［摘 要］ 智慧農(nóng)業(yè)具有提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、推動產(chǎn)業(yè)振興、促進農(nóng)民增收等多方面的作用，已成為我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)的內(nèi)生驅(qū)動力。在智慧農(nóng)業(yè)學(xué)科建設(shè)和服務(wù)社會發(fā)展中，本科生和研究生人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用?！半p一流”高校是我國人才培養(yǎng)的主力軍。然而，在智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)方面存在嚴(yán)重不足，具體體現(xiàn)為現(xiàn)有學(xué)科單一、工科強農(nóng)學(xué)弱、校級聯(lián)合交叉特色不顯著和課程設(shè)置體系不成熟等方面的問題。從院校兩級學(xué)術(shù)交流、本科生課程設(shè)置和本科生、研究生科研能力提升等方面給出一些建議，將助力于智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)培養(yǎng)模式從單維度學(xué)科向多維度鏈條式培養(yǎng)轉(zhuǎn)變、資源匯聚，以及從機械結(jié)合向有機結(jié)合轉(zhuǎn)變等，提升智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)研究生人才培養(yǎng)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］ “雙一流”高校；智慧農(nóng)業(yè)；人才培養(yǎng)；課程設(shè)置

［基金項目］ 新疆維吾爾自治區(qū)“天池英才”領(lǐng)軍創(chuàng)新人才計劃（51052401407）；2024年度新疆大學(xué)國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃“綠洲農(nóng)田土壤質(zhì)量空間變化特征及其驅(qū)動機制研究”

［作者簡介］ 薛 偉（1985—），男，山東泰安人，理學(xué)博士，新疆大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事綠洲農(nóng)田生態(tài)學(xué)研究。

一、新時代智慧農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)的必要性

世界一流大學(xué)和一流學(xué)科（Double First-Class Initiative），簡稱“雙一流”建設(shè)，是中共中央、國務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略決策，也是中國高等教育領(lǐng)域繼“211工程”和“985工程”之后的又一國家戰(zhàn)略。2021年12月17日，習(xí)近平總書記在中央全面深化改革委員會第二十三次會議中強調(diào)，要突出培養(yǎng)一流人才、服務(wù)國家戰(zhàn)略需求、爭創(chuàng)世界一流的導(dǎo)向，深化體制機制改革，統(tǒng)籌推進、分類建設(shè)一流大學(xué)和一流學(xué)科［1］。2021年至2023年，全國每年招收碩士研究生分別為105.07萬人、110.35萬人和130.17萬人，當(dāng)前高校中碩士研究生數(shù)量約為300萬，已經(jīng)成為推動學(xué)術(shù)與科研進步的關(guān)鍵力量。在統(tǒng)籌推進“雙一流”建設(shè)過程中，教學(xué)育人單位應(yīng)從國家戰(zhàn)略出發(fā)，突出培養(yǎng)基礎(chǔ)型和應(yīng)用型人才。

智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)種植相結(jié)合的新興學(xué)科，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)從播種到采收、加工全鏈條的無人化、自動化、智能化管理，達到增產(chǎn)增收和可持續(xù)發(fā)展的目的［2］。在我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化進程中，智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)村經(jīng)濟重要的內(nèi)生驅(qū)動力，是促進共同富裕、解決區(qū)域間發(fā)展不平衡和不充分的重要舉措。近年來，各地區(qū)企業(yè)在探索具有區(qū)域特色的路徑模式方面取得了一定的基礎(chǔ)，逐漸形成了企業(yè)安身立命的核心技術(shù)和研發(fā)團隊。杭州初靈信息技術(shù)股份有限公司重點打造基于大數(shù)據(jù)+人工智能的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，如“數(shù)字農(nóng)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用平臺”“高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田管護系統(tǒng)”“農(nóng)機淘”等系列產(chǎn)品。潤建股份有限公司著重研發(fā)全場景作物生長器產(chǎn)品，模擬農(nóng)作物的生長發(fā)育過程，病蟲害發(fā)生和傳播過程，結(jié)合農(nóng)田土壤、作物生長、水肥等參數(shù)，更加精準(zhǔn)模擬出受各種突發(fā)環(huán)境影響下作物產(chǎn)量和質(zhì)量的預(yù)測，助力高標(biāo)準(zhǔn)種植。平安銀行股份有限公司打造數(shù)字鄉(xiāng)村范本，在安徽阜南蘆蒿基地、甘肅臨洮百合基地、廣東河源茶園基地安裝土壤監(jiān)測、大氣監(jiān)測及水肥一體化等平安智慧農(nóng)業(yè)設(shè)備，提升基地生產(chǎn)效率。智慧農(nóng)業(yè)高新技術(shù)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景的蓬勃可持續(xù)發(fā)展，重點在于科技、在于人才。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過程包括整地、種子篩選、播種、水肥藥管理、作物生長管理和收獲加工等環(huán)節(jié)，管理人員首先須具備農(nóng)學(xué)專業(yè)知識。由此，智慧農(nóng)業(yè)是在農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)的前提下，加以創(chuàng)新，融合信息技術(shù)、人工智能、農(nóng)業(yè)裝備等，使農(nóng)業(yè)逐步實現(xiàn)智能化。此外，智慧農(nóng)業(yè)需要的人才應(yīng)具備農(nóng)學(xué)、信息技術(shù)、工程技術(shù)以及智能裝備等多方面的知識和技能。

二、“雙一流”高校智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)存在的問題

在新時代，知識生產(chǎn)模式已經(jīng)發(fā)生了改變，企業(yè)主導(dǎo)性的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展已經(jīng)擺脫了以往小農(nóng)戶種植理念，步入機械化、智能化和生態(tài)化發(fā)展快車道。高?，F(xiàn)有的象牙塔式教學(xué)模式、單方面人才培養(yǎng)模式已經(jīng)難以適應(yīng)社會發(fā)展?！半p一流”院校應(yīng)把自身的發(fā)展置于現(xiàn)代社會的發(fā)展之中，需要變革以適應(yīng)時代的變革。截至目前，147所“雙一流”建設(shè)高校中，只有7所農(nóng)業(yè)類高校，除去政法文史類高校，其余均為綜合性理工科大學(xué)。近年來，設(shè)置有智慧農(nóng)業(yè)學(xué)院/專業(yè)的“雙一流”高校只有37所，約占總量的25%。其中，超過一半的智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)集中于中東部“雙一流”高校，西北地區(qū)“雙一流”高校僅有新疆大學(xué)和石河子大學(xué)開設(shè)智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)。2023年，新疆全年糧食播種面積達4 237.2萬畝，新增586.3萬畝，新疆糧食總產(chǎn)達2 119.2萬噸，增加305.7萬噸，占全國增量的34.4%，新增種植面積、總產(chǎn)量均居全國第一［3］。就智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)地域分布與全國糧食播種面積來看，專業(yè)設(shè)置存在空間分布不均衡問題，難以滿足種糧大省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要［4］。

另一個問題是，綜合型理工大學(xué)是目前國內(nèi)“雙一流”高校的主流高等教育形式，在化學(xué)工程與技術(shù)、材料學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、機械工程、電氣工程和土木工程等專業(yè)有很強的科研實力，擁有更完善的教學(xué)設(shè)施和師資力量［5］。但是，農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科專業(yè)缺失或農(nóng)學(xué)師資力量明顯偏弱，抑或是軟件工程和計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)缺失或師資力量偏弱。比如，大連理工大學(xué)在建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)方面，偏重以軟件工程學(xué)院為基礎(chǔ)。華東師范大學(xué)以上海市都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)切入點，聯(lián)合軟件學(xué)院、上海市農(nóng)業(yè)委員會信息中心和上海市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程中心共建農(nóng)業(yè)云聯(lián)合實驗室，推進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的精準(zhǔn)化和智能化。上海大學(xué)智慧農(nóng)業(yè)方向設(shè)置在機電工程與自動化系學(xué)院，著重于研發(fā)溫室作物生長智能巡視機器人，擅長于機電儀控。新疆大學(xué)“雙一流”建設(shè)學(xué)科計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)優(yōu)勢明顯，師資力量雄厚，但缺少農(nóng)學(xué)專業(yè)，農(nóng)業(yè)類研究多零星散布于其他學(xué)院。石河子大學(xué)“雙一流”建設(shè)學(xué)科以化學(xué)工程與技術(shù)為擅長，智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)設(shè)置在傳統(tǒng)的農(nóng)學(xué)院。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)學(xué)科結(jié)構(gòu)相對單一，學(xué)科交叉融合不夠，已逐漸難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。

就智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)來講，研究生人才的培養(yǎng)須具備扎實的農(nóng)學(xué)知識，掌握作物生長、遺傳變異的規(guī)律以及與環(huán)境互作關(guān)系等基礎(chǔ)理論。同時，在信息采集和建模方面還須強化農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、作物模擬模型和高級程序語言等現(xiàn)代化技術(shù)，以及農(nóng)業(yè)智能裝備的應(yīng)用。就目前省部級以上重大重點智慧農(nóng)業(yè)項目來看，全天氣類型下作物全生育期長勢監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)測技術(shù)是重要的基礎(chǔ)課題［6］。該類基礎(chǔ)課題的實施，需研究生具備農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、作物模型原理和應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)知識，了解并掌握作物物候期、生長過程和產(chǎn)量分配等生態(tài)學(xué)原理，基于此來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，采用微分公式來量化生長速率及其與環(huán)境的關(guān)系，最后利用計算機編程語言將概念模型予以技術(shù)變現(xiàn)。當(dāng)前，智慧農(nóng)業(yè)院校在多學(xué)科交叉師資力量建設(shè)，特別是本科生和研究生課程建設(shè)方面存在方向分散、顧此失彼的問題。

三、“雙一流”高校智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)學(xué)術(shù)交流和課程設(shè)置的建議

從智慧農(nóng)業(yè)的定義來看，其具有更強的學(xué)科交叉能力。為了促進傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)學(xué)科與軟件工程、智能制造、地理與遙感等專業(yè)知識的融合，開展多學(xué)科頻繁且富有成效的學(xué)術(shù)交流很重要［6］。學(xué)術(shù)交流的主要目的是將農(nóng)業(yè)、軟件工程、智能制造等各領(lǐng)域研究成果、創(chuàng)新思想、實踐經(jīng)驗等，通過學(xué)術(shù)報告和自由討論等環(huán)節(jié)，讓參會者了解并熟悉各自感興趣的領(lǐng)域最新進展，起到拓寬參會者學(xué)術(shù)視野和知識面的目的。合作的機會和創(chuàng)新的靈感，多是在頻繁的交流、問題探討等互動中產(chǎn)生的。通過分享最新的研究成果和思想以及存在的問題，可以激發(fā)新的研究靈感和方向，推動學(xué)術(shù)領(lǐng)域的不斷進步。學(xué)術(shù)交流的形式多種多樣，主要形式有學(xué)術(shù)會議、學(xué)術(shù)講座和報告、學(xué)術(shù)論壇、學(xué)術(shù)沙龍以及學(xué)術(shù)研討會等。在學(xué)院層次，通過定期舉辦小規(guī)模、主要由學(xué)院內(nèi)部人員參加的學(xué)術(shù)沙龍，圍繞學(xué)院教職工最新研究成果開展自由發(fā)言和討論，增強內(nèi)部教職工之間的相互了解和合作。由于學(xué)院學(xué)科較為集中，具體為某一大類下的二級學(xué)科，比如，農(nóng)學(xué)院具體開設(shè)農(nóng)學(xué)專業(yè)、園藝專業(yè)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)、土壤學(xué)專業(yè)等，難以涉及軟件工程和計算機等大類專業(yè)，這就需要在大學(xué)層次定期舉辦智慧農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)會議，邀請農(nóng)學(xué)院、軟件工程學(xué)院、智能制造學(xué)院、地理與生態(tài)學(xué)院等專業(yè)人員，開展主題演講和分組討論等，就某一具體議題開展深入研討、交換意見，共同尋求解決方案。以河南大學(xué)智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)學(xué)術(shù)研討為例，農(nóng)學(xué)院積極與軟件工程學(xué)院聯(lián)合，定期開展學(xué)位點建設(shè)、學(xué)科方向凝練、科研團隊建設(shè)、碩博研究生聯(lián)合培養(yǎng)、項目合作等研討，加強突出河南大學(xué)“雙一流”的特色。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)申報農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東北智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)重點實驗室，依托農(nóng)業(yè)信息技術(shù)學(xué)科體系，遵循突出北方寒地特色、注重交叉融合創(chuàng)新、發(fā)揮現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)勢、聚焦區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原則，堅持開放、流動、聯(lián)合、競爭的運行管理機制，每年圍繞重點實驗室研究方向設(shè)立研究生論壇和開放課題基金，依托開放基金促進學(xué)術(shù)交流和合作，促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與人工智能深度融合。

本科生和研究生知識的獲取渠道主要是教科書和授課。因此，智慧農(nóng)業(yè)課程設(shè)置要起到打牢基礎(chǔ)知識、拓寬知識面和引領(lǐng)知識向縱深發(fā)展的作用。就本科生課程設(shè)置而言，在第一學(xué)年以通識教育課程和基礎(chǔ)課程為主，基礎(chǔ)課程以“高等數(shù)學(xué)”“智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)導(dǎo)論”“農(nóng)業(yè)遙感原理與技術(shù)”“計算機基礎(chǔ)”等為主，在暑假小學(xué)期開展農(nóng)業(yè)遙感（無人機）操作實踐。在第二學(xué)年，專業(yè)基礎(chǔ)課以“植物生理學(xué)”“大數(shù)據(jù)原理與應(yīng)用”“數(shù)字電路與邏輯”“土壤肥料學(xué)”“農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)”“農(nóng)業(yè)氣象學(xué)”“地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)及農(nóng)業(yè)應(yīng)用”“作物栽培與耕作學(xué)”“軟件工程”“農(nóng)業(yè)傳感器與智能裝備”等為主，實踐模塊以智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)考察和農(nóng)用傳感器系統(tǒng)認知實踐為主。在第三學(xué)年，專業(yè)課程設(shè)置“作物育種學(xué)”“農(nóng)業(yè)應(yīng)用統(tǒng)計”“遙感數(shù)字圖像處理”“節(jié)水灌溉理論與技術(shù)”“作物模型原理與應(yīng)用”等，選修課輔以“作物表型組學(xué)概論”“農(nóng)業(yè)廢棄物處理處置”“農(nóng)業(yè)企業(yè)管理”“機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘”等，實踐模塊設(shè)置智能農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析綜合實踐、智慧農(nóng)業(yè)規(guī)劃與設(shè)計、智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)綜合實習(xí)。第四學(xué)年，注重學(xué)科交叉課程：“智慧供應(yīng)鏈”“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”等。各高校開設(shè)智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)實踐課程，要因地制宜，與地方農(nóng)業(yè)科技發(fā)展政策和方向相結(jié)合，形成自己的特色。在培養(yǎng)方式方面，要注重以智慧農(nóng)業(yè)為主，疊加輔修專業(yè)。以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，設(shè)置智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)“1+N+X”修讀模式，“1”為智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)，“N”為專業(yè)方向，“X”為輔修課程或輔修專業(yè)。依托多個學(xué)院，構(gòu)建了智慧育種、智慧植保、智慧園藝、智慧漁業(yè)、智慧生產(chǎn)等專業(yè)方向，建立本—碩—博直升人才培養(yǎng)體系。西北農(nóng)林科技大學(xué)實踐教學(xué)依托智慧農(nóng)業(yè)示范園、楊凌智慧農(nóng)業(yè)中心及國內(nèi)眾多智慧農(nóng)業(yè)公司開展產(chǎn)學(xué)研用等?？蒲蟹矫?，依托旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點實驗室和黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室、作物高效用水國家工程實驗室，構(gòu)建5個“智慧”+專業(yè)為核心的專業(yè)群。

四、本科生和研究生科研能力提升的對策

項目+人才組合是特色學(xué)科發(fā)展壯大的關(guān)鍵?？蒲许椖渴菫榈胤浇?jīng)濟發(fā)展服務(wù)的，研究生必須深入?yún)⑴c科研項目。通過自身的課題案例，在學(xué)術(shù)研究與實踐結(jié)合方面總結(jié)如下經(jīng)驗。

1.尋找合適的機會。密切關(guān)注導(dǎo)師個人網(wǎng)站發(fā)布的實驗室或項目組內(nèi)部的通知，了解是否有適合參與的科研項目。同時，定期與導(dǎo)師交流，表達自己參與科研項目的意愿，并詢問是否可以加入已有的項目或新開展的項目。

2.主動表達興趣。在了解導(dǎo)師主要橫向科研項目后，向?qū)煴磉_對其研究方向和項目的興趣，并表明愿意參與其中。展示出積極主動的態(tài)度可讓導(dǎo)師知道研究生對科研工作的熱情。在向?qū)熒暾垍⑴c科研項目時，展示自己具備的相關(guān)能力和背景。

3.踏實肯干、積極作為。在野外試驗過程中，嚴(yán)格按照既定的研究方案來采集各類型數(shù)據(jù)，做到每日數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析匯報。由于研究生有限知識面的制約，難以鑒別數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞。當(dāng)每日數(shù)據(jù)采集后，要及時向?qū)焻R報，詢問是否需要開展補測等工作。

4.提出可行的建議和想法。在數(shù)據(jù)分析過程中，提出一些與導(dǎo)師研究方向相關(guān)的問題、建議或新的研究想法。這既表明自身對項目的思考和分析能力，也有利于更好地融入導(dǎo)師的研究團隊。在數(shù)據(jù)分析過程中，要不斷閱讀新的文獻，學(xué)會使用通用數(shù)據(jù)分析軟件和新的數(shù)據(jù)分析技能，將采集的數(shù)據(jù)分門別類系統(tǒng)地闡述，提升專業(yè)能力，使自己在項目中能夠發(fā)揮更大的作用。

5.持之以恒地付出努力。參與導(dǎo)師的科研項目需要時間和精力的投入。數(shù)據(jù)分析和論文寫作以及發(fā)表，是一個漫長且充滿挑戰(zhàn)的過程。論文在投稿之前需要數(shù)遍乃至數(shù)十遍的修改，直至導(dǎo)師滿意為止。研究生要提高自身抗壓能力，遇到任何問題要學(xué)會冷靜分析，提出解決方案。

參考文獻

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［5］孫坤，鄧海順，來永斌，等.新工科背景下我國高等教育培養(yǎng)模式探析［J］.高教學(xué)刊，2023（9）：29-32.

［6］“中國2050現(xiàn)代智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略研究與發(fā)展路線圖”重大咨詢研究項目啟動會在北京召開［J］.農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2020（40）：17.

Cultivating Applied and Basic Research Capabilities in Smart Agriculture for Undergraduate and Graduate Students in Double First-Class Universities

XUE Wei， Mollydam Mutalifu

（College of Ecology and Environment， Xinjiang University， Urumqi， Xinjiang 830017， China）

Abstract： Smart agriculture has played a pivotal role in enhancing agricultural production efficiency， reducing production costs， driving industrial revitalization， and promoting farmers’ income， thus becoming an endogenous driving force for the modernization of China’s agricultural and rural areas. In the discipline development of smart agriculture and its service to social development， the cultivation of undergraduate and graduate talents holds acrucial position. Double first-class universities are the main force in talent cultivation in China. However， there are significant deficiencies in the professional training of smart agriculture talents， manifesting in the monotony of existing disciplines， the preponderance of engineering over agriculture， the lack of distinctive cross-disciplinary collaboration among colleges of the university， and the immature curriculum system. This article offers several suggestions from the perspectives of academic exchanges between universities， undergraduate curriculum design， and the enhancement of undergraduate and graduate research capabilities. These suggestions will contribute to the transformation of the training model for smart agriculture professionals from a single-dimensional discipline to amulti-dimensional chain-like approach， as well as the shift in resource aggregation from a mechanical integration to an organic integration， thereby improving the quality of talent cultivation for smart agriculture graduate students.

Key words： double first-class universities; smart agriculture; talent cultivation; curriculum design