高职智慧农业专业群的组群逻辑与建设路径*

范双喜，叶克，杨学坤，万春旭

(北京农业职业学院,北京市,102442)

0 引言

随着移动互联网、大数据、物联网、遥感、人工智能等技术的发展,农业发展进入农业4.0阶段,即智慧农业发展阶段[1]。智慧农业是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段,以品种为核心、设施装备为支撑、信息技术为质量水平提升的手段[2-3]。2018年2月,《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中明确提出,“大力发展数字农业,实施智慧农业林业水利工程,推进物联网试验示范和遥感技术应用”[4];2021年国家“十四五规划”提出了发展智慧农业的明确任务[5];2022年中央一号文件指出要“推进智慧农业发展,促进信息技术与农机农艺融合应用”[6]。发展智慧农业已成为重要国家战略任务之一。

智慧产业的迅猛发展,对于高素质技术技能人才的需求旺盛。随着产业的转型升级,技能与技术型人才的工作岗位边界融合,新技术、新工艺、新装备大量应用,生产水平极大提升,行业企业人才需求结构发生巨大变化:由对简单工序操作人员和单一岗位的人员需求逐渐转为对现代设施、智能装备、信息系统等应用人才和复合型、高素质技术技能人才需求。目前从业人员的年龄结构、受教育程度与产业的发展要求极不匹配,北京市第三次全国农业普查数据统计显示,年龄55岁及以上的人员占40.6%以上,具有大专及以上学历的约为4%,具有高中及中专学历的人员占15.6%,初中及以下学历的人员占比超过80%[7]。《国家职业教育改革实施方案》提出“完善职业教育体系,为服务现代制造业、现代服务业、现代农业发展和职业教育现代化提供制度保障与人才支持”的战略任务[8]。

本文通过人才需求深度调研明确智慧农业专业群的建设定位,聚焦智慧农业生产领域确定专业群的组群逻辑及群内各专业逻辑关系,从人才培养模式、专业群课程体系、课程教学资源、教学模式、实践教学基地、师资团队和保障体系7个维度提出建设原则和方法,培养面向智慧农业的复合型、创新型、高素质技术技能人才,为智慧农业产业发展提供人才支撑。

1 智慧农业专业群定位分析

为厘清智慧农业对人才培养的新要求,专业群开展深入的人才需求调研,内容包括行业发展现状与趋势、企业岗位设置和能力需求、学生专业和个性化发展需要三个方面,其中企业岗位设置和能力需求的调研以“大数据初选+企业调研修正”的方式进行。依据调研结果,形成如下智慧农业专业群定位:即立足国家“乡村振兴战略”,服务智慧农业产业发展,融合设施、装备和信息技术等三个核心要素,面向农业设施与装备企业、科研院所、农业科技产业园区等智慧农业相关企业的智慧农业生产技术与管理、智能农业装备应用与运维、物联网系统运维与技术支持、信息管理平台运维与大数据分析、智慧农业系统集成与装备创制等岗位群,培养具有坚定政治方向,德、智、体、美、劳全面发展的且具备智慧农业的生产管理及智能农业装备产品、专家系统、信息平台的创新集成、组装调试、管理运维、技术支持等方面知识与技能的复合型高素质技术技能人才,为实现智慧农业的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务等功能和智慧农业发展提供人才支撑,引领区域现代农业产业发展方向,致力于面向“一带一路”国家输出智慧农业职业教育标准并构建深度产教融合的专业服务产业能力体系。

2 智慧农业专业群组群逻辑研究

2.1 专业群与产业链对应性

适应国家“乡村振兴战略”和智慧农业行业发展需求,服务北京农业科技创新示范区和农业中关村建设,聚焦智慧农业生产领域,围绕智慧农业生产“设施、装备、信息”技术链,按照“专业基础相通、技术领域相近、工作岗位相关、教学资源共享”原则,配置设施农业与装备、现代农业装备应用技术、无人机应用技术、物联网应用技术和计算机应用技术5个优势专业,构建智慧农业专业群[9-10],如图1所示。

其中,以设施农业与装备对接现代农业设施、现代农业装备应用技术和无人机应用技术对接智能农业装备、物联网应用技术和计算机应用技术对接新一代信息技术,共同为智慧农业产业发展提供强有力的技术装备支撑和保障。

2.2 群内专业逻辑关系

2.2.1 服务产业领域同向,专业面向聚焦生产

5个专业均面向智慧农业这一现代农业产业高端业态,聚焦现代农业设施、智能农业装备、新一代信息技术在都市现代农业产业升级过程中的集成创新与应用,服务智慧农业产业发展。

2.2.2 岗位需求优势互补,核心技术交叉相融

目标岗位群均要求具备现代农业生产管理能力,熟练应用现代农业设施、装备、信息等智慧农业产业高端技术。设施农业与装备专业是专业群龙头专业,培养智慧农业生产技术支持、管理人才;现代农业装备应用技术和无人机应用技术是专业群骨干专业,培养智能农业装备设计、操作与运维人才;物联网应用技术和计算机应用技术是专业群支持专业,培养物联网系统和信息管理系统的集成、运维与数据分析人才。

2.2.3 五个专业有机聚合,凸显专业集群效应

5个专业共同开发课程资源、共享实训基地、共建教学团队,可有效促进专业间的合作共享,共同提升专业建设水平,培养复合型高素质技术技能人才。专业群以现代农业设施技术为核心,以智能农业装备技术为支撑,物联网等新一代信息技术为手段,各自发挥技术优势,实现智慧农业的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务等功能。

3 智慧农业专业群组群的建设路径

智慧农业专业群建设思路如图2所示。

图2 智慧农业专业群建设思路

智慧农业专业群对接智慧农业行业发展需求,携手行业领先企业,融合设施、装备和信息技术等三个核心要素,坚持立德树人,坚持就业导向,以提升专业群适应性为目标,开展专业群建设。

3.1 创新“四融合、三培养”人才培养模式

根据智慧农业行业特点和产业发展新趋势,形成“精准、精细、精心、精品”的人才培养理念[11],即精准设置人才培养目标,加强课程精细化设计,精心服务学生专业发展需求,培养能力突出的精品毕业生,不断提高专业群人才培养适应性。探索校企联合人才培养,形成“四融合、三培养”的人才培养模式,如图3所示。即以学生职业能力培养为中心,切实发挥校企双方在人才培养中的主体作用,构建“知识、技能和创新创业能力”为核心的教学和评价制度,实现专业与职业融合、课程与项目融合、实习实训基地与创新创业平台融合、教师与导师融合,实现职业能力培养与岗位需求的零距离。建立理论教学、实践训练和创新创业项目拓展三个体系,实现专业知识、技能和创新创业能力三培养。

图3 “四融合、三培养”人才培养模式

3.2 构建“模块化、进阶式”专业群课程体系

根据智慧农业行业企业人才需求及专业群建设需要,组织行业企业专家、专业带头人、骨干教师,以职业岗位能力分析为切入点,按照“人才需求调研与毕业生跟踪调查→职业岗位群→具体工作任务群→岗位群典型工作任务→职业能力→专业知识与职业技能→课程体系”的路径[12-13],确定智慧农业生产技术与管理、智能农业装备应用与运维、智慧农业系统集成与装备创制等五大岗位群,基于核心素养分析对各专业课程体系进行重构,构建以能力为本位,以职业实践为主线,以工作过程为导向,以项目课程为主体的,“底层共享、中层独立、顶层互选”的模块化专业群课程体系,如图4所示。

基础平台课程包括公共素质课程和专业群平台课程,各专业按照专业群建设要求、在专业群中发挥作用和各自技术领域特点,构建相对独立的专业核心课程、专业特色课程和综合技能训练课程;在掌握扎实的专业理论及核心技能的基础上,开设可供交叉互选的专业群拓展课程,实现不同群内专业人才的职业迁移能力和创新能力培养。专业群核心课对接国家职业标准和专业教学标准,着重促进学生职业能力和可持续发展能力形成。课程体系呈现出模块化、项目化、组合型、进阶式的特征,实现设施、装备和信息技术融合,每个模块以标志性教学成果(作品或证书)来实现,最终以毕业标志性学习成果来体现学习成效。

3.3 建设“虚实结合、项目化”课程教学资源

坚持能力为核心,充分体现理实一体化、项目教学等教学理念,对接设施农业装备操作工等职业资格标准[14]和《物联网智慧农业系统集成和应用》等职业技能等级标准,建设课程标准。课程标准按照理论知识系统化和工作过程系统化的开发思路,按课程—情境—项目—任务四个层次逐步细化,并对考核方式、教学团队要求、实践条件、教材及参考资料、教学资源等进行要求,确保人才培养目标和规格达成。以工作过程为导向开发和建设专业群核心课程,将农业机器人、植物工厂、无人机等新技术、新装备纳入教学内容,建设微课、动画、视频等信息化教学资源,校企合作编写移动交互式数字教材,开发基于智慧农业生产过程的实训资源包和虚拟仿真实训软件,采用线上线下混合式教学模式,开展VR、AR等智能化教学,通过网络教学平台,实现课程教学、课堂互动答疑、教学评价反馈等功能。

3.4 实施“一驱、两引、六环节”教学模式

专业群课堂坚持内涵发展,把质量作为教育的生命线,按照“四融合、三培养”人才培养模式,借鉴美国PBL教学法[15],以问题为导向,以学生为中心,将国际先进职业教育理念融入教育教学全过程,结合首都经济发展靶向目标与学院自身发展特色定位,确定了“一驱、两引、六环节”教学模式,如图5所示,即:以一个工作任务为驱动,劳模精神、工匠精神为引领,“引、梳、究、示、练、评”六环节为载体,以立德树人为根本,培育具有较高的劳动素质、较强的责任心和使命感、德技并修的高素质技术技能人才。

图5 “一驱、两引、六环节”教学模式

3.5 建设“三中心、一平台”的实践教学基地

智慧农业专业群以引进高精尖产业及行业企业新技术、新设备、新工艺,按照“产、学、研、创”一体化功能的实训基地模式,建设“三中心、一平台”的实践教学基地,如图6所示,即实践教学中心、企业职工培训中心、技术研发与服务中心、创新创业平台。建设包括农业工程基础、智慧设施农业、智能农业装备、农业信息化等校内实训基地,以及智能温室、植物工厂、智能农业装备、无人机应用等实训室。配置农业机器人、移植机、植保无人机等大中型高端设备、VR虚拟仿真平台等。

与区域科研院所、行业知名企业共建校外实训基地,与国家农业智能装备研究中心、北京首农食品集团等企业开展实习实训、技术研发,形成支撑智慧农业专业群实践育人产教融合基地。专业群实训基地同时为教育部“1+X”证书试点工作提供场所、人员、设备等优质资源。

3.6 打造“结构化、双师型”教学团队

紧紧围绕智慧农业多领域、多学科交叉特点,融合设施农业、机械工程、信息技术、人工智能等专业领域,针对教学模块,分别组建结构化教学团队,打造师德高尚、教学水平高、创新能力强、协同工作机制较为完备的专业教学团队,如图7所示。以智慧农业顶级专家—赵春江院士引领专业发展,聘请郭文忠等6位行业专家担任“专业大师”深度参与专业建设,教师通过企业实践锻炼、专业协会活动、学术会议,协作开展专业建设、教学科学研究和社会服务等,提升教学能力和工程能力。

3.7 建设专业群建设保障体系

3.7.1 组织保障

建立“建设指导委员会+建设领导小组+专项工作组”的组织架构,如图8所示。

图8 专业群建设组织架构

成立由行业专家、企业专家、学院领导等共同组成的智慧农业专业群建设指导委员会,开展研究、咨询、指导、评估和服务;专业群设立领导小组,对专业群建设中的重大问题进行决策、部署与协调;领导小组下设办公室和人才培养、课程教学等6个专项工作组,成员相对固定,职责明确,任务清晰。实施专业群建设领导小组办公室例会制度,每月召开一次,了解工作进展,解决工作难题,推进工作实施。

3.7.2 制度保障

制定《专业群建设管理办法》,确立例会制度和远程沟通与定期会议沟通机制;制订《专业群建设考核评价办法》,确立考核的原则、依据、内容、程序、办法,并对考核结果的运用进行规定,通过评价机制、激励机制激发团队成员的使命感和荣誉感,调动工作积极性。将专业群建设工作纳入系部年度重点工作内容,在人员、项目、经费等方面为专业群建设提供优先保障。专业群推进校政行企多元合作,健全争取社会资源的工作机制和产教对接机制,促进人才培养与产业需求有机衔接。建立专业群建设工作绩效考核制度,纳入两系部绩效考评体系,建立健全问责机制定期通报工作进度和成效,将工作业绩作为评先评优、提拔使用、职称晋升的重要依据。

3.7.3 资金保障

专业群推进校政行企多元合作,健全争取社会资源的工作机制,以服务求发展,加强产教合作,探索差别化的职业教育发展路径,健全产教对接机制,促进人才培养与产业需求有机衔接。建立资金监控预警机制,健全资金审批、使用、调整制度。根据经费监测结果,中期调整经费使用额度,提高资金使用效率和效益。规范资产管理,保障专业群建设顺利实施。

3.7.4 诊改制度

根据学院办学理念、办学定位的准确定位,不断诊断专业群定位与组群、人才培养目标与模式、教师队伍与建设、课程体系与改革、教材教法建设与改革、实践教学基地建设与共享、校企合作与创新等人才培养工作关键要素,查找不足并完善提高,为专业群建设可持续健康与稳定运行提供保障。探索建立基于“政校行企”的专业群与产业发展同步调整机制,开展专业对接产业的“契合度”模型研究;研究专业对接产业的“映射图”动态调整组成专业及专业方向,形成完善的基于“政校行企”的专业群与产业发展同步调整机制;建成校企联合成立质量保证小组,实现教学工作诊断和改进常规化,达到教学工作高效有序的目标。

4 北京农业职业学院建设成效

北京农业职业学院智慧农业专业群于2021年12月成功入选北京市职业院校特色高水平骨干专业群建设单位,成为全国首个入选省部级智慧农业类专业群。

项目建设以来,专业群入选教育部首批重点领域职业教育专业课程改革(农机装备领域)试点单位、工业和信息化部产教融合专业合作建设试点单位;入选中国职业技术教育学会典型案例2个;入选全国服务乡村振兴“名课名师”项目1个,设施农业与装备专业教学创新团队入选“北京市2022年度高水平教师队伍培育和支持计划项目”;教师参加北京市职业院校教学能力比赛获得一等奖3项,三等奖1项;智慧农装实践团荣获团中央2022年“三下乡”社会实践优秀团队;学生参加各类技能竞赛活动,获得省部级一等奖5项,二等奖9项,三等奖16项。

5 结语

建设智慧农业专业群是高职院校服务乡村振兴战略和现代农业产业发展的内在需求,北京农业职业学院以“大数据初选+企业调研修正”开展深度需求调研,明确智慧农业行业人才的岗位群及人才培养规格;按照智慧农业生产“设施、装备、信息”技术链,以设施农业与装备专业为核心,联合现代农业装备应用技术、无人机应用技术、物联网应用技术、计算机应用技术等专业,构建智慧农业专业群,明确各专业人才培养面向,提出专业群建设路径,满足智慧农业产业人才需求,专业群的成功实践为全国高职院校智慧农业类专业群的建设提供了成功范式。