设施农业科学与工程专业实践教学体系的建设——以西北农林科技大学为例

张　智　胡晓辉　李建明

(西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌　712100)



设施农业科学与工程专业实践教学体系的建设
——以西北农林科技大学为例

张智胡晓辉李建明

(西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌712100)

摘要：随着设施农业科学与工程专业人才的社会需求不断上升，西北农林科技大学作为专业的创设者，针对设施农业科学与工程专业实践教学体系存在的缺乏针对性强的实验实习指导教材、实践教学条件不完备、实践实习形式单一等问题，积极开展了设施农业科学与工程专业实践教学体系的创新研究。根据专业所具有的综合性和实践性强等特点，提出以完善实践教学理论体系为引领、以实践教学条件建设为保障、以综合生产实践方式的探索为创新点构建设施农业科学与工程专业实践教学新体系；并在修订实践教学方案、编写针对性强的实验实习指导教材、研发和购置直观教学教具和模型、完善实践教学条件以及丰富校企联合模式、探索综合生产实践方式等方面，进行了改革实践。西北农林科技大学从实践教学的理论、条件和方式3个方面开展的设施农业科学与工程专业实践教学体系建设，在加强学生工程实践能力和创新能力的培养、提高学生的综合素质、使毕业生的社会认可度得到提升等方面取得了良好的效果。

关键词：高等教育；专业建设；设施农业科学与工程专业；实践教学体系

一、设施农业科学与工程专业实践教学体系的研究背景

设施农业科学与工程专业涉及生物、环境、工程、控制、信息等多个领域，具有多学科性、综合性、交叉性等特点[1-2]。设施农业科学与工程专业作为新设专业，其专业教师面临的教学任务十分艰巨，不仅要投入较多的精力进行课程建设和教材建设，而且随着产业升级对专业人才实践能力的要求越来越高，还要将专业实践教学体系建设放在重中之重的位置进行研究和探索。

(一)设施农业科学与工程专业人才的社会需求不断上升

设施农业是现代农业发展的必然趋势和方向，是传统农业产业升级的基础，是实现传统农业向现代农业转化的必由之路。设施农业强化了资源的集约高效利用，大幅度提高了系统生产力和经济效益，增加了农民收入。我国是设施农业大国，但不是设施农业强国。随着我国现代农业的快速发展，农业生产对设施农业科学与工程专业人才的需求量直线上升。然而，由于我国高等院校开设设施农业科学与工程专业较晚，在专业人才培养的速度和数量上明显滞后于产业发展的需求，所以设施农业专业人才的缺乏已经成为制约我国设施农业发展的“瓶颈”。

(二)设施农业科学与工程专业的创设始于西北农林科技大学

西北农林科技大学在多年开展设施农业方向教学的基础上，经由全国同行专家严密论证，于2002年率先申请开设设施农业科学与工程本科专业，且得到教育部的批准并予以公布，从而成为我国首设设施农业科学与工程专业的高等院校。自此，设施农业科学与工程专业被正式列入我国本科专业目录。此后，先后带动河海大学、潍坊学院、南京农业大学、华中农业大学、云南农业大学、河北农业大学、山东农业大学、中国农业大学等20余所高校设立了该专业[3-4]。

作为首设设施农业科学与工程专业的高等院校，西北农林科技大学受教育部的委托承担了撰写设施农业科学与工程专业的专业建设规范和专业发展战略报告的重任，并成为担此重任的唯一高校。同时，自设施农业科学与工程专业开设以来，西北农林科技大学在专业建设方面开展了大量研究和实践，先后获得国家级和省级教学成果奖各1项。设施农业科学与工程专业教学团队从注重学生知识、能力、素质的协调发展出发，不断对课程体系、课程结构和课程内容进行调整、重组与整合，促进了教学内容的相互渗透和衔接，提高了课程的综合化、系统化程度，取得了很好的教学效果及成果。此外，西北农林科技大学还积极联合兄弟院校，在设施农业科学与工程专业人才培养方案的制定和课程体系的优化等方面展开了广泛深入的研讨；并通过组织教材编写会议、举办师资研修班等，共享专业的教育教学资源，从而促进了设施农业科学与工程这一新专业的快速发展。

(三)设施农业科学与工程专业具有综合性和实践性强的特点

设施农业科学与工程专业是根据产业发展需求设立的专业，具有很强的实践性，所以实践教学在人才培养中显得尤为重要。高层次的设施农业科学与工程专业人才除了要掌握系统的专业理论知识之外，还必须通过大量的实践教学训练，能够将理论与实践完美地结合在一起，从而在实际工作岗位上不仅可以从事理论研究，更能在生产一线亲自操作和直接指导以及组织和管控相关工程的实施。

切实增强大学生的实践动手能力，既是用人单位对专业人才的迫切要求，也是国家提高本科教学质量的重点所在[6-8]。作为仍在完善和发展中的新专业，设施农业科学与工程专业的教学目前还存在学生的实践技能和创新能力培养仍相对薄弱的问题[5]。因此，为了进一步提高教学质量，加强学生实践技能和创新能力的培养，进行设施农业科学与工程专业实践教学体系的研究与探索势在必行。

二、设施农业科学与工程专业实践教学体系存在的问题

随着社会经济的发展，我国各行各业的用人单位越来越注重专业人才的实践技能和创新能力，所以兼具较完备的理论知识体系和较强实践能力的综合型专业人才在就业市场上更受青睐。而设施农业科学与工程专业现行的实践教学体系因存在一些薄弱环节，所以尚难以满足新形势下专业人才培养的需求

(一)缺乏针对性强的实验实习指导教材

设施农业科学与工程专业设立之初，就将教材的编写列为重点工作之一。在2004年10月召开的全国设施农业科学与工程本科专业建设研讨会上，成立了由邹志荣教授担任主任的专业教材编写委员会，同时决定由邹教授牵头负责《设施农业环境工程学》《农业园区规划与设计》等9部全国统编教材的编写工作。而且设施农业科学与工程专业的这9部全国统编教材已于2007年由中国农业出版社出版。

但是，设施农业科学与工程专业的实践教学一直以来都面临着缺乏与现代设施农业发展速度相适应的实验指导书和实习教材的问题，这导致学生对现代设施农业的发展现状和实际问题缺乏深入的了解。而现有的实验教材因缺少设计性、综合性实验内容，也导致学生缺乏主动参与设计实验和解决实际问题的意识。缺乏针对性强的实验实习指导教材，不仅会对设施农业科学与工程专业实践教学的效果产生负面影响，而且也不利于学生专业素养和实践能力的提升。

(二)实践教学条件不完备

作为仅有十余年发展历史的新专业，设施农业科学与工程专业的建设与发展都取得了可喜的成绩。但不可忽视的是，现有的实验教学设备和条件并不完备，大多数理论验证性实验缺少直观性教学教具。同时，由于缺乏可操作性强的实践教学设备，所以学生难以识别温室环境调控中应用的各类灌溉、采暖、通风等配套设备，也很难直观了解和掌握设施农业装备的工作原理和过程。

(三)实践实习形式单一

以西北农林科技大学为例，目前设施农业科学与工程专业学生主要是在校内实验基地完成基本技能训练、专题性实践教学和综合性实践教学，在杨凌示范区现代设施农业企业园区进行生产实践实习。而校外实习通常是以观摩现代化温室生产管理工作为主要方式，学生直接参与实际生产管理的亲身实践机会极少。这导致学生在现代设施农业决策、协调、控制方面的初步能力和管理的基本素质都较低，不能适应我国推进设施农业现代化进程的要求。

因此，针对上述制约学生实践技能和创新能力培养的薄弱环节，对实践教学体系进行创新与完善，是推动设施农业科学与工程专业健康发展的重要措施之一。只有增强实践实习、课程设计内容的实用性，增加学生直接参与实际生产、设计和管理的机会，使学生在读期间能够深入生产一线进行工作体验，才能使学生的专业技能和创新能力得到锻炼，也才能使学生在运用所学的专业理论知识解决实际问题的过程中发现自身的不足，并有针对性地开展查漏补缺性的学习，从而进一步巩固学生的专业理论知识和提高学生的实践能力。

三、设施农业科学与工程专业实践教学体系的创新与完善

根据设施农业科学与工程专业综合性和实践性强的特点，以及行业领域对具备现代设施农业及工厂化农业的专业技能的创新型、综合型、实用型现代农业专门人才的需求，笔者认为，设施农业科学与工程专业实践教学新体系的构建，应以设施农业科学与工程产业的发展水平以及设施农业科学与工程学科的建设和发展趋势为基础，以完善实践教学理论为引领、以实践教学条件建设为保障、以综合生产实践方式的探索为创新点，从而最终实现提高学生的实践技能和创新能力的人才培养目标。因此，笔者认为，应从实践教学的理论、条件和方式3个方面对设施农业科学与工程专业实践教学体系进行创新与完善，以期辐射和带动国内同类专业实践教学的研究与改革，进而使设施农业科学与工程专业实践教学体系能够与日益丰富和发展的理论课程教学体系相适应并相互促进。

(一)建设完善的实践教学理论体系

1.完善实践教学方案

设施农业科学与工程专业实践教学方案的完善主要包括2个方面。

一是优化实践教学内容，调整原来以专业理论验证性实验实习为主的实践教学方案，提高设计性、综合性实验实习的配置比例，以培养学生设计实验实习方案的能力、动手操作能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生的学习主动性和综合素质。

二是理清实践教学的层次，将专业实践教学划分为认知实习、专项实习、课程设计、综合实习、毕业论文(设计)、科研创新实践6个层次。这6个层次的实习既要与理论教学紧密结合，但又不能完全拘泥于理论教学。也就是说，通过形成循序渐进的实践教学层次，使设施农业科学与工程专业实践教学一方面能够深化和强化学生对专业理论知识的理解和掌握，另一方面能够拓宽学生的专业视野和知识领域。

2.加强实践教学教材的建设

目前，设施农业科学与工程专业实践教学教材的建设主要面临以下3个问题：①现有的实践教学教材的内容虽然丰富，但是过于庞杂，且可操作性差；②有的实践教学教材的内容不完整；③并非所有的实践教学都有配套的教材。

因此，加强设施农业科学与工程专业实践教学教材的建设，首先要以为所有的实践教学配备实验实习教材、教学大纲和教学计划为指导思想，构建系统、完整的实践教学教材体系。

其次，要明确实验实习指导性教材应该包括的基本内容——实验实习设计以及具有针对性的说明和注意事项等；同时，在确定实验实习内容时，要根据专业实验实习课程的设置，以温室作物栽培管理、温室环境监测调控、温室及园区建造设计几个主要模块为框架，全面覆盖温室及配套系统的识别及使用的评价、温室环境调控设备与生产设备的常见问题与检修、温室和农业园区的规划与设计方法以及蔬菜花果的栽培管理技术、参数测定方法与病虫害防治、无土栽培的操作技能和技术方法等内容。

最后，要组织国内高校长期从事设施农业科学与工程专业实践教学的教师与设施农业产业一线的高级工程师一起编写实验实习指导教材，使教材更具实用性和可操作性。

(二)完善实践教学条件

设施农业科学与工程专业实践教学条件的完善主要包括2个方面。

一是购置和设计与实践教学内容配套的直观教学模具模型。对专业理论中的一些比较抽象的概念，仅仅借助于书本中的图片和多媒体教学手段进行讲解，学生难以准确理解；而运用可以拆卸的直观教学模具模型，如在教学中使用与温室及其配套设备、调控设施、生产设施等实体同比例或缩小比例的直观教学模具模型，可以使学生与实体有直接的接触并进行实际操作，从而达到良好的教学效果。因此，西北农林科技大学一方面通过收集相关资料和深入企业开展调研，确定并购置适用于设施农业科学与工程专业实践教学的直观教学模具模型；另一方面组织相关教师研究设计温室结构、温室环境调控系统、无土栽培系统、园区设计等方面的直观教学模具，如温室模型、配套设备模型等，以及相关的系统软件，如目前已设计出的温室灌溉管理、补光系统等小型教学系统。

二是加强设施农业科学与工程专业校内外实践教学基地的建设。以西北农林科技大学为例，在校内建立了设施农业环境与生物技术实验室、园艺植物与设施生理生态实验室、温室工程实验室、陕西省设施农业工程技术研究中心等实践教学基地；同时，分别与18家著名的温室公司、景观规划设计公司和设施农业园区建立了长期的合作关系，通过“校企”“校研”“校社”合作共建模式，建设了一批较为稳定的校外实践教学基地，从而满足了实践教学的需求，为培养符合行业和社会需求的设施农业专业人才提供了保障。

(三)积极探索综合生产实践方式

设施农业科学与工程专业要以创新实践方式为突破口，彻底改变单一的校外参观实习模式。为此，西北农林科技大学对综合生产实践方式进行了积极的探索，通过与设施农业生产企业、设施农业设施设备生产企业建立长期的生产实习合作机制，让学生直接深入到企业生产一线，全程参与温室建造、温室栽培管理、农业园区规划等工程项目。例如，学校安排学生在第3学年的暑假进行为期1个月的综合生产实习。学生以5人为一个小组，根据自己的专业兴趣，直接进入温室建设施工工地开展工程项目实习，或者直接到大型温室基地从事栽培生产，或者直接进入规划设计单位参与设计制图等。

近3年来，学校先后选派183名设施农业科学与工程专业本科生到农业部规划设计研究院、上海都市温室有限公司、北京京鹏温室有限公司、北京中环易达设施园艺科技有限公司、北京华榕绿宝石园林绿化工程有限公司、深圳华大基因有限公司、宁夏中卫市新阳光科技有限责任公司、宁夏丰甜科技农业有限公司、陕北安塞生态示范园区、榆林市农业科技示范中心、阎良天成园、西安尊地景观设计有限公司等企事业单位进行综合生产实践。这使学生在实际工作中不仅能够了解到社会对专业人才的真实需求，而且能够进一步巩固所学的专业理论知识，锻炼专业技能和实际操作能力，积累丰富的生产实践经验，提高工程素养。

此外，学校通过“校企”“校研”“校社”合作，除了为设施农业科学与工程专业实践教学提供了一批稳定的校外实践教学基地以及增加了学生开展综合生产实践的机会之外，也使企业、科研单位和合作社在与高校合作的过程中促进了自身的发展；更为重要的是为企业的用人与学生的就业提供了有效的直通渠道。因为学生到企业实习，既便于企业对学生的能力和品行进行考察，也可以使学生对企业有所了解，所以有些学生在实习结束后就被实习单位直接看中。于是，双方很快就签订了就业协议。

四、设施农业科学与工程专业实践教学体系建设的成效

设施农业科学与工程专业实践教学体系的创新与完善，通过实践探索取得了一定的成效，对培养具有较强实践能力和创新意识的高层次设施农业专业技术人才具有积极的现实意义。以西北农林科技大学为例，设施农业科学与工程专业实践教学体系创新与完善的成效主要体现在以下方面。

(一)学生的综合素质得以提高

设施农业科学与工程专业实践教学体系的创新与完善，不仅提高了教师和学生对实践教学重要性的认识，而且提高了学生的综合素质，包括加深了学生对专业理论知识的理解，实现了学生对理论知识的再认识；使学生真正践行了理论联系实际，并在理论联系实际的过程中深刻认识到设施农业科学与工程学科在现代农业和社会经济发展中的重要作用和发展前景，全面系统地掌握了设施农业科学与工程领域的新技术、新方法和新思维，提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养了学生实事求是的工作态度、积极向上的心理素质、艰苦奋斗的创业精神以及勤于学习、勇于实践的良好个性品质。

(二)学生的创新能力得到增强

设施农业科学与工程专业实践教学体系的创新与完善，不仅为学生提供了更多的实践机会和参与科研活动的机会，而且使学生逐渐掌握了探求知识的方法，也使学生的创新意识逐步增强、创造能力不断提高。例如，在实践教学体系改革前的2010年，设施农业科学与工程专业申请大学生创新性实验项目的学生数仅占专业学生总数的5.9%，而在实践教学体系改革后的2014年，这一比例上升到了20.3%。这说明大学生科技创新的氛围空前浓厚，实践创新的意识已深入人心。

(三)毕业生的社会认可度有所提高

设施农业科学与工程专业实践教学体系的创新与完善，促进了以提高学生的实践技能和创新能力为核心的人才培养目标的实现，从而使专业所培养的具备现代设施农业和工厂化农业专业技能的多学科交叉的复合型高科技人才得到了行业和社会的高度认可。从各方面反馈的信息看，研究生培养单位普遍反映，继续攻读研究生的设施农业科学与工程专业本科毕业生的基础理论功底扎实、科研能力突出、综合素质高；同样，各用人单位对参加工作的设施农业科学与工程专业本科毕业生也相当满意，尤其是对本科毕业生的综合素质和发展潜力给予了很高的评价。

资助项目：陕西高等教育教学改革研究项目“设施农业科学与工程专业实践教学体系的探索与建设”，项目编号13BY14。

参考文献

[1]李建明，邹志荣，屈锋敏，等.设施农业科学与工程本科专业的建设与发展[J].高等农业教育，2004(4)：45-47.

[2]余朝阁，孙周平，周娣，等.设施农业科学与工程专业实践教学改革途径[J].沈阳农业大学学报(社会科学版)，2014，16(2)：203-206.

[3]李政红，兰海波，李敬红，等.设施农业科学与工程专业实践教学改革与建设[J].农业教育研究，2010(1)：29-31.

[4]王宏丽，裘莉娟，邹志荣.设施农业科学与工程专业学生工程素质培养研究[J].中国农业教育，2011(4)：76-78.

[5]张保仁，曹慧，李媛媛，等.设施农业科学与工程专业实践教学体系的建设与改革[J].中国农业教育，2012(6)：71-73，93.

[6]高霁.浅谈高等农科类院校实践教学改革[J].山西农业大学学报(自然科学版)，2007(S2)：16-21.

[7]祁连弟，赵永旺，张琨，等.创新设施农业技术专业人才培养模式[J].中国职业技术教育，2014(8)：71-73.

[8]唐道彬，唐春梅，吕长文，等.设施农业研究型教学模式的探讨[J].西南师范大学学报(自然科学版)，2013，38(4)：152-154.

(责任编辑柳小玲)