踪学习情况，学生不断拓展练习，结合MOOC复习，根据小组协定分配任务，教师在线进行辅导，协助理解，达到课后螺旋式巩固提升的效果。

（四）基于知识图谱的创新创业实践探索

基于知识图谱的创新创业实践探索是一种利用知识图谱技术来支持创新创业过程的方法。知识图谱是一种将知识以图形结构进行表达的技术，其可以将不同领域的知识和关系进行建模，为创新创业提供更有针对性的信息和资源。以下是在创新创业实践中基于知识图谱的一些探索方向：

1. 创意和问题发现。利用知识图谱，可以整合多个领域的知识，帮助创业者发现新的创意和解决实际问题的方法。通过分析图谱中的关系，可以发现不同领域之间的联系，从而激发新的创新点子。

2. 市场调研和竞争分析。利用知识图谱，可以整合市场数据、竞争信息和用户反馈，帮助创业者了解市场趋势、竞争格局和潜在用户需求，从而指导创业项目的定位和战略选择。

3. 技术和资源匹配。利用知识图谱，可以将不同领域的技术和资源进行匹配，找到合适的合作伙伴、投资机会和技术支持，提高创业项目的成功率。

4. 创业生态建设。基于知识图谱，可以构建创业生态系统的模型，将创业者、投资者、孵化器、产业链等各方的关系进行建模，为创业者提供更全面的资源和支持。

5. 知识分享和学习。利用知识图谱，可以构建多领域知识的学习平台，帮助创业者快速获取所需知识提升创业者的综合素质和技能。

6. 创新团队组建。通过分析创新创业领域中的专业背景和技能需求，知识图谱可以协助创业者建立跨学科的创新团队，促进不同领域的交流和合作。

7. 风险评估与管理。利用知识图谱，可以对创新创业项目进行风险评估，分析潜在的风险因素并制订应对策略。

8. 智能决策支持。基于知识图谱的智能决策系统，可以帮助创业者做出更加明智的决策，从而提高创业成功的概率。

需要注意的是，基于知识图谱的创新创业实践探索需要对领域知识进行建模和整合，涉及数据采集、知识抽取、图谱构建等技术。合理的数据隐私保护和伦理考虑也是至关重要的。这一方法的成功应用需要学术界、产业界和政策制定者的共同努力。

（五）面向校企协同育人多学科创新创业交叉应用

面向校企协同育人多学科创新创业交叉应用是指在教育体系中，通过学校与企业的合作，培养具备多学科背景的学生，使其能够在创新创业领域进行跨学科的交叉应用。此方法旨在培养更具创新力和实践能力的人才，促进不同领域的知识和技能相互融合，创造出更有价值的解决方案。以下是校企合作育人的方法和策略：

1.跨学科课程设计。学校可以设计跨学科的课程，将不同专业领域的知识点融合，培养学生的综合能力。例如，将工程、设计、商业等领域的课程结合起来，让学生能够在实际项目中进行综合性的创新创业实践。

2. 导师制和企业合作。邀请新农科、人工智能和创新创业领域的专业人士担任导师，为学生提供指导和实践经验。与企业建立合作关系，让学生参与实际项目，了解行业需求和市场情况。

3. 创新创业实验室。建立创新创业实验室，提供学生进行实际操作和实验的场所。实验室内配备先进的农业技术设备和人工智能工具，让学生亲身体验创新创业的过程。

4. 行业讲座和研讨会。邀请行业专家和企业代表举办讲座和研讨会，分享他们在新农科和人工智能领域的经验和见解，帮助学生了解行业动态和趋势，建立创新创业思维。

5. 创业导向培训。提供创新创业培训，教授学生如何从新农科和人工智能领域的技术中挖掘商业机会，制订商业模式和市场营销策略。

6. 创新创业资源扶持。高校能够提供创新创业的条件，如孵化器、融资渠道等，以支持学子把想法转变为创新现实。

7. 案例分析和角色扮演。分析讨论案例，让学生了解新农科和人工智能在创新创业中的应用。通过角色扮演，让学生模拟创业过程，培养解决问题的能力。

最终，优化新农科、人工智能和创新创业教育融合的路径需要学校、行业和政府的共同支持，推动教育体系不断创新，培养出具备综合能力和创新思维的人才。

总之，面向校企协同育人多学科创新创业交叉应用需要学校和企业之间的紧密合作，注重实践和跨学科融合。通过以上方式，可以培养出更具有创新创业精神的人才，为社会创造更多价值。

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（荐稿人：李晓玲，西安交通大学教授）

（责任编辑：牛雪璐）