馮雷，何勇，史舟，王若青，郭亞芳，沈明衛(wèi)

摘要：如何講授信息技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論知識(shí)及其在農(nóng)業(yè)實(shí)踐成果，培養(yǎng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)復(fù)合型人才，是涉農(nóng)類(lèi)高等院校面臨的一個(gè)重要課題。利用浙江大學(xué)多學(xué)科綜合和交叉平臺(tái)，從教材、理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和校外實(shí)踐基地建設(shè)等方面進(jìn)行了一系列的探索，形成了以精品課程為核心，規(guī)劃教材和資源網(wǎng)站開(kāi)發(fā)等為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備研發(fā)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)為支撐，校內(nèi)外綜合基地為實(shí)踐平臺(tái)的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)課程體系，對(duì)提高教學(xué)效果、改善教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生了極其重要的作用。本文主要介紹了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教學(xué)改革的思路以及改革所取得的成果與經(jīng)驗(yàn)，努力尋求適合高校學(xué)生的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：教學(xué)；改革；農(nóng)業(yè)；信息技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）09-0151-02

信息技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要特征[1]。隨著農(nóng)業(yè)信息新技術(shù)的不斷發(fā)展與成功應(yīng)用，社會(huì)急需既掌握信息技術(shù)基本知識(shí)，又通曉農(nóng)業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求的農(nóng)業(yè)信息化復(fù)合型人才。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)類(lèi)課程是近十年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的，涉及機(jī)械、電子、信息和生命科學(xué)多學(xué)科領(lǐng)域[2]，要求學(xué)生具有較寬的知識(shí)面，同時(shí)更注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其課程體系的建設(shè)對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)所需要的各種信息類(lèi)人才具有重要的地位和作用。如何在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教育中，突出創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的素質(zhì)培養(yǎng)這一主題，是涉農(nóng)類(lèi)高校面臨的一個(gè)重要課題。

為此，筆者利用所在綜合性大學(xué)和交叉中心的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，率先進(jìn)行了信息農(nóng)業(yè)課程新教學(xué)體系的改革。從課程教學(xué)體系著手，在教材、理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)習(xí)基地建設(shè)等方面開(kāi)展了一系列改革和創(chuàng)新。經(jīng)過(guò)近十年的實(shí)踐，取得了顯著的成效：《精細(xì)農(nóng)業(yè)》成為國(guó)家精品課程；主編出版了國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《精細(xì)農(nóng)業(yè)》以及面向21世紀(jì)課程教材《農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)》等；自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了8種國(guó)際先進(jìn)水平的教學(xué)儀器設(shè)備和6種教學(xué)軟件系統(tǒng)；開(kāi)設(shè)了一系列創(chuàng)新性、綜合性教學(xué)實(shí)驗(yàn)；建立了農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)習(xí)與科研示范綜合基地，為全國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)探索了新路。

一、研究思路與課程建設(shè)

“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”。本項(xiàng)目的研究思路是：培養(yǎng)“綜合型、研究型、創(chuàng)新型”高素質(zhì)人才，實(shí)施“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬面向、注重素質(zhì)、培養(yǎng)能力、因材施教、爭(zhēng)創(chuàng)一流”的教學(xué)改革基本方針，推行知識(shí)、能力、素質(zhì)并重的人才培養(yǎng)新模式，將農(nóng)業(yè)信息技術(shù)課程建設(shè)定位于能體現(xiàn)學(xué)校倡導(dǎo)的新的教育理念的高水平、高質(zhì)量的示范性課程。由此確定的農(nóng)業(yè)信息相關(guān)課程體系建設(shè)目標(biāo)是：成為國(guó)內(nèi)一流研究型精品課程，體現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向和趨勢(shì)。

借助浙江大學(xué)多學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)，由農(nóng)業(yè)、工程、信息、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)等多學(xué)科方向的骨干學(xué)者為主體，成立了浙江大學(xué)數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)村信息化交叉中心，組成了一支以國(guó)家教學(xué)名師領(lǐng)銜、多學(xué)科綜合交叉的創(chuàng)新性教師隊(duì)伍，為培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)所需要的信息技術(shù)人才建立了平臺(tái)。

利用此平臺(tái)，以課程內(nèi)容改革推動(dòng)課程建設(shè)，針對(duì)傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課知識(shí)陳舊的問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)設(shè)新課程和更新補(bǔ)充原有教學(xué)內(nèi)容，建立符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)要求的課程體系。通過(guò)整合教學(xué)內(nèi)容，重組課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了能使學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)得到協(xié)調(diào)發(fā)展的課程體系，充分體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息技術(shù)所具有的空間信息處理技術(shù)、現(xiàn)代電子信息工程技術(shù)和生物科學(xué)的交叉融合的特征，創(chuàng)立了一套以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為重點(diǎn)，課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐、教學(xué)與科研生產(chǎn)相結(jié)合，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的信息農(nóng)業(yè)課程教學(xué)體系。

二、教材與教學(xué)資源建設(shè)

精細(xì)農(nóng)業(yè)，也稱(chēng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，是上世紀(jì)九十年代從發(fā)達(dá)國(guó)家興起的，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以高科技的全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)為核心，應(yīng)用高科技信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的理論與實(shí)踐應(yīng)用[3-6]。精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)踐表明，實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有顯著的社會(huì)效益和生態(tài)效益。國(guó)外許多大學(xué)已經(jīng)將精細(xì)農(nóng)業(yè)課程列為農(nóng)業(yè)工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)和其它相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課。我國(guó)許多高校都將精細(xì)農(nóng)業(yè)課程列為農(nóng)業(yè)工程類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修或選修課，或作為相關(guān)專(zhuān)業(yè)的全校性選修課，并在碩士和博士的培養(yǎng)計(jì)劃中也開(kāi)設(shè)了該門(mén)課程。為介紹目前國(guó)內(nèi)外各具特色的精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，筆者主編出版了普通高等教育“十五”和“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《精細(xì)農(nóng)業(yè)》。該教材是我國(guó)精細(xì)農(nóng)業(yè)方面唯一的統(tǒng)編教材，并開(kāi)發(fā)了相關(guān)課程的計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課程資源網(wǎng)站[7]。

為學(xué)生更多了解信息農(nóng)業(yè)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，掌握作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)基礎(chǔ)的多種信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)了多個(gè)課程及農(nóng)業(yè)信息技術(shù)學(xué)習(xí)資源網(wǎng)站，便于學(xué)生進(jìn)一步了解農(nóng)業(yè)信息技術(shù)和精細(xì)農(nóng)業(yè)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀及相應(yīng)的技術(shù)和產(chǎn)品，便于國(guó)內(nèi)外同行的交流。

三、創(chuàng)新性教學(xué)設(shè)備研發(fā)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是新開(kāi)設(shè)的前沿性、多學(xué)科交叉的農(nóng)業(yè)實(shí)踐與管理類(lèi)系列課程，是現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中形成的結(jié)晶，包含了最新的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的成果。目前國(guó)內(nèi)還缺少現(xiàn)成的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和配套軟件，國(guó)外的許多儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，可選擇的硬件和軟件相應(yīng)比較少。

在浙江大學(xué)數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)信息交叉中心和近300平方米的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”實(shí)驗(yàn)室和“農(nóng)業(yè)遙感”實(shí)驗(yàn)室中，自主開(kāi)發(fā)了多種國(guó)際領(lǐng)先水平的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息采集與處理的教學(xué)儀器設(shè)備和軟件，設(shè)備具有結(jié)構(gòu)新穎、攜帶方便、檢測(cè)實(shí)時(shí)快速、精度高，并有顯示、儲(chǔ)存、定位和信息傳輸?shù)裙δ堋?yīng)用上述自制儀器設(shè)備，設(shè)計(jì)并實(shí)踐了一系列綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)[8-9]，深受學(xué)生的歡迎。

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主、探究式學(xué)習(xí)，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等農(nóng)業(yè)信息和自動(dòng)化技術(shù)類(lèi)課程教學(xué)中應(yīng)用了LEGO Mindstorms組件作為實(shí)驗(yàn)教具[10]，研制了智能化可編程農(nóng)機(jī)作業(yè)模擬系統(tǒng)。多組學(xué)生在圖形化編程環(huán)境下，使用此系統(tǒng)構(gòu)建小型智能農(nóng)業(yè)機(jī)械模型，通過(guò)構(gòu)件組裝、軟件編程、功能調(diào)試、效果評(píng)估的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，培養(yǎng)了并逐步提高學(xué)生觀(guān)察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力及理論聯(lián)系實(shí)際的能力，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察、測(cè)量和分析，加深對(duì)現(xiàn)代信息農(nóng)業(yè)裝備的某些概念、規(guī)律和理論的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的效果很滿(mǎn)意。因?yàn)樗粌H為學(xué)生提供了解決問(wèn)題的技巧，提高了他們的編程和機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)技能，同時(shí)有益于學(xué)生間形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的良好氛圍。

在完成課程要求的基本實(shí)驗(yàn)外，學(xué)生還實(shí)踐了利用實(shí)驗(yàn)課程所學(xué)知識(shí)為社會(huì)服務(wù)的綜合應(yīng)用活動(dòng)。例如在學(xué)生完成GPS定向與測(cè)繪實(shí)驗(yàn)后，安排他們用所學(xué)知識(shí)為浙江臺(tái)州市椒江區(qū)、溫州市標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田測(cè)試和分布、杭州西湖區(qū)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田和古跡、水庫(kù)電子地圖制作。整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)由教師指導(dǎo)，學(xué)生自己動(dòng)手完成，強(qiáng)調(diào)了農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的實(shí)用性。

四、校內(nèi)外綜合實(shí)習(xí)基地建設(shè)與探索

物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，己成為信息與通信前沿高技術(shù)研究的焦點(diǎn)和制高點(diǎn)之一，將為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化帶來(lái)新的契機(jī)。2010年，在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)和長(zhǎng)興縣實(shí)習(xí)基地，建立了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化溫室監(jiān)控示范區(qū)，用傳感器對(duì)植物栽培的水分、養(yǎng)分、溫度、濕度信息進(jìn)行獲取，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)娇刂剖业挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)，按照精準(zhǔn)方式進(jìn)行肥水灌溉，實(shí)現(xiàn)了用于田園環(huán)境信息監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)灌溉控制的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

針對(duì)農(nóng)業(yè)信息的服務(wù)對(duì)象和服務(wù)內(nèi)容眾多的特點(diǎn)，在浙江杭州蕭山區(qū)等七個(gè)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用單位建立了浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)習(xí)與科研示范綜合基地，培養(yǎng)了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，創(chuàng)造了更多的實(shí)習(xí)鍛煉機(jī)會(huì)，開(kāi)闊了他們的視野，增加了他們的學(xué)習(xí)興趣，以及全面了解了信息技術(shù)在社會(huì)主義新農(nóng)業(yè)建設(shè)中的作用和地位。

五、結(jié)論與展望

項(xiàng)目開(kāi)展以來(lái)，在浙江大學(xué)所有農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)工程類(lèi)和農(nóng)業(yè)資源類(lèi)本科生及浙江大學(xué)本科生，農(nóng)業(yè)工程類(lèi)和農(nóng)業(yè)資源類(lèi)碩士生和博士生中實(shí)踐，取得了很好的效果。核心課程《精細(xì)農(nóng)業(yè)》獲得國(guó)家精品課程，并建成了具有特色的教學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放平臺(tái)。主干課程《全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)》成為浙江大學(xué)通識(shí)課程。農(nóng)業(yè)信息技術(shù)復(fù)合型人才培養(yǎng)的改革與實(shí)踐，有力地提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

農(nóng)業(yè)信息技術(shù)復(fù)合型人才培養(yǎng)體系改革與探索，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中涉及教學(xué)內(nèi)容、教材與教學(xué)資源建設(shè)、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐活動(dòng)、教師培養(yǎng)等多方面的因素。目前農(nóng)業(yè)信息技術(shù)教學(xué)改革還有待繼續(xù)深入，相關(guān)培養(yǎng)體系的研究和實(shí)踐對(duì)于農(nóng)業(yè)資源與工程學(xué)科建設(shè)具有重要價(jià)值，應(yīng)該得到廣泛的重視和支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]王人潮，史舟，等.農(nóng)業(yè)信息科學(xué)與農(nóng)業(yè)信息技術(shù)[M].浙江大學(xué)出版社，2003：1-3.

[2]王人潮，黃敬峰，史舟.信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及其發(fā)展戰(zhàn)略[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001，13（1）：1-7.

[3]Naiqian Zhang，Maohua Wang，Ning Wang.Precision agriculture-a worldwide overview[J].Computers and Electronics in Agriculture，2002，36（2）：113-132.

[4]John Stafford.Implementing Precision Agriculture in the 21st Century[J].Journal of Agricultural Engineering Research，2000，76（3）：267-275.

[5]Alex McBratney，Brett Whelan，Tihomir Ancev.Future Directions of Precision Agriculture[J].Precision Agriculture，2004，6（1）：7-23.

[6]汪懋華.“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的發(fā)展與工程科技創(chuàng)新[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999，15（1）：1-8.

[7]何勇，馮雷，方慧.突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)，探索精細(xì)農(nóng)業(yè)課程教學(xué)體系[M].整合培養(yǎng)?搖追求卓越-浙江大學(xué)本科教育改革與實(shí)踐（上冊(cè)）.杭州：浙江大學(xué)出版社，2007：246-253.

[8]郭亞芳，馮水娟，何勇.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)?搖推進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2004，（4）：254-256.