智慧農業課程“智慧”教學創新探討

摘"要：智慧農業是全球農業未來發展的方向。當前，世界各國都在大力推進農業的數字化、智慧化轉型，農業人才培養也要積極順應和融入這個大趨勢。園藝學專業是農科領域重要分支，因其研究產品商品價值高，設施保護地智慧化栽培越來越多應用到實際生產中，智慧農業就是針對這一情況，為園藝學學生開設的應用型專業課程。但在實際的教學過程中，千篇一律的教學方式與先進的課程內容存在矛盾沖突，嚴重制約著教學活動的發展。該文展開有關智慧農業課程教學創新探討，分析該課程教學中可以增加的“智慧”元素，并提出相關建議，以期為培養應用型、創新型園藝專業人才奠定基礎。

關鍵詞：智慧農業；教學改革；教學創新；“智慧”元素；教學特點

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）02-0056-05

Abstract：SmartAgricultureisthedirectionforthefuturedevelopmentofglobalagriculture.Currently，countriesaroundtheworldarevigorouslypromotingthedigitalandintelligenttransformationofagriculture，andagriculturaltalentcultivationshouldactivelyadapttoandintegrateintothistrend.Horticultureisanimportantbranchoftheagriculturalfield.Duetoitshighcommodityvalueinresearchproducts，intelligentcultivationofprotectedareasisincreasinglybeingappliedinpracticalproduction.Smartagricultureisanappliedprofessionalcoursedesignedforhorticulturestudentstoaddressthissituation.However，intheactualteachingprocess，therearecontradictionsandconflictsbetweentheuniformteachingmethodsandadvancedcurriculumcontent，whichseriouslyrestrictsthedevelopmentofteachingactivities.ThisarticleexplorestheinnovativeteachingofthecourseofSmartAgriculture，analyzesthe\"smart\"elementsthatcanbeaddedtotheteachingofthecourse，andputsforwardrelevantsuggestionstolaythefoundationforcultivatingappliedandinnovativehorticulturalprofessionals.

Keywords：SmartAgriculture;teachingreform;teachinginnovation;theelementof\"wisdom\";teachingcharacteristics

近年來，隨著科技的飛速發展，農業發展開始邁入4.0時代，智慧農業是進入21世紀以后開始形成的一種新型農業形態，是現代農業發展的最新階段和最高形態。中國傳統農業在古代無論農藝還是產量都曾是世界最高水平。在新時期，我國農業發展也不甘落后，現代化農業發展早已提上日程。智慧農業專業就是立足于國家和區域農業農村現代化發展戰略需求，為培養德智體美勞全面發展，能將信息技術、生物技術、現代工程技術、現代經營管理知識與農學有機融合的高素質復合型人才而開設的[1]。而園藝學專業作為涉農院校的重要專業之一，智慧農業課程建設也尤為重要，因此針對園藝產品生產環節設置課程大綱，其中智慧農業成為園藝學科重要專業擴展課程。課程主要針對智慧農業生產，指導學生了解智慧農業架構，掌握其中關鍵技術以及求實創新發散思維，為后續智慧農業發展提供新思路。

值得注意的是教育4.0時代也已經來臨，但智慧農業課程在實際教學過程中，若仍然延續以往簡單的教學方式，不會讓學生感受到科技帶來的改變，造成課程內容先進而教學方式陳舊的矛盾，而且目前還存在新興課程教材繁多，針對園藝專業擴展的教材還沒有固定的版本，課程思政建設處于起步階段還不完善，與園藝專業原有課程存在重復等問題，這些都不利于園藝專業人才的培養。因此，針對這些問題完善教學改革，以此來推進智慧農業課程的創新發展。

一"課程性質及教學特點

智慧農業專業是國家根據農業現代化發展需求近年來新增的專業，園藝學院也是依據園藝作物栽培管理現狀將智慧農業課程加入到新的培養方案中，目的是培養具有信息技術、農業工程技術、農業智慧生產和經營與管理等方面的基本理論和基本技能，能在科研機構、企業和管理部門從事相關科研、技術推廣與開發、生產經營與管理等工作的高素質復合型專業人才。該課程將介紹智慧農業的發展現狀、核心技術及不同產業領域的應用情況，同時課程具有以下幾個特點。

（一）"全面性

智慧農業課程是農業全部產業、農產品全產業鏈上的創新與變革。課程系統地講解作物種植、果蔬種植、畜牧業和漁業等各個農業細分產業數字化、智能化的狀況和前景，全面地介紹了智慧農業所涉及的技術、數據、模型和產品等，在價值鏈上除了包含生產這一環節，還覆蓋了流通和銷售等環節，力圖為學生展示智慧農業的全貌。

（二）"實踐性

智慧農業課程是5S、大數據、人工智能、區塊鏈、VR/AR和智能控制等新興科技以及傳統技術的新發展在農業中的全新實踐。課程內容以實踐相關的知識為主、純理論性知識為輔，針對產業應用領城設置了應用案例，與日新月異的實踐緊密相連。

（三）"跨學科性

智慧農業課程是一個將諸多學科的理論、技術和產品融為一體的龐大系統工程。

課程廣泛涉及農業生態學、作物栽培學、耕作學、作物育種學、智慧農業與信息技術、農業模型學、智能農業裝備、植物生理與分子生物學、高級語言程序設計和農業氣象與物候學等學科。正是因為近幾年這些基礎學科的飛速發展，使得智慧農業得以擴展，并成為一門蓬勃發展的新興學科。因此，要學好智慧農業，首先必須打好相關學科的基礎，掌握有關技術的基本科學原理，掌握今天已知的豐富的理論知識和實踐經驗，并以此為基礎，為發展我國的智慧農業事業做出開拓性的、創造性的工作。這門課目前主要面向園藝學院大三學生進行授課，他們已經具備了相應的專業知識，同時完成的實習也能讓學生對于部分技術在實際生產中的應用有了一定了解，因此在授課上讓學生將多學科交叉融合，通過具體實例理解掌握智慧農業建設方案。

二"存在的問題

（一）"教學方式單調，“智慧”程度欠缺

習近平總書記在重要會議中指出：“從教育大國到教育強國是一個系統性躍升和質變，必須以改革創新為動力。”這一重要論斷著眼于我國教育事業的長遠發展，是應對新時代教育發展內部矛盾、外部挑戰的重要法寶，也是建設教育強國的重要動力源，為建設教育強國指明了方向和路徑；育人方式要同學情、教情有機結合，因地制宜地推進教與學的內容變革、方法的傳承創新、數字技術手段的運用等。目前智慧農業課程設置為24學時課堂教學、8學時實習實踐。其中課堂教學是教學活動的靈魂，有效的課堂教學是教學成功的必要條件[2]。但課堂教學也存在時間短、實踐性差等缺點，配置8學時實踐課也是為了彌補這一缺陷。但是作為新興的農業形態，智慧農業的發展不是一成不變的，甚至說在教學過程中可能部分技術都已經得到飛速發展，而在傳統的教學過程中，教學模式統一、思維禁錮，教師教學缺少對學生思維的啟示，往往著重知識的傳授，這種模式最終導致學生被動式學習，不去思考發散思維，從而導致課堂靜默，尤其是對于目前知識仍處于飛速發展階段的課程是十分不利的。所以教師必須將學生原來的依賴被動的學習方式（側重直接教學和記憶），轉化為提高學生批判性思維和個性化思考的交互方式。同時教學目的十分明確，有的放矢地選擇教學內容，才能豐富課堂內容，課堂內容豐富的同時也要利用先進教學方式。智慧農業課程由于涉及學科交叉，對于農學專業學生來說很多內容初次涉及，理解困難，后臺編程等內容在現實生活中接觸較少，學生無法做到舉一反三，最終導致學生的自主創新思維受到限制，很難適應產業的需求，教學效果不盡如人意。此外實習實踐過程中，所參觀的校內智慧設施符合科研需求配置，但與實際生產有較大差別，致使實踐教學難以達到預期效果。

（二）"課程思政不足，思政體制欠缺

國無德不興，人無德不立。一個國家要培養人才，既要育智，更要育人。近年來，中央高度重視課程思政工作，強調高等學校要堅持把立德樹人作為中心環節。2020年5月教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，要求所有高校、所有學科專業全面推進課程思政建設[3]。課程思政是指通過挖掘、整合各種思政元素并融入各類各門課程的綜合教學理念和新型育人模式，旨在突破思政課“孤島化”困境，緩解思政教師“孤軍作戰”困局，打造“三全”育人格局，形成協同育人效應，落實“立德樹人”根本任務[4]。深度挖掘思政元素、優化課堂教學內容，是課程思政建設取得成效的關鍵與核心。近年來，全國高校的思政教學工作開展得如火如荼，但是智慧農業課程作為新開課程思政建設體制仍未建設完善。教學過程中，有關思政方面的教學存在短板，主要存在以下幾個方面的問題：智慧農業是新興農業形態，我國目前多個省份都開展智慧農業建設項目且取得良好效果，因此智慧農業具有大把的先進實例與課堂內容結合開展思政教育，但也暴露出思政方向單一，多數案例都體現出我們國家發展農業的決心，以及我國現在科技的進步，提升了學生的民族自豪感，如果教師對這部分內容融入教學的力度掌握不夠，過猶不及，極易引起學生的學習疲勞，損害課程思政效果；沒有系統提取課程內容中的思政元素，沒有從思政元素融入專業課中應遵循的原則出發，就無法將思政內容和課堂內容十分融洽地加入到課堂教學中去，無法制定出可實施性較高的課程思政教改方案。另外課程思政教學的目的是引導學生的思想，輔助思政教師來完善學生思想，因此要充分認識這一改革變化的目的，專業課教師促進專業課和思政課教學的良好交融，做好自己應盡的職責。智慧農業課程內容是十分容易融入思政元素的，但是切不可唐突濫用地塞進思政元素，最終導致內容生搬硬套、過于牽強。

（三）"課程內容重復，學習熱情欠缺

青島農業大學園藝學院開設的智慧農業課程授課對象為大三園藝專業創新班學生。所講授的課程內容中關鍵技術基本一致，不同園區建設也存在雷同，例如“物聯網與智慧農業”和“智慧果園的技術框架”這兩個章節，技術框架中也包含了物聯網技術，講授過程如果程度把握不好，會導致學生感覺學習到了重復的知識點，最終導致學生學習熱情削減。

三"教學改革建議

（一）"創新教學模式，打造智慧教育

黨的二十大報告指出：“推進教育數字化，建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國。”習近平總書記在講話中強調：“教育數字化是我國開辟教育發展新賽道和塑造教育發展新優勢的重要突破口?！睌底只D型是教育轉型的重要載體和方向。數字化轉型是基于云計算、大數據、人工智能等信息技術，將數據作為一種資源進行挖掘和利用，提升組織的業務能力和競爭力，為教育創新路徑、重塑形態、推動發展提供了新的重大機遇。這與我們智慧農業課程在農業領域的改革不謀而合[5]。因此，智慧農業教學模式創新不僅符合社會發展需要，同時也能讓學生觸類旁通，親身實踐到“智慧”帶來的改變。首先要體現在加速教育資源的數字化改造，完善數字化公共服務平臺，在教材數字化、學具數字化、教學過程數字化、管理評價數字化和服務數字化全過程發力，用大數據、虛擬現實等輔助手段開展“線上+線下+實踐”混合式教學。這就要求我們的教學也不能故步自封，利用“翻轉課堂”“案例教學”及“互聯網自主教學”等模式進行課程變革，啟發學生主動學習，增強課堂教學質量，在應用此方式的情況下也匹配智慧農業中物聯網技術的應用，讓學生將農業培養對象與自身轉換；可在“騰訊課堂”“學習通”等云平臺上建立教師與學生、學生與學生之間的交流，這等同于智慧農業中智能決策支持系統，以此為例在教學中學生能夠更深層次地了解專家系統等智慧決策系統，引導學生借助數字技術建構知識間的內在關聯，促進教學內容結構化，做到舉一反三、融會貫通。教師在人工智能、虛擬現實等技術支持下，該技術同時也是智慧農業中應用的最為先進的新興技術，通過布置相關作業，實現知識的跨學科遷移，也能讓學生理解課程中難以實踐的內容，例如傳感器、智能后臺等也可以通過虛擬現實技術完成，可以根據實際生產中多種多樣的狀況設計各種有趣、富有挑戰性的任務或活動，讓學生在解決問題中掌握知識[6]。這種模式可以激發學生的好奇心和求知欲，提高他們對知識的吸收和理解能力；學生也可發表疑問或觀點，通過自主探究或是與其他學習者的交流討論，在加強知識點記憶的同時對其創新思維的提升有很大幫助。除了將課程與農業生產類比，授課過程中也可結合實際生活，例如講解無線射頻技術從名詞解釋上可能難以理解，但實際上在學生日常生活中處處可見，校園卡的使用等都是無線射頻技術的應用。再像是農作物類型識別技術，在日常生活中學生使用的拍照識別都是該技術的實際應用，通過這些貼近身邊的實例更加容易讓學生理解其中的技術原理。應用數字技術收集、匯聚各類學習過程與結果數據，把握學生群體特征與個體差異，提供針對性的教學內容、多樣化的學習資源、差異性的學習路徑和個性化的學習指導，促進所有學生的發展。

在新時代背景下，培養“雙創”人才已然成為高校人才培養的新目標，加強對大學生創新思維和創新能力的培養是目前高等教育建設的關鍵點[7]。現如今的高校教師已經不再是單一的知識輸出者，學生亦可轉變為課堂的主人。智慧農業是培養學生具有能夠指導園藝植物栽培智慧化建設具體實踐的課程，隨著現代科學的迅猛發展，相關技術已經取得極大發展，新技術層出不窮，這門課教材選擇的是《智慧農業概論》，它原是普通高等教育“十三五”規劃教材。選擇《智慧農業概論》主要是因為其論述智慧農業的基本理論、發展方向，對于學科跨度較大的專業知識涉及少，學生更加容易理解與掌握。智慧農業的根基理論和該范疇國內外的最新研究進展，通過大量的案例，介紹智慧園區建設實用技術，體現園藝學科發展的特點。但現如今科技發展迅猛，技術更新迭代已經遠遠超出教材的改革速度，因此在課堂講解過程中除了教學方法的創新，教授內容的更新顯得更為重要，需要及時查閱課程內容相關書籍文獻，總結相關知識重點，同時結合學生發展水平更新教學內容。更重要的是要著重培養學生的創新實踐能力，目前智慧農業仍處于發展階段，很多新發展方向都是需要農業領域專業人員的研發，這也正是這一代學生應該思考的問題，所以在講授過程中不能禁錮學生思想，鼓勵學生去想去實踐，開設開放性的問題，激發學生興趣，真正將課程發揮出其最大價值。作為應用性學科，智慧農業應盡快融入耕讀教育體系中，深度挖掘提煉專業知識體系中所蘊含的耕讀教育元素，科學合理地融入課程教學中，積極引導學生學好這門課程。盡可能地多渠道拓展實踐教學場所。加強實踐基地建設，依托涉及課程企業、現代農業園區等社會資源，提高課程教學中實踐課程的比重，讓智慧農業課程走出“書本”、走下“黑板”，涵養學生勤儉、奮斗、創新和奉獻的勞動精神，增強學生在“希望的田野”干事創業的能力。

（二）"優化思政元素，建立思政體制

課程思政的實質是教育理念的創新，新時代高校課程思政，需要在傳授專業科學知識的過程中實現精神文化的價值塑造[8]。因此，在智慧農業課程教學過程中，不能照搬思想政治課程的教學內容，而是根據智慧農業課程的特點挖掘相應的思政元素，精準定位課程思政育人的本質，將思政教育與教學內容有機結合起來，使學生樹立正確的人生觀、價值觀，實現“潤物無聲”的育人效果[9]。前面提到過智慧農業實際上處于高速發展階段，課堂內容也是處于不斷調整的過程，實際上智慧農業課程的思政元素雖然處于動態變化過程，但課程中相關知識無不體現我國農業高速發展過程，大量智慧園區的布置案例體現出我國全國上下農業的繁榮景象，這就要求我們要不斷提取先進思政知識，將這些知識引入到課程教學中，這樣不僅能引導學生認識到思政教育和課程內容的緊密聯系，也能讓學生懂得思政教育與現實生活的密切聯系，同時還能優化思政內容。但是也是智慧農業課程思政存在的問題之一，思政元素單一，這就要求教師能從不同角度出發，深入挖掘其內涵，不是單一地套入教學當中。在智慧農業發展現狀教學中，學習相關專業理論知識時，可將我國無人機在制造業中領先地位的案例作為知識導入內容，吸引學生參與到相關資料收集中，認識我國農業發展面對外界因素影響采取的應對策略和取得的成就，促使學生萌發出強烈的愛國激情，從而在內心深處樹立起報效國家、服務社會的責任和擔當精神[10]。思政教學和智慧農業課教學有機融合的實現，首先要找準思政內容和課程知識間融合點，建立起兩者間的較強關聯，在專業知識教學中自然引出思政內容，實現思政教育的全面開展。如在智能農機裝備的應用章節學習中，可通過介紹中國東北水稻種植已經采用衛星插秧機，智慧化程度增高，而且針對我國特殊復雜的地理環境全面開展的盛況，引出習近平總書記提出的“農業強國是社會主義現代化強國的根基，推進農業現代化是實現高質量發展的必然要求”。讓學生深刻體會到祖國發展的迅猛，了解祖國對于建設農業強國的決心，激發學生的民族自豪感、專業認同感。

（三）"優化教學內容，統籌專業知識

針對課程內容重復的問題，要求我們在園藝專業化課程大綱的制定中，各學科教師之間提前溝通交流、互通有無，在進行高效合理課程設置的同時，保證園藝專業系統知識的完整性。此外，教師可以通過各種平臺、文獻、資料，積極汲取國內外知名院校智慧農業方向的“精品課程”及“一流課程”知識，將其課程模式及內容科學合理地整合應用到本課程中，能夠極大地優化及豐富課程建設。實踐教學過程中，教師在現場對現代化智能化設施進行精細講解，增加教學引導，結合日常生活經驗，引導學生更深刻地記憶知識。同時要注意區分知識在理解和應用上的區別，例如智慧農業課程的支撐技術章節中著重介紹的是各種新技術的概念、原理，而智慧果園章節中主要是針對實例來介紹各技術的應用，這也就要求授課教師要對講授課程有著系統性的掌握，同時講授方式方法不能千篇一律。

四"結束語

作為園藝學科中新興的課程，智慧農業在園藝學科發展的過程中必將成為特色鮮明的課程。面對我國經濟的飛速發展，人民生活水平的不斷提高，園藝產品在人們生活中所占比例不斷提高，優質蔬菜、果品涉及到千家萬戶。教師更應該在延續傳統教學模式的前提下，不斷深化教學改革，提高教學質量，與時俱進開拓進取，建立科學的教學評價系統，創新教學模式，提升教學有效性；改革實踐教學體系，提升學生綜合素質，最終實現實踐教學與理論知識教學的同步發展。根據課程特點挖掘相應的思政元素，將思政教育與教學內容有機結合起來；學科之間應溝通交流，積極學習優秀課程，優化、整合教學內容；培養出滿足我國智慧農業發展所必須的人才。

參考文獻：

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基金項目：山東省自然科學基金“PbNAC56介導褪黑素調控梨輪紋病抗性的分子途徑解析”（ZR2020QC150）；山東省本科教學改革研究項目“新農科背景下差異化園藝卓越人才培養模式構建與實踐”（M2021294）；青島農業大學教學研究與課程改革“《園藝植物育種原理》混合教學研究與探索”（XJY2019090）

第一作者簡介：劉建龍（1989-），男，漢族，山東煙臺人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為果樹遺傳改良與種質創新。

*通信作者：梁成林（1989-），女，漢族，山東聊城人，博士，副教授。研究方向為果樹遺傳改良與種質創新。