为农科生插上工程素养的翅膀

2022年11月24日 16:54 来源:中国教育报

西北农林科技大学找到破解农科专才培养与农业生产内部结构变化脱节问题办法——

中国教育报记者 张滢 通讯员 杨远远

农科学生不只学农,同时经历系统的工程实训,会有什么收获?

西北农林科技大学动物科技学院本科毕业生李飞用亲身经历回答:“简直像被插上了翅膀!”

工作后,李飞发现:在绵羊集约化饲养过程中,羊场的设计不合理会导致很多隐患。结合在校时工程训练课所学的知识,他主动参与大型羊场设计以及饲料加工调制与供应模式、自动化清粪装置研发,得到了行业专家的认可。短短数年间,他还参与设计完成了国内首条全混合颗粒饲料生产线,相关产品获评“甘肃省工信厅工业优秀新产品”。

在以信息、知识和装备为核心要素的农业4.0时代,如何有针对性地破解我国高等农业教育长期存在的专才培养与农业生产内部结构变化脱节的矛盾?李飞的经历背后,是西北农林科技大学用现代工程科学技术补强农科学生强农兴农本领的持续探索。

工程基础教育与农科专业教育相结合

“早在本世纪初,学校就开始将工程意识培养和工程能力训练纳入农科专业人才培养目标,并于2005年在全国率先面向农科专业学生开展工程基础训练教育教学。”学校副校长陈玉林介绍,多年来,学校构建了以“工程与智能农业装备”为训练平台,以课程教学、项目创新、产业实践三个维度为端口的“一平三端”工程训练体系,为农科专业工程教育与专业教育的有机融合贡献了“西农方案”。

如今,农工结合的培养方式与时俱进,农科专业学生在工厂车间、创新空间和智慧农场里体验工程科技的力量,工程意识培养和工程能力训练已延伸到农科专业教育全过程。

“新时代,交叉融合既是科技创新的路径选择,也是人才培养的必然通道。工业及工程思维、工程实践能力,是涉农专业学生在现代化大农业背景下充分适应社会需求的重要能力,是解决农业生产中工程问题的基本需要。”学校教务处处长陈遇春介绍,近年来学校创新了“工程基础教育和农科专业教育相结合”的教育教学理论,系统梳理了机械、电子、信息、能源、化工等工程学科技术,从中抽取出可“工为农用”的元素,开展工程教育教学活动设计与实践。

学校通过典型产品制造过程中多学科技术的综合交叉运用,设计、生产、销售、管理等多部门的协同运行,铸造、锻压、焊接、机械加工、装配等多工种多工序的有序生产,引导学生在工程实践现场体验工业化生产的组织方式与管理手段,学习、体悟把原材料加工成产品的工艺技术科学原理与工程基础,理解工程科学严谨务实、综合创新的“造物”本质,拓宽专业视野、训练综合思维、树立大工程意识。

以李飞此前所在的动物科技学院为例。本科学习过程中,经过动物科学各类课程学习、动物生产类课程实习和工程训练,学生可以更好地了解畜牧业各个畜种的现代化生产模式和行业发展趋势,掌握畜牧业现代化、自动化和信息化相关知识,从而发展自身的工业工程思维、畜牧工程实践和创新能力。

用工程实训重塑农科专业知识结构

“一平三端”突出大工程意识培养和工程能力训练,把工程基础训练、课程教学、创新训练和产业实践按专业、分阶段、有梯次地嵌入农科专业人才培养全过程,让农科专业学生走进工厂车间,用工程科技、工程思维、工程实践重塑专业知识结构。每年,学校20个院(系)、43个本科专业的近3000名大一学生都会开展为期一周的工程训练。

机电学院院长黄玉祥介绍,在平台建设方面,为了更好地整合工程教学资源,学校先后四次更新设施装备,建设工程实训平台,按照工业化生产环境标准,对零件设计、制造等工程训练设备环境进行改造升级,并组织教师编写相关实践教学教程;还整合集成农业信息采集器、传感器、控制器等智能设施装备,搭建大田种植、品种区域试验及种子生产、设施农业等现代农业生产的智能装备应用训练与实践创新平台;建立校企联合智慧农业协同创新中心,与北清通航科技教育有限公司、杭州东骏科技有限公司等优势企业开展深度合作,引入无人机系统等先进技术,服务学生开展智慧农业科学研究与实践训练;建设大学生智能农业创新创业实践中心,采取校企导师引导、学生自主研学机制,建立了以学生为主体的“创客之家”,其中的智能农业装备协会入选“2020年全国高校百强学生社团”。

光有平台不够,还需要精品课程作支撑。学校按照农业全产业链发展需求设计课程,研发了75门工程类通识课,如“智能农业装备”“无人机技术及应用”等。授课师资包括学校教师、场站技术人员、企业工程师等,实施多元混合式教学并注重思政元素的嵌入;在课堂教学之外,切实发挥试验站作用,引导学生到现代农业企业进行综合工程实践锻炼,每年约有800名学生、50名教师进入企业或场(站)。

“20多年来,学校持续对农科人才工程素养与工程能力‘一平三端’培养体系进行升级和功能拓展,解决了农林院校农工交叉融合不够、资源整合不足、作用发挥不充分的问题,为农林类高校全面推进卓越农林人才培养探索出新的路径。”机电学院原副院长陈军说。

提高人才培养质量助力新农科建设

“在校期间,我参与了农业信息技术、耕作学、农业机械化、设施农业等工程训练项目,在掌握农业理论知识的基础上,得到充分的实践锻炼。从工业角度看待农业,从高新技术角度赋能传统农业,对于我后来的工作和技术研究起到了极为重要的促进作用。”这是学校2012届硕士毕业生曹艳春工作10年的感言。

现在的曹艳春已经是一家知名公司的市场副总裁,全面负责数字农业全国示范建设工作。而她的经历,只是“一平三端”培养体系实施以来,学校农科人才工程能力显著提升、人才培养质量得到行业认可的缩影。

2018级学生潘哲宇的专业是植物保护,貌似和工科不太沾边。但在大二到大四的专业课学习和实习中,她发现:大一时学到的工程知识太有用了!“正因为有这些铺垫,在田间地头我才能更好地理解农户使用农业机械的原理。”

“工程基础训练突破了女生的自我设限。”潘哲宇兴奋地表示,自己不但动手能力得到了提高,吃苦精神和团队合作意识也得到了锻炼。

工程能力训练有效提升了农科学生的培养质量,还为新农科专业的改造提升提供了课程、师资、实践资源。

一方面,自2018年以来,学校农学、植保等农科学生获批农工交叉类大学生创新训练项目850项,获农工交叉类省部级、国家级竞赛奖项总计268项。另一方面,通过项目带动,学校教师主持参与多个国家级教学改革立项,农科本科人才培养方案中工程类课程增加了75门,聘请“产业导师”215名。

“学校多年来摸索形成的可借鉴、可复制的新农科专业培育建设实践路径,有效支撑了‘智慧农业’‘智慧牧业科学与工程’等系列新农科专业建设,进一步提高了人才培养与未来农业发展的契合度。”陈玉林表示,学校未来将继续深入探索农工交叉融合,建好新农科,造就新农人。