淺談采用信息技術提升“三田實習”實踐教學模式

滿建國 袁金展 鮮孟筑 楊萬能 李林 朱龍付 嚴建兵

摘要：信息化和專業化是我國農業生產發展的未來。農業類高校應根據現代農業的發展而調整信息化教學的結構，使信息化教學結構具有一定的實用性和高效性。本文以華中農業大學“三田實習”實踐教學課程為研究對象，提出利用信息技術進一步提升優化“三田實習”課程的設想，這對于培養具有創新、創業和實踐能力的信息化復合型農業人才，持續推進我國現代農業進程具有重要意義。

關鍵詞：信息技術；“三田實習”；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）32-0033-03

實踐能力的培養是本科教育培養中極為重要的環節。隨著科學技術的發展，當今社會對專業技術人才的要求呈現出多背景、高層次的特點，迫切需要大批具有較強的創新能力、創業能力和實踐能力的應用型人才，而實踐能力的培養是造就這種應用型人才的基礎[1]。

華中農業大學一貫重視學生創新能力和實踐動手能力的培養，注重實踐教學在提高人才培養質量中的作用[2]。自20世紀50年代起，華中農業大學在農學專業率先開展了“理論+實踐”的“三田實習”教學模式的探索與實踐，并經過多年的探索和創新，于2009年構建了以“認知與基礎—體驗與綜合—研究與創新”為主線的新教學體系，形成了新“三田”實踐教學模式[3，4]。“三田實習”實踐教學模式作為華中農業大學的特色課程，在特色育人模式中一直起著重要作用。隨著新時期大數據不斷地發展，信息化發展水平不斷提升，以大數據為基礎，將信息化技術運用到“三田實習”的實踐教學活動中，對于進一步提升學生的學習興趣和教師的教學能力，促進適應現代農業需求的人才培養和創新發展具有重要意義。

一、“三田實習”實踐教學模式的發展

“三田實習”實踐課程是在華中農業大學農學專業栽培學、育種學、耕作學和種子學等教學內容的基礎上，創新性開展的一系列教學實習和生產實踐，主要包括“試驗田、種子田、豐產田”，俗稱“種三田”，并將相關實習實踐環節稱為“三田實習”。自該創新模式實施以來，針對其課程的探索和改革從未止步。經過多年的教學實踐和不斷完善優化，逐漸形成了分層次、分階段的梯度實踐教學體系，通過對原專業勞動、課程實習周、“三田訓練”、畢業實習等實踐內容整合優化，2009年學校構建了新“三田”模式，即“認知田、實驗田、試驗田”。新的實踐教學模式要求學生完成水稻、小麥、玉米、棉花和油菜等主要農作物一個生產周期的全程實踐活動和科研訓練[2]。

新“三田實習”的實踐教學模式是以校內教學科研基地為平臺，讓學生參與“產前—產中—產后”全過程的綜合實習和專業實踐。通過“三田實習”，希望學生能系統掌握水稻等五大作物種植管理的基本技術，了解其不同生育期的生長發育動態，掌握基本的作物田間診斷方法，了解實驗設計和數據分析的基本方法，從而使學生加深對專業理論知識的理解，同時更深入了解農業生產現狀。學校近年來建立了多個校地、校企共建農科教合作人才培養基地，進一步創新學生實踐訓練內容，拓展實踐訓練平臺，推進了產業與專業對接，開展人才培養，深化和拓展了“三田實習”的內涵[3，4]。

此外，為了讓“三田實習”更好地與實際生產接軌，華中農業大學在提高“三田實習”的機械化水平方面進行了很多的嘗試[4]。一是在實踐教學中，授課教師介紹我國目前的機械化生產水平，并通過展示發達國家機械化生產中的各個環節的視頻，幫助學生了解我國與發達國家在機械化生產上的差距，明確未來農業機械化發展的重點方向。二是在“三田實習”課程中設置傳統的耕作栽培管理模式和采用不同機械化操作的模式，對比不同模式下作物的生長發育差異，從而幫助學生了解機械化生產對作物生長發育規律的影響及其對作物品種特性的要求。三是充分利用校地、校企共建的農科教合作人才培養基地，在水稻等主要作物的重要生產環節，組織學生參觀大型農場或現代農業示范基地，近距離體驗大型機械化的農業生產。

二、信息技術提升“三田實習”實踐教學的內容

黨的十九大報告指出，推進新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展，實施鄉村振興戰略[5]。在大數據時代，我國的農業生產發展必將走向信息化和專業化，從而推動我國農業向智慧農業發展，促進我國農業可持續發展。陳寶生部長在全國高等學校本科教育工作會議上指出，“高等農林教育要肩負起服務鄉村振興發展和生態文明建設的重大歷史使命，用現代生物技術、信息技術、工程技術等現代科學技術改造現有涉農專業”[6]。農業高校應根據現代農業的發展而調整信息化教學的結構，使得信息化教學結構具有一定的實用性和高效性，從而使學生能夠學到更具時代性的農業信息化知識和內容[7]。將具有實踐創新意義的“三田實習”實踐課程進行信息化提升，對于順應時代發展潮流，持續推進我國現代農業進程，培養具有較強創新、創業和實踐能力的現代農業復合型人才具有重要意義。

（一）教學課程體系的優化

課程體系是實現“三田實習”信息化提升目標的中心內容。信息技術課程的設置應要求本專業先修計算機的基本操作技術及簡單的數據庫和編程技術，使學生能夠利用這些簡單的技術對其專業課程所涉及的數據信息和運算進行較好地處理。此外，在原有“三田實習”實踐教學中增加信息技術的成分也是一種有效途徑。比如，對小麥栽培理論與技術課程來講，在講到小麥關鍵生育期的水分、養分需求規律時，如果能夠結合小麥田間水肥數據，利用信息技術展示小麥水分和養分吸收曲線模型，則會更為形象逼真，更加利于學生理解。

（二）加強基礎設施建設

農業信息化的關鍵是信息基礎設施建設的程度[8]。基礎設施主要包括信息采集系統、信息傳輸系統和信息存儲系統三部分。“三田實習”實踐教學課程主要面向本科農學類專業，在數據采集方面主要關注作物生長發育過程中的形態特征、養分和水分利用以及病蟲草害情況。因此，結合“三田實習”教學方案，信息采集系統的建設主要包括作物表型系統、作物生長監測設備（如葉表溫濕度、莖流、地表蒸騰等傳感器）、高分辨率光譜掃描儀、無人機和視頻監控設備等。此外，為獲取精確的氣象數據，在實踐教學基地需安裝智能氣象監測站。

（三）大數據分析的軟件建設

針對學生實踐田間收集的不同作物生育階段的信息，開展數據處理與分析的教學與實踐訓練。一方面需要前期設計并開發出多功能、大容量的數據庫系統，用于集成專家知識系統、作物生長模型和搭載深度學習的病蟲草害識別系統，進而對不同數據進行分類、加工和智能分析，量化各項指標并生成多維報表，最終以多終端形式展示清晰動態視頻、圖片和數據，并執行多終端的指令信息發送與傳遞。多終端主要包括電子屏幕、電子計算機和手機等，要求不同軟件對不同終端具有兼容性，可以實現不同終端間數據傳輸的一致性和軟件管理操作的統一性。

（四）提升本專業教師的教學素質

信息化教學對教師的知識儲備和教學質量提出了更高的要求，學校應定期對教師們進行信息化的培訓，同時教師也要加強自我學習，自主學習信息化知識和技能，提升自身的信息化教學能力和素質，從而更好地提升信息化教學的效率。此外，對于專業性較強的信息處理與分析教學，可以邀請相關學院的專業教師授課指導，保證教學質量和學生學習效果。

三、討論

農業信息化是現代農業的重要組成部分，是現代農業經濟發展的重要途徑，是促進農業經濟發展的推動力，是實現鄉村振興重大戰略的關鍵所在[9]。黨的十九大報告明確提出“實施鄉村振興戰略”，強調要培養造就一支懂農業、愛農村、愛農民的“三農”工作隊伍，培養信息技術和農業技術相結合的專業人才隊伍是實現農業信息化的重要途徑。曹麗英等[10]構建了適應吉林省農業信息化發展需求的高等教育人才培養模式，有效地提高了學生實踐創新能力，滿足了農業信息化發展人才的需要。本研究基于具有特色的華中農業大學“三田實習”實踐教學課程，利用信息技術提升教學層次，讓學生在實踐中認知信息農業的概念并體驗現代信息農業帶來的便捷，對于培養學生熱愛農業和奉獻農業具有重要作用。

改革開放以來，我國農業快速發展，糧食產量連年增加，農產品種類不斷豐富，農業信息化速度也不斷加快。但在這些快速增長的背后，我國農業還存在著諸如水資源匱乏、肥料利用率低、信息化程度低等一系列問題。在農業信息化方面主要表現為以下四點：一是規模化程度不高，土地流轉面積較小；二是機械化程度低，智能化大馬力多用途機械普遍缺乏；三是跟蹤監控、遠程控制及智能感知等自動化控制技術仍不完善；四是農產品生產、加工、銷售、流通各環節的電子可追溯系統尚不健全[11]。采用信息技術提升“三田實習”實踐課程，是一項農業人才培養模式的改革與創新，并將繼續探索如何實現本—碩—博貫穿式培養，打造現代農業所需的高端人才，著力解決限制農業信息化發展的主要問題，全面推進我國現代農業的健康快速發展。

四、展望

綜上所述，在大數據的時代和背景下，采用信息技術提升“三田實習”實踐教學模式，將充分發揮其“三全育人”的重要作用，使得農業類高校的學生能夠更好地學習、理解和掌握農業信息化教學的知識和內容，有助于培養具有較強的創新、創業和實踐能力的應用型、復合型農業人才。

參考文獻：

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