智能农业装备制造生产实践教育基地建设探讨
作者: 何勋 屈哲 张红梅[摘 要] 提升农业工程类专业人才培养质量,促进新农科与新工科专业融合发展,必须抓好实践教学和实习环节。农业智能装备工程专业是高等农业院校实践性较强的新农科与新工科融合专业,加强实践教学和实习基地建设是提高其专业人才培养质量的关键。从农业智能装备工程专业建设背景出发,探讨智能农业装备制造生产实践教育基地运行模式,对生产实践教育基地建设存在的问题提出具体的建议,为促进高等农业院校工程教育专业人才培养模式改革提供借鉴。
[关键词] 人才培养;生产实践;农业智能装备;农业工程
[基金项目] 2021年度河南农业大学教育教学改革研究与实践项目“智能农业装备制造生产实践教育基地建设研究与实践”(2021XJGLX009);2021年度河南农业大学虚拟仿真实验教学一流课程项目(农大教〔2021〕34号);2017年度河南省现代农业产业技术体系玉米全程机械化岗位专项(S2010-02-G09)
[作者简介] 何 勋(1980—),男,河南柘城人,博士,河南农业大学机电工程学院副教授,主要从事生物质收获与加工技术研究;屈 哲(1988—),男,河南舞阳人,博士,河南农业大学机电工程学院讲师,主要从事现代农业装备技术研究;张红梅(1977—),女,河南驻马店人,博士,河南农业大学机电工程学院教授,主要从事现代农业装备技术研究。
[中图分类号] G641 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2023)25-0046-04 [收稿日期] 2022-07-18
面向国家乡村振兴战略和产业需求,培养农业智能装备工程专业人才是高等农业院校新农科与新工科专业融合发展的重要任务之一[1]。为提升农业智能装备工程专业人才培养质量,学生在掌握农业机械化工程学科相关基础理论及专业知识的同时,还应受到农业产前、产中、产后生产过程机械化装备应用技术及其自动化控制技术的系统训练,必须抓好实践教学和实习环节。通过理论联系实际,在实际生产及操作过程中综合运用农业装备和控制等领域里的设计、开发、应用研究等方面的知识,培养学生运行管理、经营销售、动手操作的创新能力和专业素质,这是农业智能装备工程新工科专业人才培养的关键环节。
加强校外实践教育基地建设对提高学生综合素质、培养学生创新精神及创业能力具有重要作用。由于农业智能装备工程专业属于新开设的专业,相关理论课程体系是在原有农业机械化及自动化专业的基础上综合了电子信息技术、计算机科学技术等相关学科专业的骨干课程,而突出对人才工程实践能力培养的方案尚处于探索阶段。
一、农业智能装备工程专业建设背景
农业智能装备工程专业是2019年经教育部公布的新增备案专业,在此次调整中,需求导向、标准导向和特色导向在专业设置上有了进一步加强。为应对新一轮科技革命与产业变革,在实现乡村振兴和农业高质量发展进程中,解决“谁来种地”的问题对农业工程技术人才的需求日益旺盛,农业院校工程教育人才培养模式改革也更加深入。随着中国加入《华盛顿协议》,然后开始认证,为中国高等工程教育实现与国际化接轨提供了重要契机[2]。在推进高校“四新”(新工科、新医科、新农科、新文科)建设过程中,加快培养农业智能装备工程专业人才,对未来农业解决“谁来种地”、培养“三农”人才具有重要作用,将进一步体现专业设置从学科导向向产业需求导向转变和学科交叉融合发展的新趋势。农业智能装备工程专业按大类属于农业工程类专业,也是高等农业院校新工科与新农科融合的工程教育专业,课程设置涉及农业机械化及自动化、机械、人工智能、计算机科学技术等多个学科专业交叉的专业理论知识,主要注重新一代信息化技术对农业生产系统的支撑作用,专业定位为服务新兴支柱产业、满足农业机械化向全程全面高质高效升级,农机装备产业向高质量、高效、智能化转型升级,培养高端、创新复合型人才。
在大三阶段,通过专业基础课、专业课等课程学习,学生已经具备了一定的专业理论知识,单一、少量的实践教学环节已经不能满足学生动手能力的培养需求,亟须到生产一线进行生产实习和实践锻炼。
二、智能农业装备制造校外实践教育基地运行模式
校外实践教育基地在先进性、优势互补和稳定发展的原则下,由高校与科研院所、行业、企业共同筹建,通过前期合作并签订合作框架协议,建立完善的管理机制和监管评价机制,由企业和高校双方组建“双师型”师资队伍,协同构建科学的教学内容和课程体系,实施培养过程,制定管理制度和评估方式,形成校企联合培养人才的运行机制,具有资源优质性、教育直观性和功能多样性的特点。智能农业装备制造生产实践教育基地是围绕农作物耕、种、管、收生产环节所应用的农业装备智能化改造或智能化制造建设的校外生产实践教育基地,服务对象是农业工程类各专业的在校学生。笔者所述的智能农业装备制造生产实践教育基地设在中联重科股份有限公司的开封工业园,是2020年经河南省教育厅直接认定建设的。该实践基地的建设将为农业工程类专业人才的培养提供优良的实践场所,有利于培养智能化农机装备的研发、制造和技术服务人才。通过深化产教融合和校企合作,校企双方在生产实践教育基地建设上力争取得一定的成效,探索“以工促农,工农融合”新工科专业生产实践教育基地运行模式,为农业智能装备工程专业人才培养奠定了良好的基础。
推动新工科与新农科融合专业发展,要深入贯彻落实中共中央、国务院关于做好“三农”工作和发展高等教育的决策部署,以立德树人为根本任务、“三全育人”为抓手、国际工程教育质量专业认证为标准、产出为导向,基于农业智能装备工程专业人才培养需求,大力推进校外实践教育基地建设,探索校企协同育人的新机制,运用创新的工程思维在相关的农业智能装备工程领域中发现和解决问题。
(一)“优势互补”合作模式
智能农业装备制造生产实践教育基地在运行过程中,为促进新工科与新农科专业的深度融合,针对农业高校人才培养特点,校企双方以新工科建设为契机,在产业人才调研和需求分析的基础上,全面实行人才培养模式和教学方法改革,共同制订农业智能装备工程专业人才培养方案,形成“优势互补”的合作模式。新的培养方案充分与企业生产实际结合,从大学二年级开始,开展拔尖人才创新实验班学生的选拔与遴选工作,开展创新创业训练,使学生尽早接触企业的实际工作,从大学三年级开始全面进入实习基地进行生产实习,全面参与企业工程项目,以在企业的工作表现作为考核标准,学生毕业后能顺利开展农业装备新产品的研发、机械制造和产品销售服务工作。基于新工科拔尖人才创新实验班,将智能农业装备制造生产实践教育基地建设成为科研反哺教学的创新基地、优秀研究成果的转化基地、一流师资队伍的建设基地、拔尖创新人才的培养基地。
(二)“资源共享”运行机制
学校根据农业智能装备工程专业人才培养目标的要求,结合企业人才的知识与能力需求,进一步优化构建新的课程体系,凸显实践课程在人才培养过程中的地位和作用,同时处理好相近专业传统课程内容与农业智能装备工程专业所需的理论知识体系内容的关系,使课程体系达到优化组合。校企双方共同建设虚拟仿真教学资源,充分利用现代信息技术,如网络课堂、视频公开课、慕课等,形成具有鲜明特色的一流课程体系。通过资源共享,企业技术人员也可进行在线学习,提升专业知识水平。校企双方合作进一步开发网络课程教学资源,比如申请拖拉机结构与拆装训练、稻麦联合收割机结构与操作等有关虚拟仿真教学项目,加强对各类教学资源的整合利用,通过与企业协同开发和开放共享,形成与人才培养目标、人才培养方案和创新人才培养模式相适应的优质教学资源。
(三)“能实不虚”实践条件
教学内容改革是推进生产实践教育基地建设的前提和基础,可以进一步明确“在学校学什么、在企业学什么”。学生进入生产实践教育基地开展实习前,将亟须的理论知识目标在课程考核环节逐一达成,使课程教学内容不能脱离生产实际。为此,教学内容需要紧密结合学科发展和社会需求,根据课程体系中每一门课程的特点和课程教学目标定位,合理精选实践教学内容。专业必修课和选修课的理论教学实现了专业教育与通识教育的有机结合,在生产实践教学中,力求做到既系统又不繁杂、既概括经典又能反映学科前沿,使学生既能掌握课程的基本理论内容,又能了解本学科的研究发展动态,提升学生的创新精神和创新实践能力。
(四)“双师型”师资队伍
校企双方在建设智能农业装备制造生产实践教育基地方面需要培养一批较为稳定的“双师型”师资队伍,以满足基地生产实践教育教学的需求。企业技术骨干和选拔的学校青年教师共同担任基地指导教师,通过“师徒制”“班组制”等形式,使高校教师在生产一线进行锻炼,这是高校师资队伍建设最为迫切的工作。
通过高校教师从课堂走向企业各个岗位,实现理论联系实际,不断丰富实践教学经验,将专业理论知识转化为生产动力,将解决生产实际问题的具体经验运用到课堂教学中,在今后的理论教学中不断更新课程体系和教学内容。
通过校企双方合作共建的师资队伍,高校教师丰富了实践经验,企业技术人员也提升了专业知识水平,从而实现校企双方业务骨干培养的共赢。
(五)“层次化”教学体系
为了让学生尽可能地了解学科的新进展,除了主讲教师外,可分若干专题,邀请在相应专题领域造诣较深的教授、企业家进行专题授课,学生不但可以掌握课程的基本理论,而且能及时了解与所讲课程相关的发展领域的现状。
在实践教学过程中,通过组织形式多样的学习活动,如生产任务讨论,围绕企业技术革新撰写科技论文,促使学生阅读更多的专业文献,针对学生的不同特点、能力、兴趣制订个性化的培养方案;通过组建兴趣小组开展研究性学习,在基地指导教师的指导下,学生选择感兴趣的研发课题,围绕小组任务开展课题研究工作,既增加了学生的学习兴趣,又增强了学生分析和解决问题的能力。
(六)“就业导向”过程考核
就业是高校人才培养工作的重要组成部分。如何破解就业结构性矛盾,实现高质量就业和稳定的就业率,是校企双方开展智能农业装备制造生产实践教育基地建设的一项主要协作任务。与高职院校订单式实践教学模式相比,本科高等农业院校的农业智能装备工程专业同样要根据企业所需人才的需求进行就业导向过程性考核,但考核目标要与人才定位相契合,不是以留在某个岗位为目的,而是让学生具备适应不同岗位的知识能力和实践创新能力。智能农业装备制造生产实践教育基地的就业导向过程考核,主要以厚基础、宽口径、重能力为目标,由基地企业技术人员和高校指导教师共同组建考核小组,根据考核指标通过考勤、具体表现、现场答辩、实习报告或总结给出综合评定结果,以提高学生实习的主动性、积极性和创造性。
三、校外实践教育基地建设存在的问题及建议
虽然高校人才培养需要加大校外实践教育基地的建设力度,但在国际工程教育专业认证背景下,基于产出理念的智能农业装备制造校外实践教育基地建设模式尚处于起步和探索阶段,特别是在目前实践学时短、实习教学投入高、实践操作危险性大的工科教育背景下,实践教育大多仍停留在实践教学环节,对实践教育的理性思考和系统研究不够深入,在基地建设、运行、管理等方面存在随意性较大、规范性不强、时效性不够、指导性不足等具体问题。为此,通过智能农业装备制造生产实践教育基地的建设运行,针对实现校企双赢提出了相应的建议。
(一)优势互补是实现校企双赢的基础
通过搭建高校、生产实践教育基地和学生共同参与的产学研教学平台,由企业技术人员与高校教师共同组建“双师型”教学团队,在以就业为导向的人才培养模式的基础上,进一步推进线上线下混合式教学、课程设计、实践教学(实验、实习)的有机结合,使认知实习、课程实习、生产实习“三段式”实践教学体系进一步完善,促进知识融合、创新设计、创新思维能力培养,理论教学与实践教学紧密衔接,达到知识学习和工程思维同步发展。对企业而言,借助高校的科研平台优势、人才聚集优势和社会服务优势,主动参与基地建设,深刻理解高校人才培养质量的提升是促进企业长期发展的力量源泉,使更多的科研成果以更快的速度转化为企业产品并带来企业效益的增加。通过校企优势互补合作模式,解决了目前实践基地建设模式功能单一的问题,提高了实践教学人员的教学水平和教学能力,促进了校企、校研、校地的深度融合。
(二)加强基地考核是校企双赢的动力
在实施过程中,存在重形式轻考核、实习条件与学生规模不相符等问题,需要校企双方共同努力,借助政府管理考核方式加以引导。在考核指标体系中,应把握关键环节以体现基地的运行效果,比如,是否制订了校企双方共同参与的人才培养方案,是否构建了稳定的产学研合作教育“双师型”队伍,是否建立了多层次递进的实践教学体系。通过加强基地考核,基于面向工程、项目驱动实践教学平台的方案和模式,围绕实验室+实践基地、基础训练—单项实训—综合实习的教学思路,建立适合农业智能装备工程专业人才培养的各个教学环节以及一整套具备可操作性的校企合作教育运行机制和管理机制。