關于中國農業工程類專業建設和人才培養的若干思考

應義斌，泮進明，徐惠榮，林 濤，韓魯佳，康紹忠

·專題論壇——農業工程學科發展研究·

關于中國農業工程類專業建設和人才培養的若干思考

應義斌1，泮進明1，徐惠榮1，林 濤1，韓魯佳2，康紹忠3

（1. 浙江大學生物系統工程與食品科學學院，杭州 310058；2. 中國農業大學工學院，北京 100083；3. 中國農業大學水利與土木工程學院，北京 100083）

新時代全面推進鄉村振興和加快農業農村現代化賦予了農業工程新的職責和使命，提供了更加廣闊的天地和發展機遇。大學面臨著科技發展的新挑戰、社會發展的新要求和人才需求的新變化，未來的教育將更加開放、適合、人本、平等、可持續。農業工程教育面臨前所未有的挑戰和機遇，迫切需要我們思考應如何培養高度智能化的未來農業的創造者、引領者和支撐者；思考如何聚焦本學科專業，堅守農業工程主體地位，使學科專業形成螺旋式上升的良性循環。該文分析了國際農業工程學科專業的發展，表明國際農業工程人才培養已凸顯農業、工程、生物、信息的交叉，交叉融合的核心課程體系已成為專業學生不可替代性的標簽。該文認為，強化本專業學生的不可替代性是強化學科專業主體地位和推動學科專業聲譽形成螺旋式上升良性循環的關鍵所在，建議通過4個轉變（從注重知識本位向提升素養本位轉變，從專業教育向專業+通識教育并重轉變，從高度專業化培養向寬專交融合轉變和從偏重職業技能向注重全面成長轉變），推動“新農業工程”的建設。

農業工程；專業建設；人才培養

0 引 言

農業是支撐國計民生的第一產業，鄉村振興是中國重大戰略，緊缺的勞動力資源、高品質的消費需求、嚴格的生態環境要求和日益加劇的國際競爭形勢促使中國農業迅速向機械化、信息化、精細化、智能化與無人化的方向快速發展。國家領導人高度重視農業的機械化、智能化，毛澤東主席于1959年提出著名論斷“農業的根本出路在于機械化”，習近平總書記于2018年明確指示“大力推進農業機械化、智能化，給農業現代化插上科技的翅膀”。當前，物聯網、人工智能、5G、區塊鏈、大數據、機器人等高新工程技術與高新農業生物技術發展迅猛，不斷融合孕育新業態。為了深入貫徹習近平總書記給全國涉農高校書記校長和專家代表重要回信精神，積極推進新農科和新工科建設，教育部明確提出探索建設面向智能農業、農業大數據等農林產業發展前沿的新興涉農專業。在國際上，有著百年歷史的農業工程學科，內涵已從原來簡單的工程技術在農業上的應用，發展到強烈依賴于農學、工程、生物、信息等的互相滲透與融合。新時代在為農業工程學科、專業與行業提供新機遇的同時也帶來新挑戰，迫切需要農業工程學科與專業推動改革，加速知識交叉融合，建設“新農業工程”，培養新型人才。本文從全球高等教育所面臨的新形勢、農業工程教育所面臨的新機遇、國際農業工程學科專業發展對我們的啟示、加快推動中國“新農業工程”建設的若干建議等4個方面闡述了對中國農業工程類專業建設和人才培養的思考。

1 全球高等教育所面臨的新形勢

1.1 科技發展給教育帶來的新挑戰

科技發展日新月異，為大學的教育提供了新手段，也給傳統教育方式帶來了前所未有的新挑戰。如以“互聯網+教育”的典型產物慕課（Massive Open Online Course，MOOC），以聯通主義理論和網絡化學習的開放教育學為基礎，將分布于世界各地的授課者和學習者通過某一個共同的話題或主題聯系起來。慕課首次成功的應用是George Siemens與Stephen Downes設計和領導的《連通主義與連通知識》課程，該課有25位來自加拿大曼尼托巴大學的付費學生，另有數千位世界各地的免費學生在線參與。2011年，16萬人注冊了斯坦福大學開設的《人工智能導論》，取得重要突破。目前國際上已形成Udacity、Coursera、edX等優秀慕課平臺，如Udacity學習人數最多的課程為，學習人數達2.2百萬人次，傳播力可見一斑。中國是世界慕課大國，中國大學MOOC平臺上線慕課數量已超5 000門，學習人次突破7 000萬，學習人數最多的課程為《Python語言程序設計》，約19.6萬人次。由此可見，慕課通過互聯網等先進技術，能將一批優秀授課者的智慧融于一體，制作一門優秀的課程并迅速將之傳播至全球，這種優勢是任何一門由少數幾名教師通過面對面傳統方式講授的課程所不能比擬的。

面對著科技發展給教育提供的新手段，大學甚至面臨著生存的挑戰。2013年，美國雜志認為美國4 500所大學將在50年內消失一半。2017年，哈佛大學商學院教授克萊頓·M·克里斯坦森認為，慕課是一個潛在的“顛覆性技術”，將消滅許多平庸的大學，預測未來的10～15 a里，一半多美國大學將處于破產之中或破產邊緣。

1.2 教育改革的新趨勢

1.2.1 信息技術驅動下，高等教育教與學的方式發生重要變化

信息技術驅動下，高等教育教與學的方式發生重要變化。一是大學的邊界越來越模糊，與外部的信息交互越來越便捷，實體大學向虛擬大學轉變，封閉大學向開放大學轉變。二是在人類智能與機器智能協同模式下，學習平臺和學習機會得以大大拓展，教育1.0向學習2.0轉變。

虛擬大學與開放大學是運用現代信息技術，在互聯網絡上創辦的、不消耗現實教育資源和能量的，并且有現實大學特征和功能的一個辦學實體，有政府遠程培訓、遠程教學大學、傳統大學開放的遠程教育課程、私立遠程教育學院等模式。英國開放大學于1969年經皇家特許令批準而成立，有權頒授本科及研究生學位，總部坐落在北倫敦，在英國各大城市均設有教學中心，是世界上第一所成功落實以電視、電臺、函授等遠距離方式進行遠程教育的大學，這種跨越時空的開放式教育方式，被譽為“英國教育史上的一次偉大革新”。美國鳳凰城大學于1989年推出了第一個網上教學計劃，后逐步發展成網上校園，目前國際互聯網已成為該大學的重要教學基地。中國于1999年在深圳創建了虛擬大學園，現已聚集了65所國內外知名院校，包括北京大學、清華大學等49所中國內地院校，香港大學、香港中文大學等6所香港院校，佐治亞理工學院等7所國外院校以及中國科學院、中國工程院院士活動基地和中國社會科學院研究生院。中國的國家開放大學創立于2012年，是一所以現代信息技術為支撐的“互聯網+”公立成人高校，云教室遍布中國大陸地區31個省、自治區、直轄市，基本覆蓋西部地區，并進入部分“一帶一路”國家。

隨著互聯網、大數據、云計算和物聯網等技術不斷發展，人工智能對各個行業領域的驅動效應日益顯著，不斷引發鏈式突破。在人類智能與機器智能協同模式下，教育1.0向學習2.0轉變，教與學互動的新式空間與新式方法不斷產生[1]。在未來，傳統的人、物理世界的二元空間將轉變為人、物理世界、智能機器、虛擬信息世界的四元空間，物理世界與虛擬信息世界將更加交互并行，從而極大拓展了學習2.0的學習平臺和學習機會。在這個四元空間里，智能機器在物理世界和虛擬信息世界并存，三者協同開放，多維共生，智能增強，支撐教與學之間的交互耦合變得前所未有的緊密，學生是探究者、發現者與合作者，教師是支持者、引導者與組織者[2]。大學是學習2.0環境的參與者和驅動者，一流大學將引領學習2.0模式下的高等教育創新。

1.2.2 基于開環的教育革命

美國斯坦福大學發布“2025開環大學計劃”，施行顯著不同于傳統閉環大學的開環教育革命，改革傳統學制、學習模式和教育模式，旨在打造學生遍布全球的開放式校園，促進教育和社會、產業的鏈接互動[3]。第一，改革傳統學制，與傳統閉環大學相比（一般18～22歲學生入學，并在4 a內完成本科學業），該計劃創新性地解除了入學年齡的限制，同時延長了學習期限，由以往連續的4 a延長到一生中任意加起來的6 a。第二，改革學習模式，打破了傳統的四年制，施行自定節奏的教育（Paced Education），分成校準（Calibrate）、提升（Elevate）和激活（Activate）三階段，學生自主安排和完成各階段的學習。第三，改革教育模式，改變傳統大學中按照知識來劃分院系的方法，由“專業導向”變為“能力導向”，按照學生的能力水平重新建構院系。圍繞“當下技能值”對學生進行過程性考察和考核，學生的成績單不再是簡簡單單的分數，而是系統展示學生正在學習什么、學會了什么、技能處于什么層級。雇主通過系統的能力數據，能更精準地遴選出與企業需求相匹配的用人對象。世界上七所殿堂級高校，美國的 HYPMS（哈佛大學、耶魯大學、普林斯頓大學、麻省理工學院、斯坦福大學）與英國的劍橋大學與牛津大學，都在思考與推行這樣的教育改革。

1.2.3 未來教育的特點

未來的教育是怎么樣的？教育部副部長杜占元[4]于2016年“G20教育對話”大會上講話指出，面向2030的教育，應該是更加開放、更加適合、更加人本、更加平等、更加可持續的教育。在全球化加速推進和信息化迅猛發展的背景下，面向2030的教育應該是更加開放的教育。隨著信息技術與教育的深度融合，極大改變了傳統教學的組織形式，突破了教育時間、空間、對象的限制，時時、處處、人人可學，都有機會暢游在網絡學習的海洋。未來的教育更注重滿足學生的個性化和多樣性需求，面向2030的教育應是更加適合的教育。每一個學生都是獨立的個體，擁有著不同的潛力和稟賦，需要得到適合的教育和個性化的教育。這也與2000多年前中國教育家孔子提出的因材施教、有教無類的思想相同。未來的教育更重視學生的心靈和幸福，面向2030的教育應是更加人本的教育。教育是心靈與心靈的碰撞，是靈魂與靈魂的啟迪。面向2030的教育，應該更加尊重學生，關愛學生，以學生為本，為學生一生的幸福和成長奠基。未來的教育應該讓所有孩子都能享受到優質教育資源，面向2030的教育應是更加平等的教育。教育是一項最基本的人權，所有人都應有機會獲得全納、公平、優質的教育和終身學習的機會，這應是面向2030的教育優先關注的議題。未來的教育倡導學習能力的養成和貫穿終身的教育，面向2030的教育是更加可持續的教育。在人類社會邁向2030的偉大征途中，教育權既是發展權，也是生存權。教育是實現人人享受尊嚴生活，實現可持續發展目標的核心。社會發展日新月異，貫穿終身的學習能力的培養愈加重要。

1.3 社會經濟發展的新要求

現代社會已開始進入后物質時代，以物質為導向的人才培養模式越來越不適應社會發展需求[5]。物質時代追求物質豐富化和利益最大化，物質的崇拜與消費盛行，欲望過多，不可避免地造成了現代人心靈的困頓和精神的迷茫。這種風氣滲透到了社會的各個角落，高校的象牙塔也未能幸免，學生的人生觀、世界觀和價值觀受到了毒害，人才培養潛移默化地產生了工具化、商業化、功利化、世俗化的傾向。曾引發中國社會廣泛關注的“錢學森之問”——“為什么我們的學?？偸桥囵B不出杰出人才”和北京大學錢理群教授所提的我們正在培養“精致的利己主義者”，折射出以物質為導向的人才培養模式的嚴重弊端。

后物質時代的高等教育應該更加注重促進人才個體、發展、完善和自我價值的實現，即人本主義教育思想[5]。未來的人才應能適應后物質時代社會的發展，面對競爭，以實現自我價值為目的，從認知自我開始到養成習慣、激發興趣，養成習慣，追求幸福，不斷實現自我，最后樹立尊嚴；而目前我們的學生培養目標大多還是畢業后找一份工作和一份職業，高等教育與職業教育相差無幾。聯合國科教文組織發布的“教育2030行動框架”中指出，教育應致力于個體的全面發展[6]。與物質時代相比，后物質時代的高等教育將從知識本位轉變為素養本位，從專業技能轉變為全面成長，從追求成功轉變為實現價值，從物質富足轉變為幸福體驗，應具有通識教育與專業教育互相融合、邏輯思維與表達能力同步成長、科學精神與人文素養協調發展的特征，以促進學生全面成長和幫助學生實現自我價值為最終目的[5]。

1.4 人才需求情況的新變化

“機器換人”正在各行各業發生，給人類的生活、學習、工作等帶來天翻地覆的變化，也引發了人才需求與求職就業等的深層次變革。據報導，英國廣播公司（British Broadcasting Corporation，BBC）于2017年基于劍橋大學研究者的數據體系分析了365種職業在未來的被淘汰概率（表1），結果表明，最容易被機器人替代的工作的特征包括對創新能力要求低、簡單訓練即可掌握技能，含有大量的重復性質、流水性質，工作空間狹小、與外界缺乏聯系，如電話推銷員、打字員和會計等；而酒店管理者、教師和心理醫生等包含以下3類技能要求的職業被取代的可能性非常?。盒枰^高的領導能力、社交能力、協商能力，需要對他人扶助關切、心理輔導、心靈關愛，需要藝術修養、創新思維、創意審美的能力[7]。因此，創新思維的培養至關重要，這也是素質教育的主要內容之一。創造性思維不僅來源于知識、好奇心和想象力，也來源于超越短期功利主義的價值取向。

表1 2017年BBC對職業在未來的被淘汰概率分析[7]

2 農業工程教育所面臨的新機遇

2.1 技術變革的速度前所未有，為農業工程教育發展拓展了新疆域

當今世界技術變革的速度前所未有，物聯網、人工智能、5G、區塊鏈、大數據、機器人等高新工程技術蓬勃發展，為農業工程教育發展拓展了新疆域。以人工智能為例，國務院于2017年7月發布了《新一代人工智能發展規劃》[8]，提出中小學課程要開設人工智能課，由此可見國家對發展人工智能的重視程度處于什么樣的高度。人工智能最吸引眼球的例子莫過于AlphaGo和李世石的比賽。李世石和AlphaGo比賽的時候，第三盤李世石贏了，那天晚上在李世石和棋友們聊天的時候，AlphaGo又下了100萬盤棋。100萬盤棋，人一生又能下多少盤棋。所以第2天和李世石比賽的時候，李世石還是李世石，但AlphaGo已經變成AlphaGo2了。這就是人工智能，這對我們的教育意味著什么？此外，國家專門在《“十三五”國家科技創新規劃》[9]中對“深海、深地、深空、深藍”這4個詞進行了全面的闡釋，雖然與農業工程學科領域差距比較遠，但我們仍然要關注，因為這可能與我們目前的生活沒關系，但是我們無法想象20年后跟農業工程的關系如何，就像我們20年前無法想象今天的中國。

2.2 中國農業新業態蓬勃發展，為新型農業工程人才提供了新機遇

全球智能農業、農業大數據等農業新業態蓬勃發展，為農業工程新型人才提供了前所未有的新機遇。中國為了推動相關產業發展，先后出臺了《中國制造2025》《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》《國務院關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》《數字農業農村發展規劃（2020—2025）》《農業農村部關于加快畜牧業機械化發展的意見》《農業農村部關于加快推進設施種植機械化發展的意見》等相關重大戰略規劃與發展意見，迫切需要新型人才的支撐。

高度智能化將是未來農業的重要特征。據聯合國糧食及農業組織預測，2030年世界總人口將達85億，2050年將達97億。據測算，全球糧食產量必須提高70%才能養活這么多人口。在摩天大樓里種植糧食蔬菜的垂直農場——“垂直農業”以其無限的發展空間與生長優勢，成為解決未來吃飯問題的一條必然之路，也是未來農業發展的一條必然之路。早在20世紀初，美國地質學家吉爾伯特·埃利斯·貝利就提出“垂直農業”這個術語，此后很多建筑師以及相關領域的研究人員對其進行了長期的探索和研究。2007年，美國哥倫比亞大學教授環境衛生學及微生物學名譽退休教授迪克森·戴斯珀米爾與他的學生一起提出了“垂直農場”的概念。他們希望在建筑物里能夠出產人們所需的食物，比如在一層喂養羅非魚，在12層種植西紅柿……，所有的水都被循環利用，植物不使用化肥，產生的甲烷等氣體和牲畜的排泄物被收集轉成為能源。在隨后的發展中，多個垂直農場的設計或實物進入了人們的視野，如迪拜綠洲大廈垂直農場、新加坡熱帶地區生態設計大廈、美國蜻蜓垂直農場等。近年來，垂直農業概念企業已成為資本風口競相追逐的對象，如AeroFarms、Bowery Farming、Plenty、Infarm、Crop One等等。在如此高度智能化的未來農業中，農業工程應當占有關鍵的一席之地，如何培養農業新業態的創造者、引領者和支撐者已成為農業工程專業最大的命題。

2.3 在農業新業態浪潮中，農業工程行業面臨著多方競爭的新挑戰

在全球農業產業技術變革和發展趨勢下，在中國農業規模巨大和農業人口老齡化的矛盾日益加深的現實中，國內的高新技術企業巨頭等也紛紛涉足智能農業領域，農業工程行業中傳統企業在農業新業態浪潮中面臨這些高新技術企業巨頭的強勁競爭。網易2009年投身養豬業，2017年網易味央豬場成為中國第一個敢直播的養豬場。豬場位于浙江安吉，“綠水青山就是金山銀山”思想的發源地。生豬的存欄量約2萬頭，整個豬場只需6個技術人員負責日常生產。豬住上了舒適的公寓，自動飼喂由天然谷物、蔬果、雜糧制成的飼料，聽著舒緩的輕音樂。豬有了廁所，排泄物集中收集，廢水、廢氣、廢渣，在環保處理中心經歷沉淀、分解、過濾，最終的廢渣和污泥轉化為生物肥，凈化水水質超過城市自來水標準。阿里于2018年與特驅集團合作智能養豬，通過阿里云ET大腦，利用高新技術對養豬場進行系統監測、預警及管控，如通過熱紅外測溫技術和聲學識別技術，監測豬的體溫和咳嗽的聲音，做出疫情預警；通過圖像識別技術，建立每一頭生豬的檔案，自動監測仔豬的出生數量、順產還是剖腹產等。2016年，京東集團和國務院扶貧開發領導小組簽署了《電商精準扶貧戰略合作框架協議》，共同探索電商精準扶貧，每只跑步雞都戴上了智能計步腳環。2017年，華為聯合中國電信和銀川奧特，對傳統奶牛監控系統進行改進，推出了基于NB-IoT牛聯網產品。2017年，首農股份與中信農業宣布聯合收購英國櫻桃谷100%股權。

2.4 新農科和新工科建設全面展開，對農業工程專業提出了新要求

2017年，教育部高度重視新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”“北京指南”新工科建設“三部曲”，深化工程教育改革，建設工程教育強國，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式和中國經驗。2019年9月，習近平總書記在給全國涉農高校書記校長和專家代表的回信中指出：“新時代，農村是充滿希望的田野，是干事創業的廣闊舞臺，中國高等農林教育大有可為”，為涉農高校立德樹人、強農興農、培養知農愛農新型人才指明了方向。2019年，新農科建設奏響“三部曲”，安吉研討會、北大倉行動工作研討會和北京指南工作研討會先后召開，對新農科建設進行了系統研究和整體部署，全面推進高等農林教育改革和提升高等農林教育服務經濟社會發展能力?！鞍布沧R”從宏觀層面提出了面向新農業、面向新鄉村、面向新農民、面向新生態的“四個面向”新理念，服務中國農業農村現代化和中華民族偉大復興事業，為世界提供中國方案[10]?！氨贝髠}行動”從中觀層面提出了新型人才培養行動、專業優化攻堅行動、課程改革創新行動、實踐基地建設行動、優質師資培育行動、協同育人強化行動、質量標準提升行動、開放合作深化行動的“八大行動”新舉措[11]?！氨本┲改稀边M一步提出實施新農科研究與改革實踐項目，標志著新農科建設的全面展開[12]。中國新農科和新工科建設已全面展開，農業工程類專業作為農業現代化服務的工科類專業，迫切需要進行深入改革，建設“新農業工程”。

但目前中國農業工程類專業整體上未能及時創建新專業來引領高新技術蓬勃發展而產生的新業態需求，且在相關新專業的創建中不占優勢。2018年，南京農業大學申請并獲批“人工智能”專業（工學，專業代碼080717T），該專業由該校農學院牽頭，信息科技學院和工學院聯合建設。2019年，華中農業大學植物科學技術學院與吉林農業大學農學院申請并獲批“智慧農業”專業（農學，專業代碼090112T）；中國農業大學工學院申請并獲批“農業智能裝備工程”（工學，專業代碼082307T）。此外，涉農高校也成立了數個相關學院，如華南農業大學成立了人工智能學院。此外，2018年國務院學位委員會、教育部將原有的40個領域工程碩士調整為電子信息、機械、材料與化工、資源與環境、能源動力、土木水利、生物與醫藥、交通運輸等8種專業學位類別，工程博士也做相應調整[13]，農業工程歸入機械大類。

3 國際農業工程學科專業發展對中國的啟示

3.1 國際農業工程人才培養已凸顯農業、工程、生物、信息的交叉

隨著科學技術和社會經濟的發展，有著百年歷史的農業工程學科，其內涵已從原來簡單的工程技術在農業上的應用，發展到今天已經強烈地依賴于農業、工程、生物和信息的互相滲透與融合。原農業工程專業人才培養體系偏重于工程技術，課程體系缺乏綜合性，因而培養的學生缺乏對生物和農業的系統了解，已不能完全適應科技和產業發展日趨綜合化的要求。為了適應這一新的形勢，發達國家的農業工程學科在20世紀80年代中就開始了對農業工程類專業的改造，紛紛將原農業工程類專業改造成了農業與生物系統工程等專業，工程、信息與農業、生物交叉融合的專業特征更加明顯，對原有的人才培養體系也進行了徹底的改造和拓展，從而大大增強了專業的適應性和競爭力，使美國農業工程學科的本科教育實現了跨越性發展，農業工程學科對經濟社會發展的杰出貢獻為全社會所公認，農業工程師成為社會經濟發展中具有重要地位且獨具特色的職業工程師類別，前景看好。如“財富（福布斯）”雜志在2012年5月9日發表了一篇題為“The Top Majors For The Class Of 2022”的文章，作者為2022級新生列出了十大最好的專業，農業工程位于數學和機器人之后，列在第三位[14]。

3.2 美國農業工程類本科專業（方向）課程體系分析

如前所述，在歐美發達國家，農業工程學科的內涵已從原來簡單的工程技術在農業上的應用，發展到強烈地依賴于農學、工程、生物、信息的互相滲透與融合，如20世紀80年代中開始創新性建設的工程、信息與農學、生物等交叉融合的課程體系使美國農業工程學科的本科教育實現了跨越性發展，所培養的人才很好地適應了科技和產業發展日趨綜合化的要求。美國愛荷華州立大學（Iowa State University）兩位學者[15]于2012年對美國86個農業工程類本科專業（方向）課程體系的119門專業基礎課和專業課進行了系統分析（表2）。結果表明，在119門專業基礎課和專業課中，開設率大于50%的有24門，占20%；開設率大于20%的有36門課，占30%。另外值得注意的是，統計學的開設率達到67%，工程經濟學的開設率達到39%。

3.3 核心課程體系是專業人才不可替代性的標簽

什么是農業工程專業人才的識別特征？如何使得農業工程專業的學生具有不可替代性?這2個問題的答案歸根結底在于農業工程專業的核心課程體系。農業與生物系統工程師（Agricultural and Biosystems Engineers，ABE）即為懂農業的工程科學家/工程師，不僅需要工程技術背景，擁有計算和構思的能力，同時也需要農業與生物學背景，擁有描述和聯想的能力。急需聯合各高校深入分析ABE知識體系的基本要素，完善與創建專業核心課程體系，明確專業的特色優勢。國際上對ABE的主流定義為“We specialize in those products made from，used with or applied to biological organisms. We are as familiar with this material as we are with our engineering sciences，and this symbiosis between biology and engineering gives us unique capability in our modern world”。ABE的知識體系與能力應以數、理、化作為基礎，還應全方位地了解農業與生物學的基本原理、發展規律和潛在應用，兼具高等工程學科和農業與生物學的良好基礎，具備與農業與生物學家和其他專業工程師（如土木、化學、機械和電氣等）協作的能力。除了具備工程科學技術的良好基礎外，還應具備以下知識背景與能力：充分了解基本的生命過程（生物化學，從細胞、有機體到整個生態系統等），以便能夠基于生物科學原理進行正確的工程設計；了解生物有機體與其所處的物理環境的相互關系；在設計生物系統時，能全面考慮生物有機體的物理特性、環境響應和生命過程的需求等；充分了解生物和有機體的化學與物理特性的唯一性和時間性；在面對高度多變、不穩定和不可知的復雜情況時，懂得如何進行訓練有素的工程設計與總體決策。

表2 美國86個農業工程類本科專業（方向）課程體系中開設率20%以上的專業基礎課和專業課

4 加快推動中國“新農業工程”建設的若干建議

4.1 聚焦農業工程，堅守農業工程學科專業的主體地位

農業工程學科專業應堅守與聚焦本學科專業，提高學科隊伍的專注度，保障學科專業的地位在螺旋式上升的良性循環中不斷提升（圖1）。這是由于一旦學科隊伍保持高度的精力專注度，就會專注于培養本領域人才，強化本專業與學科的優勢和創造本領域的創新成果。本領域的人才培養質量與本學科專業的優勢特色若能得以提升，就可提高本學科專業的畢業生的不可替代性，并且為本學科提供優質的研究生生源，隨之可提高本學科的創新能力，進而促進本領域創新成果的產生。畢業生不可替代性和本領域創新成果的提高無疑都會提升本學科專業對本行業發展的貢獻，促使行業發展速度、行業社會地位、本學科專業的社會聲譽、本學科的全國學科地位及校內學科地位等形成螺旋式上升的良性循環。

反之，如果對本學科專業堅守不足，在學校中派生出其他學科專業，成為其他學科專業的發源地，學科專業的地位就容易陷入非良性循環。近期看，派生出其他學科專業使學院師資和學生規模得以擴大，提升了學院的校內地位，但同時也造成本學科專業在院內的地位下降。長遠看，派生出來的學科專業從學院獨立出去，不可避免造成學院實力的下降和學院在校內的地位下降。與此同時，由于本學科專業對自身聚焦不夠，會造成教師隊伍精力分散，專注度降低，對專業與學科的人才培養和優勢特色產生負面影響，引起畢業生不可替代性和本學科研究生生源質量的降低；學科隊伍的專注度降低也使得學科可產生的創新成果減少。本學科研究生生源質量的降低進而導致學科創新能力降低，也使得學科創新成果減少，從根本上弱化了對本行業發展的貢獻，引發行業發展速度下降、行業社會地位下降、本學科專業社會聲譽下降、本學科的全國地位下降、本學科的校內學科地位下降等連鎖反應，導致本學科專業地位的非良性循環。

4.2 不斷強化農業工程類專業學生的不可替代性

強化本專業學生的不可替代性是強化學科專業主體地位、推動學科專業聲譽形成螺旋式上升良性循環的關鍵所在。專業聲譽很大程度上來源于畢業生，當畢業生具有本專業顯著的標簽和核心競爭力，就具有很強的不可替代性。本專業學生的不可替代性增強了，就能提升畢業生在本領域的就業比例和讀研比例。畢業生在本領域的就業比例提升了，就能提高對行業發展的貢獻，推動行業發展的速度，提高行業的社會地位，從而提升專業的口碑聲譽。同樣，畢業生在本領域的讀研比例提升了，就能夠提高本學科研究生的生源質量，提升學科創新能力，促進學科學術成果的產出，從而提升專業的口碑聲譽。專業口碑聲譽的提升進一步推動本科生源質量、學生專業思想穩定性、人才培養質量、專業特色優勢的提升，并進一步增強本專業學生的不可替代性，形成專業聲譽螺旋式上升的良性循環，農業工程的主體地位不斷得以強化（圖2）。

反之，如果本專業學生的不可替代性不斷下降，就會引起畢業生在本領域的就業比例和讀研比例的下降。畢業生在本領域的就業比例降低了，就會影響對行業發展的貢獻，降低行業發展的速度，削弱行業的社會地位，因而降低專業的口碑聲譽。同樣，畢業生在本領域的讀研比例降低了，就會降低本學科研究生的生源質量，影響學科創新能力，減少學科學術成果的產出，也會降低專業的口碑聲譽。此外，跨領域就業或讀研的比例增加了，如果畢業生的素質一般，會導致專業口碑聲譽的降低；即使素質出色，也會增加跨領域對本專業學生的吸引力，也會降低本專業學生的專業思想穩定性。專業口碑聲譽的降低進一步導致本科生源質量、學生專業思想穩定性、人才培養質量、專業特色優勢的下降，并進一步降低本專業學生的不可替代性，造成專業聲譽的非良性循環。

借鑒歐美發達國家的成功經驗，中國現有農業工程類各專業的課程體系中應大幅度增加農學、生物學和化學類的課程，以便更好地體現懂農業的工程科學家/工程師的特點和優勢。生物學和化學類課程可包括普通化學、有機化學、生物化學、儀器分析、普通生物學、植物生理學、動物生理學和微生物學等。如表2所示，美國86個農業工程類本科專業（方向）課程體系中，20%以上開設率的生物化學類課程包括普通化學I（100%）、生物學I（71%）、有機化學（55%）、普通化學II（53%）、生物物料學（51%）、微生物學（35%）、普通生物學II（30%）、生物化學（23%）、生物反應器（動力學）（23%）[15]。

4.3 加快推動中國“新農業工程”建設

建議應加快推動“新農業工程”建設，與傳統農業工程相比，“新農業工程”的應有特征包括但不限于工程信息與農業生命化學交融、通識教育與專業教育互相融合、邏輯思維與表達能力同步成長、科學精神與人文素養協調發展，以促進學生全面成長和幫助學生實現自我價值為最終目的。以此為目標，需要倡導并踐行從注重知識本位向提升素養本位轉變、從專業教育向專業+通識教育并重轉變、從高度專業化培養向寬專交融合轉變、從偏重職業技能向注重全面成長轉變等4個轉變。

4.3.1 從注重知識本位向提升素養本位轉變

“新農業工程”應從單一地注重知識本位，轉向注重知識本位、個人本位與社會本位的三者協同，后兩者的核心在于注重并提升素養本位。知識本位高等教育價值觀認為高等教育的基本價值在于文化傳承、知識創新、學術探求和科學研究，其指導下的農業高等教育變革強化領域的交叉與融合，強化知識的繼承與創新，強化知識創新的合作與共享。而個人本位高等教育價值觀關注促進個人知識與理智的發展，推動個性的塑造與完善[16]。社會本位高等教育價值觀則關注國家和社會層面的發展需要，重在促進國家政治經濟發展和社會進步。人文精神與科學素養、創新能力的統一，是現代人的基本特征。如前所述，在信息技術驅動下，高等教育教與學的方式變化巨大，學習2.0下知識的獲取機會與方式得以極大拓展，知識本位高等教育價值觀已顯落后。知識本位、個人本位與社會本位高等教育價值觀的三者協同指導下，農業工程專業應強化批判性思維、人文精神、道德情操等個人素養的培養，提升理智能力、社會技能、解決復雜問題能力的培養，重視社會正義、公民自由等價值判斷與民族復興、興邦安國等家國情懷的培養，強化服務于國家的生態文明建設、經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設需要和承擔引導社會良好風氣等責任意識的培養。從而改變單一的知識本位，重塑人在個人與社會兩個層面的本性，提升人的綜合素養。

4.3.2 從專業教育向專業+通識教育并重轉變

“新農業工程”應注重通識教育與專業教育的互相融合，從專業教育向專業教育與通識教育并重轉變[5]。在中國，重專業教育輕通識教育一直是本科教育的痼疾，本科人才培養依然沒有突破的專業化培養模式，綜合性與交叉性不足。對參加第四輪農業工程學科評估高校的相關本科專業名稱及數量統計情況如下：農業工程3個、農業機械化及其自動化 24個、農業水利工程13個、農業電氣化10個、農業建筑環境與能源工程7個、設施農業科學與工程2個、農業智能裝備工程1個、其他名稱或未檢索到本科專業的高校3個，這在一定程度上表明中國農業工程類專業的人才培養還是窄深型的專業化培養模式占主流。傳統高等農業教育堅守“螺絲釘精神”的工具主義價值觀，把人作為一個專業的“工具”定位到社會與行業的需要當中，注重的是培養人的奉獻精神與集體主義精神。而現代教育則需要強調人作為一個主體，應是具有自主學習能力、思辨能力、自主創新能力、團隊協作精神、人文情懷的主體人。現代高等教育最主要的目的是把人培養成為一個社會主體，這也正是通識教育的價值與意義所在。我們應認識到“通專融合”的重要性，大力加強專業教育與通識教育、專業課程與通識課程的相互融合。

4.3.3 從高度專業化培養向寬專交融合轉變

當今世界科技日新月異，以人工智能、無人控制技術、量子信息技術、虛擬現實技術以及生物技術為代表的第4 次工業革命席卷而來，智能農業、農業大數據等農業新業態應運而生并蓬勃發展，在高度智能化的未來農業中，農業工程應當占有關鍵的一席之地，如何培養農業新業態的創造者、引領者和支撐者已成為“新農業工程”專業最大的命題。耶魯大學理查德·萊文曾指出，跨學科的廣度是中國大學本科教育欠缺的非常重要的內容之一[17]。2015 年，國務院辦公廳下發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，要求高校打通相近一級學科或專業的基礎課程，開設跨學科專業的交叉課程，形成跨院系、跨學科、跨專業交叉培養創新創業人才的新機制，促進人才培養從學科專業單一化向多學科融合型轉變[18]。在窄深型的專業單一化培養模式下，課程體系的專業性過分強化，口徑狹窄，學生的知識體系比較單一，不可避免影響人才的適應性、拓展性和成長性，所培養的人才很難適應科技和產業發展日趨綜合化的要求。“新農業工程”應從高度專業化培養向“寬”“?！薄敖弧比诤限D變，注重工程、信息與農業、生命、化學等的交叉與融合，建立“寬”“?！薄敖弧比诤系恼n程體系，培養復合型創新人才。

4.3.4 從偏重職業技能向注重全面成長轉變

“新農業工程”應從偏重職業技能向注重全面成長轉變，滿足現代農業生產的大規模、多學科協作需求，提高專業人才對瞬息萬變的社會經濟的適應能力。立德樹人是大學的立身之本，同時也是對人才培養的根本要求。聯合國科教文組織發布的“教育2030行動框架”中指出，教育應致力于個體的全面發展[6]。哈佛大學德雷克·博克在《回歸大學之道》中提出高等教育的8個目標：學會表達、學會思考、培養品德、培養合格公民、適應多元文化、全球化素養、廣泛的興趣和為職業生涯做準備，并表示：很難找到像口頭和書面表達那樣的課程，讓眾多學生終身受益[19]。人文素養等可以點亮指引學生前行的燈塔，幫助他們認知自我，塑造靈魂。因此，高等教育決不僅僅在于專業知識與職業技能的傳授，“新農業工程”更應注重科學精神與人文素養的融合，使學生領會人類處理和創造知識的方式，形成表達、思考等能受益終身的可遷移技能，實現全面成長。

5 結 論

全球高等教育面臨著科技發展的新挑戰、社會經濟發展的新要求和人才需求情況的新變化，高等教育教與學的方式已發生重要變化，開環大學、開放大學等新型大學因運而生，未來的教育應該是更加開放、更加適合、更加人本、更加平等、更加可持續的教育。農業工程教育面臨前所未有的新機遇，技術變革為農業工程教育發展拓展了新疆域，農業新業態為農業工程新型人才提供了新機遇，農業工程行業面臨著多方競爭的新挑戰，新農科和新工科建設對農業工程類專業提出了新要求。國際農業工程人才培養已凸顯農業、工程、生物、信息的交叉，多學科交叉融合的核心課程體系使美國農業工程學科專業的本科教育實現了跨越性發展，已成為學生不可替代性的標簽，需要我們進一步深入分析并汲取營養。農業工程學科專業應聚焦本學科專業，堅守主體地位，使學科專業地位形成螺旋式上升的良性循環。強化本專業學生的不可替代性是強化學科專業主體地位，推動學科專業聲譽形成螺旋式上升良性循環的關鍵所在。本文建議通過從注重知識本位向提升素養本位轉變，從專業教育向專業+通識教育并重轉變，從高度專業化培養向寬專交融合轉變，從偏重職業技能向注重全面成長轉變，從而推動“新農業工程”的建設。

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Some thoughts on the agricultural engineering discipline construction and talent cultivation in China

Ying Yibin1, Pan Jinming1, Xu Huirong1, Lin Tao1, Han Lujia2, Kang Shaozhong3

(1.,,310058,; 2.,,100083,;3.,,100083,)

Agriculture is the critical industry that supports the national economy and people’s livelihood. The shortage of labor resources, high-quality consumer demand, strict ecological environment requirements and increasingly intensified international competition have prompted the rapid development of China's agriculture towards the direction of mechanization, information, refinement, intelligence and unmanned operations. Agricultural engineering plays a vital role in agricultural modernization and rural revitalization. Universities are faced with new challenges from technological development, new requirements from social development, and new changes in the demand for talents. In the future, education will be more open, appropriate, human-oriented, equal and sustainable. This article reviewed the unprecedented challenges and opportunities faced by agricultural engineering education, and the unprecedented development of technologies, which had expanded the new territory for the development of agricultural engineering education. The vigorous development of new forms of agriculture provides opportunities for agricultural engineering talents. Agricultural engineering industry is facing new challenges from multiple competitions and the need of the construction of new agricultural and engineering disciplines. Agricultural engineering education faces unprecedented challenges and opportunities. It is urgent for us to think about how to cultivate highly intelligent future innovators, leaders and supporters in agriculture; think about how to focus on the discipline of agricultural engineering, stick to the main responsibility, and form sustainable development. According to the analysis of international agricultural engineering discipline development, this paper found that the cultivation of international agricultural engineering talents had highlighted the intersection of agriculture, engineering, biology and information. The original curriculum system had been completely transformed and expanded, which greatly enhanced professional adaptability and competitiveness. Moreover, the core curriculum system had been the label of the irreplaceability of professional students. For example, among the 86 undergraduate programs majored in agricultural engineering in the United States, biochemistry courses with an opening rate of more than 20% included General Chemistry I (100%), Biology I (71%), and Organic Chemistry (55%), General Chemistry II (53%), Biological Materials Science (51%), Microbiology (35%), General Biology II (30%), Biochemistry (23%), and Bioreactor (Kinetics) (23%). Professional reforms had enabled the undergraduate education of agricultural engineering disciplines in the United States to achieve leapfrog development. The outstanding contributions of agricultural engineering disciplines to economic and social development were recognized by the whole society, and agricultural engineers had become an important and unique category of professional engineers. Given these successful experiences, the authors believed that strengthening the irreplaceability of the students majored in agricultural engineering was the key to strengthening and promoting the reputation of our discipline. The authors recommend four changes: from focusing on knowledge-based teaching to improving comprehensive literacy, from professional education to combined professional and general education, from highly specialized training to interdisciplinary cultivation, and from focusing on professional skills to focusing on overall development, aiming for the development of new agricultural engineering.

agricultural engineering; discipline construction; talent cultivation

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.034

S2

A

1002-6819(2021)-10-0284-09

應義斌，泮進明，徐惠榮，等. 關于中國農業工程類專業建設和人才培養的若干思考[J]. 農業工程學報，2021，37(10)：284-292.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.034 http://www.tcsae.org

Ying Yibin, Pan Jinming, Xu Huirong, et al. Some thoughts on the agricultural engineering discipline construction and talent cultivation in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(10): 284-292. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.034 http://www.tcsae.org

2021-03-08

2021-05-10

浙江省高等教育課堂教學改革項目（kg20160012）

應義斌，教授，博士生導師，研究方向為農業信息智能感知技術和農業機器人。Email：ybying@zju.edu.cn