綜合性大學(xué)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)體系構(gòu)建

許亞東　黃進勇　任景莉

[摘 要] 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才缺乏已成為制約作為農(nóng)業(yè)大省的河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。鄭州大學(xué)是國家“211工程”重點建設(shè)高校、一流大學(xué)建設(shè)高校和“部省合建”高校，學(xué)科門類齊全，發(fā)展均衡，優(yōu)勢明顯。在充分發(fā)揮鄭州大學(xué)綜合性大學(xué)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，設(shè)置農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)，針對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的特點，整合鄭州大學(xué)理、工、農(nóng)多學(xué)科優(yōu)勢資源，實現(xiàn)跨學(xué)科相互滲透、深度交叉，建立科學(xué)創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系，開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)工作，對河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)人才隊伍的組建具有戰(zhàn)略性意義，對國家新農(nóng)科人才培養(yǎng)也具有重要的示范意義，同時也為農(nóng)林高校開設(shè)同類專業(yè)提供經(jīng)驗和借鑒。

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù);綜合性高校;新農(nóng)科;人才培養(yǎng)

[基金項目] 2020年度河南省教育廳新農(nóng)科研究與改革實踐項目“綜合性大學(xué)建設(shè)‘農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)的探索與實踐”（2020JGLX103）

[作者簡介] 許亞東（1990—），男，河南鄭州人，博士，鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院講師，主要從事農(nóng)業(yè)區(qū)域發(fā)展與循環(huán)農(nóng)業(yè)研究;黃進勇（1969—），男，河南新鄉(xiāng)人，博士，鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授（通信作者），主要從事農(nóng)作物品質(zhì)與抗性遺傳生理研究。

[中圖分類號] G434[文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）16-0020-04 [收稿日期] 2021-08-04

一、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的概念、特點及重要性

大數(shù)據(jù)既是多源異構(gòu)的海量數(shù)據(jù)集合，又是圍繞數(shù)據(jù)生命周期形成的包括數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析與可視化的信息技術(shù)，具有資源和技術(shù)兩個基本屬性，在此基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)價值挖掘和應(yīng)用是大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值的關(guān)鍵，以及大數(shù)據(jù)融合、革新傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的重要力量[1]。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實踐，涉及耕地、育種、播種、施肥、植保、收獲、儲運、農(nóng)產(chǎn)品加工、銷售、畜牧業(yè)生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)，是跨行業(yè)、跨專業(yè)的數(shù)據(jù)分析與挖掘，對糧食安全和食品安全有著重大意義。當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域存在的諸多問題，如糧食安全、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、土壤治理、病蟲害預(yù)測與防治、動植物育種、農(nóng)產(chǎn)品價格、農(nóng)副產(chǎn)品消費等領(lǐng)域，都可通過大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究進行預(yù)測和干預(yù)。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)科學(xué)研究相結(jié)合，可以為農(nóng)業(yè)科研、政府決策、涉農(nóng)企業(yè)發(fā)展等提供新方法、新思路[1，2]。

同時，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)廣闊的應(yīng)用前景需要大量的相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才。國務(wù)院印發(fā)的《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》指出，鼓勵高校設(shè)立數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)工程相關(guān)專業(yè)，重點培養(yǎng)專業(yè)化數(shù)據(jù)工程師等大數(shù)據(jù)專業(yè)人才;鼓勵采取跨校聯(lián)合培養(yǎng)等方式開展跨學(xué)科大數(shù)據(jù)綜合型人才培養(yǎng)。目前，我國缺少系統(tǒng)和專業(yè)培養(yǎng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才的機構(gòu)和單位，缺乏從事農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的人才。我國現(xiàn)有農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才的主要來源是農(nóng)學(xué)類、計算機類和經(jīng)濟管理類等專業(yè)的畢業(yè)生，兼具農(nóng)業(yè)基本知識和大數(shù)據(jù)技術(shù)的人才少之又少[3，4]。因此，學(xué)科門類齊全的相關(guān)綜合性高校亟須探討農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)復(fù)合型人才培養(yǎng)的途徑和模式，加快復(fù)合型人才培養(yǎng)，推動大數(shù)據(jù)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和快速發(fā)展，培養(yǎng)面向信息時代需求的信息技術(shù)與管理科學(xué)復(fù)合型人才。

二、綜合性大學(xué)建設(shè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)的基礎(chǔ)優(yōu)勢——以鄭州大學(xué)為例

河南省是國家糧食生產(chǎn)核心區(qū)，其農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)種類繁多，農(nóng)業(yè)人口數(shù)量居于全國前列，擁有極具開發(fā)價值的大量數(shù)據(jù)資源與市場優(yōu)勢。但目前，既能熟練運用大數(shù)據(jù)的相關(guān)理論與技術(shù)，又熟悉生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展所涉及的專業(yè)知識的復(fù)合型專業(yè)人才卻嚴重短缺，并且現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)大數(shù)據(jù)復(fù)合型人才的培養(yǎng)模式比較單一，各高校與科研院所雖然開設(shè)了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)相關(guān)的課程，但卻面臨著培養(yǎng)的大數(shù)據(jù)人才缺乏相關(guān)農(nóng)業(yè)知識等問題[4，5]。鄭州大學(xué)是國家“211工程”重點建設(shè)高校、一流大學(xué)建設(shè)高校和“部省合建”高校，學(xué)科門類齊全，發(fā)展均衡，優(yōu)勢明顯。針對以上存在的問題，在充分利用鄭州大學(xué)綜合性大學(xué)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，設(shè)置農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)，通過整合鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院、信息工程學(xué)院、生態(tài)與環(huán)境學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院，以及依托鄭州大學(xué)建設(shè)的河南省大數(shù)據(jù)研究院、河南省超級計算中心等相關(guān)科教資源，使農(nóng)學(xué)（栽培、育種、土壤、植保、加工等）、計算機科學(xué)、生物信息學(xué)、生態(tài)與環(huán)境科學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域相互滲透、深度交叉，建立跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系，開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)的探索性研究（圖1）。

三、綜合性大學(xué)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建

通過對國內(nèi)外農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢、應(yīng)用前景及存在問題進行綜合分析的基礎(chǔ)上，梳理出現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的需求特征;在此基礎(chǔ)上，進一步提出農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才的知識體系、培養(yǎng)目標(biāo)、實踐技能;結(jié)合農(nóng)學(xué)（作物學(xué)、植物保護、土壤科學(xué)等）、計算機科學(xué)、信息與計算科學(xué)等學(xué)科發(fā)展實際，以及對國內(nèi)外已開設(shè)的大數(shù)據(jù)同類專業(yè)課程體系的調(diào)研，建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案的課程體系，明確課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和實踐技能;建立2～3個校外實踐基地，加強大學(xué)生農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)工程實踐訓(xùn)練;整合師資力量，依托鄭州大學(xué)相關(guān)學(xué)院及科研平臺，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)招生，在教學(xué)實踐過程中不斷完善人才培養(yǎng)方案，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（一）構(gòu)建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)置的關(guān)鍵是要明確所培養(yǎng)的人才應(yīng)該具備什么樣的知識體系和能力，以及如何確定人才培養(yǎng)目標(biāo)等;通過設(shè)置什么樣的課程體系，講授哪些教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)和獲得何種實踐技能才能實現(xiàn)或達到人才培養(yǎng)目標(biāo)。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涉及耕作、育種、播種、施肥、植保、收獲、儲運、農(nóng)產(chǎn)品加工、銷售、畜牧業(yè)生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)，農(nóng)業(yè)資源、環(huán)境、生產(chǎn)經(jīng)營方式和食品安全等都涉及不斷產(chǎn)生的大批非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的信息獲取、挖掘、存貯、處理與智慧應(yīng)用等問題，即需要大數(shù)據(jù)的獲取與精準(zhǔn)分析。因此，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)可以定位為：面向國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用的需求，培養(yǎng)具有扎實的大數(shù)據(jù)理論和專業(yè)知識、良好的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識、較強的實踐與協(xié)作能力，具備計算機、數(shù)學(xué)、農(nóng)學(xué)、生命科學(xué)等多學(xué)科知識和技能，具有利用大數(shù)據(jù)思維分析現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中復(fù)雜問題、解決問題、自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力，適應(yīng)國際化競爭環(huán)境的高素質(zhì)人才。B875360F-4FA0-4E49-915D-A11EC82E76F9

結(jié)合農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和專業(yè)目標(biāo)定位，課題組經(jīng)過前期調(diào)研，對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)的課程體系進行了初步梳理，基本構(gòu)建了數(shù)理基礎(chǔ)（高等數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計知識等）、專業(yè)基礎(chǔ)（農(nóng)學(xué)、生物學(xué)基礎(chǔ)知識）、專業(yè)核心（大數(shù)據(jù)、人工智能基礎(chǔ)知識）、綜合實踐（大數(shù)據(jù)實踐實訓(xùn)、創(chuàng)新實驗等）、農(nóng)業(yè)應(yīng)用（農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、精細農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)）等五大模塊課程。根據(jù)上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合五大模塊課程，課題組將對課程體系進一步細化，結(jié)合人才培養(yǎng)的人文、政治素養(yǎng)和外語要求，明確每個模塊要開設(shè)的具體課程、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)分分配，執(zhí)行完整的人才培養(yǎng)方案。

（二）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)師資隊伍建設(shè)

專業(yè)建設(shè)首先要解決師資問題。師資隊伍建設(shè)舉措包括：（1）立足于現(xiàn)有科研力量，整合農(nóng)學(xué)、生命科學(xué)、計算機、數(shù)據(jù)分析、信息處理等相關(guān)科研團隊及教師，實施技能拓展。（2）充分利用現(xiàn)有平臺和科研機構(gòu)及學(xué)院的師資力量。鄭州大學(xué)學(xué)校層面建設(shè)的河南省大數(shù)據(jù)研究院和河南省超級計算中心兩大平臺，農(nóng)學(xué)院正在建設(shè)的大數(shù)據(jù)與智慧農(nóng)業(yè)研究所，以及學(xué)校相關(guān)學(xué)院的師資力量對專業(yè)人才培養(yǎng)中的理論教學(xué)、實踐實習(xí)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)提供有力保障。（3）面向企業(yè)招聘具有一線工作經(jīng)驗的研發(fā)人員和工程師，與高校專業(yè)教師組成教學(xué)團隊。鼓勵青年教師通過企業(yè)一線鍛煉、聯(lián)合項目研發(fā)、師資培訓(xùn)等方式提升教學(xué)技術(shù)水平。（4）加強教學(xué)團隊與學(xué)科之間的經(jīng)驗交流，轉(zhuǎn)變各個學(xué)科獨立設(shè)置的封閉觀念，開展多學(xué)科聯(lián)合建設(shè)，邀請國內(nèi)外專家開展學(xué)術(shù)交流活動，派遣中青年教師參加相關(guān)學(xué)術(shù)會議，緊緊把握大數(shù)據(jù)發(fā)展前沿，提高教學(xué)團隊的跨界意識與能力。

（三）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)

實踐教學(xué)體系建設(shè)主要措施：（1）建設(shè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)需要的“專業(yè)基礎(chǔ)”實驗室，開展農(nóng)學(xué)、生物學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識教學(xué);建設(shè)“智能數(shù)據(jù)處理”實驗室，實施大數(shù)據(jù)、人工智能專業(yè)基礎(chǔ)知識教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析的基本能力和素養(yǎng)。專業(yè)實驗課程包括“計算機課程設(shè)計”“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”“農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析”（包括種植業(yè)大數(shù)據(jù)、養(yǎng)殖業(yè)大數(shù)據(jù)、漁業(yè)大數(shù)據(jù)、土地管理大數(shù)據(jù)、農(nóng)村能源大數(shù)據(jù)、農(nóng)產(chǎn)品物流大數(shù)據(jù)）等。通過實驗環(huán)節(jié)專業(yè)技能培養(yǎng)，學(xué)生可以很好地掌握一定的大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用技術(shù)。（2）建立大學(xué)生創(chuàng)新實驗室，鼓勵學(xué)生充分利用課余時間，自行設(shè)計科研小課題，并在專業(yè)教師指導(dǎo)下投入科研活動。（3）充分利用河南省大數(shù)據(jù)研究院與河南省超級計算中心兩大平臺，實施工程實踐訓(xùn)練、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)環(huán)節(jié)教學(xué)，建設(shè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)的實習(xí)實訓(xùn)基地。在云計算、大數(shù)據(jù)和云存儲等方面開展學(xué)生實訓(xùn)。（4）通過校地合作培養(yǎng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才的實踐工作能力。建設(shè)期內(nèi)，積極推動學(xué)校和地方政府簽訂農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略合作協(xié)議，建立2～3個實習(xí)實訓(xùn)基地。

（四）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革

立足于專業(yè)目標(biāo)和人才培養(yǎng)特點，主要開展以下人才培養(yǎng)模式改革：（1）小班化管理、個性化培養(yǎng)。設(shè)置農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)本科專業(yè)實驗班，配備優(yōu)秀專業(yè)教師并實施導(dǎo)師制。（2）理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合。從教學(xué)、實驗、實踐、科研等環(huán)節(jié)開展專業(yè)技能培養(yǎng)，探索面向大數(shù)據(jù)的專業(yè)實踐技能培養(yǎng)規(guī)律和最佳實施方案。（3）實施以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，開展討論式、啟發(fā)式、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)式教學(xué)。（4）借鑒大數(shù)據(jù)技術(shù)傳授農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)知識。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，開展對教育教學(xué)活動和學(xué)生行為數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋，以及綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)探索教育教學(xué)的新模式。

結(jié)語

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)為河南省現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)提供了難得的發(fā)展機遇，要消除阻礙農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的人才瓶頸就必須堅持改革創(chuàng)新現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式，以市場需求為導(dǎo)向，以農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用為主線，在學(xué)科體系建設(shè)、師資力量建設(shè)、人才培養(yǎng)模式等方面大膽創(chuàng)新。以鄭州大學(xué)多學(xué)科平臺為基礎(chǔ)，努力探索形成適應(yīng)河南省情的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)模式與管理機制，進而加快推動大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，提升農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在河南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的引領(lǐng)作用，不斷提高農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用與服務(wù)能力，為國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略實施和河南省大數(shù)據(jù)綜合實驗區(qū)建設(shè)提供經(jīng)驗參考和借鑒。

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Abstract： The lack of talents of agricultural big data has become a bottleneck restricting the rapid development of modern agriculture and smart agriculture in Henan Province， which is a big agricultural province. Zhengzhou University is one of the national “Project 211” key universities， a first-class university and a university jointly constructed by the Ministry and Henan Province. It has a complete range of disciplines， with balanced development and obvious advantages. Base on the traditional advantages of Zhengzhou University as a comprehensive university， the undergraduate major of agricultural big data is established. According to the characteristics of agricultural big data major， Zhengzhou University integrates the superior discipline resources of science， engineering， and agriculture， trying to realize interdisciplinary penetration and deep crossover and establish a scientific and innovative agricultural big data professional talents training system. The development of agricultural big data undergraduate talent training is of strategic significance to the formation of modern agricultural construction talent team in Henan Province， and also has important demonstration significance to the cultivation of national “new agricultural science” talents. At the same time， it also provides the experience and reference for agriculture and forestry universities to set up similar majors.

Key words： agricultural big data; comprehensive university; “new agricultural science”; talent cultivationB875360F-4FA0-4E49-915D-A11EC82E76F9