智慧农业课程“智慧”教学创新探讨

摘"要：智慧农业是全球农业未来发展的方向。当前，世界各国都在大力推进农业的数字化、智慧化转型，农业人才培养也要积极顺应和融入这个大趋势。园艺学专业是农科领域重要分支，因其研究产品商品价值高，设施保护地智慧化栽培越来越多应用到实际生产中，智慧农业就是针对这一情况，为园艺学学生开设的应用型专业课程。但在实际的教学过程中，千篇一律的教学方式与先进的课程内容存在矛盾冲突，严重制约着教学活动的发展。该文展开有关智慧农业课程教学创新探讨，分析该课程教学中可以增加的“智慧”元素，并提出相关建议，以期为培养应用型、创新型园艺专业人才奠定基础。

关键词：智慧农业；教学改革；教学创新；“智慧”元素；教学特点

中图分类号：G642"""文献标志码：A"""""文章编号：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

近年来，随着科技的飞速发展，农业发展开始迈入4.0时代，智慧农业是进入21世纪以后开始形成的一种新型农业形态，是现代农业发展的最新阶段和最高形态。中国传统农业在古代无论农艺还是产量都曾是世界最高水平。在新时期，我国农业发展也不甘落后，现代化农业发展早已提上日程。智慧农业专业就是立足于国家和区域农业农村现代化发展战略需求，为培养德智体美劳全面发展，能将信息技术、生物技术、现代工程技术、现代经营管理知识与农学有机融合的高素质复合型人才而开设的[1]。而园艺学专业作为涉农院校的重要专业之一，智慧农业课程建设也尤为重要，因此针对园艺产品生产环节设置课程大纲，其中智慧农业成为园艺学科重要专业扩展课程。课程主要针对智慧农业生产，指导学生了解智慧农业架构，掌握其中关键技术以及求实创新发散思维，为后续智慧农业发展提供新思路。

值得注意的是教育4.0时代也已经来临，但智慧农业课程在实际教学过程中，若仍然延续以往简单的教学方式，不会让学生感受到科技带来的改变，造成课程内容先进而教学方式陈旧的矛盾，而且目前还存在新兴课程教材繁多，针对园艺专业扩展的教材还没有固定的版本，课程思政建设处于起步阶段还不完善，与园艺专业原有课程存在重复等问题，这些都不利于园艺专业人才的培养。因此，针对这些问题完善教学改革，以此来推进智慧农业课程的创新发展。

一"课程性质及教学特点

智慧农业专业是国家根据农业现代化发展需求近年来新增的专业，园艺学院也是依据园艺作物栽培管理现状将智慧农业课程加入到新的培养方案中，目的是培养具有信息技术、农业工程技术、农业智慧生产和经营与管理等方面的基本理论和基本技能，能在科研机构、企业和管理部门从事相关科研、技术推广与开发、生产经营与管理等工作的高素质复合型专业人才。该课程将介绍智慧农业的发展现状、核心技术及不同产业领域的应用情况，同时课程具有以下几个特点。

（一）"全面性

智慧农业课程是农业全部产业、农产品全产业链上的创新与变革。课程系统地讲解作物种植、果蔬种植、畜牧业和渔业等各个农业细分产业数字化、智能化的状况和前景，全面地介绍了智慧农业所涉及的技术、数据、模型和产品等，在价值链上除了包含生产这一环节，还覆盖了流通和销售等环节，力图为学生展示智慧农业的全貌。

（二）"实践性

智慧农业课程是5S、大数据、人工智能、区块链、VR/AR和智能控制等新兴科技以及传统技术的新发展在农业中的全新实践。课程内容以实践相关的知识为主、纯理论性知识为辅，针对产业应用领城设置了应用案例，与日新月异的实践紧密相连。

（三）"跨学科性

智慧农业课程是一个将诸多学科的理论、技术和产品融为一体的庞大系统工程。

课程广泛涉及农业生态学、作物栽培学、耕作学、作物育种学、智慧农业与信息技术、农业模型学、智能农业装备、植物生理与分子生物学、高级语言程序设计和农业气象与物候学等学科。正是因为近几年这些基础学科的飞速发展，使得智慧农业得以扩展，并成为一门蓬勃发展的新兴学科。因此，要学好智慧农业，首先必须打好相关学科的基础，掌握有关技术的基本科学原理，掌握今天已知的丰富的理论知识和实践经验，并以此为基础，为发展我国的智慧农业事业做出开拓性的、创造性的工作。这门课目前主要面向园艺学院大三学生进行授课，他们已经具备了相应的专业知识，同时完成的实习也能让学生对于部分技术在实际生产中的应用有了一定了解，因此在授课上让学生将多学科交叉融合，通过具体实例理解掌握智慧农业建设方案。

二"存在的问题

（一）"教学方式单调，“智慧”程度欠缺

习近平总书记在重要会议中指出：“从教育大国到教育强国是一个系统性跃升和质变，必须以改革创新为动力。”这一重要论断着眼于我国教育事业的长远发展，是应对新时代教育发展内部矛盾、外部挑战的重要法宝，也是建设教育强国的重要动力源，为建设教育强国指明了方向和路径；育人方式要同学情、教情有机结合，因地制宜地推进教与学的内容变革、方法的传承创新、数字技术手段的运用等。目前智慧农业课程设置为24学时课堂教学、8学时实习实践。其中课堂教学是教学活动的灵魂，有效的课堂教学是教学成功的必要条件[2]。但课堂教学也存在时间短、实践性差等缺点，配置8学时实践课也是为了弥补这一缺陷。但是作为新兴的农业形态，智慧农业的发展不是一成不变的，甚至说在教学过程中可能部分技术都已经得到飞速发展，而在传统的教学过程中，教学模式统一、思维禁锢，教师教学缺少对学生思维的启示，往往着重知识的传授，这种模式最终导致学生被动式学习，不去思考发散思维，从而导致课堂静默，尤其是对于目前知识仍处于飞速发展阶段的课程是十分不利的。所以教师必须将学生原来的依赖被动的学习方式（侧重直接教学和记忆），转化为提高学生批判性思维和个性化思考的交互方式。同时教学目的十分明确，有的放矢地选择教学内容，才能丰富课堂内容，课堂内容丰富的同时也要利用先进教学方式。智慧农业课程由于涉及学科交叉，对于农学专业学生来说很多内容初次涉及，理解困难，后台编程等内容在现实生活中接触较少，学生无法做到举一反三，最终导致学生的自主创新思维受到限制，很难适应产业的需求，教学效果不尽如人意。此外实习实践过程中，所参观的校内智慧设施符合科研需求配置，但与实际生产有较大差别，致使实践教学难以达到预期效果。

（二）"课程思政不足，思政体制欠缺

国无德不兴，人无德不立。一个国家要培养人才，既要育智，更要育人。近年来，中央高度重视课程思政工作，强调高等学校要坚持把立德树人作为中心环节。2020年5月教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求所有高校、所有学科专业全面推进课程思政建设[3]。课程思政是指通过挖掘、整合各种思政元素并融入各类各门课程的综合教学理念和新型育人模式，旨在突破思政课“孤岛化”困境，缓解思政教师“孤军作战”困局，打造“三全”育人格局，形成协同育人效应，落实“立德树人”根本任务[4]。深度挖掘思政元素、优化课堂教学内容，是课程思政建设取得成效的关键与核心。近年来，全国高校的思政教学工作开展得如火如荼，但是智慧农业课程作为新开课程思政建设体制仍未建设完善。教学过程中，有关思政方面的教学存在短板，主要存在以下几个方面的问题：智慧农业是新兴农业形态，我国目前多个省份都开展智慧农业建设项目且取得良好效果，因此智慧农业具有大把的先进实例与课堂内容结合开展思政教育，但也暴露出思政方向单一，多数案例都体现出我们国家发展农业的决心，以及我国现在科技的进步，提升了学生的民族自豪感，如果教师对这部分内容融入教学的力度掌握不够，过犹不及，极易引起学生的学习疲劳，损害课程思政效果；没有系统提取课程内容中的思政元素，没有从思政元素融入专业课中应遵循的原则出发，就无法将思政内容和课堂内容十分融洽地加入到课堂教学中去，无法制定出可实施性较高的课程思政教改方案。另外课程思政教学的目的是引导学生的思想，辅助思政教师来完善学生思想，因此要充分认识这一改革变化的目的，专业课教师促进专业课和思政课教学的良好交融，做好自己应尽的职责。智慧农业课程内容是十分容易融入思政元素的，但是切不可唐突滥用地塞进思政元素，最终导致内容生搬硬套、过于牵强。

（三）"课程内容重复，学习热情欠缺

青岛农业大学园艺学院开设的智慧农业课程授课对象为大三园艺专业创新班学生。所讲授的课程内容中关键技术基本一致，不同园区建设也存在雷同，例如“物联网与智慧农业”和“智慧果园的技术框架”这两个章节，技术框架中也包含了物联网技术，讲授过程如果程度把握不好，会导致学生感觉学习到了重复的知识点，最终导致学生学习热情削减。

三"教学改革建议

（一）"创新教学模式，打造智慧教育

党的二十大报告指出：“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。”习近平总书记在讲话中强调：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”数字化转型是教育转型的重要载体和方向。数字化转型是基于云计算、大数据、人工智能等信息技术，将数据作为一种资源进行挖掘和利用，提升组织的业务能力和竞争力，为教育创新路径、重塑形态、推动发展提供了新的重大机遇。这与我们智慧农业课程在农业领域的改革不谋而合[5]。因此，智慧农业教学模式创新不仅符合社会发展需要，同时也能让学生触类旁通，亲身实践到“智慧”带来的改变。首先要体现在加速教育资源的数字化改造，完善数字化公共服务平台，在教材数字化、学具数字化、教学过程数字化、管理评价数字化和服务数字化全过程发力，用大数据、虚拟现实等辅助手段开展“线上+线下+实践”混合式教学。这就要求我们的教学也不能故步自封，利用“翻转课堂”“案例教学”及“互联网自主教学”等模式进行课程变革，启发学生主动学习，增强课堂教学质量，在应用此方式的情况下也匹配智慧农业中物联网技术的应用，让学生将农业培养对象与自身转换；可在“腾讯课堂”“学习通”等云平台上建立教师与学生、学生与学生之间的交流，这等同于智慧农业中智能决策支持系统，以此为例在教学中学生能够更深层次地了解专家系统等智慧决策系统，引导学生借助数字技术建构知识间的内在关联，促进教学内容结构化，做到举一反三、融会贯通。教师在人工智能、虚拟现实等技术支持下，该技术同时也是智慧农业中应用的最为先进的新兴技术，通过布置相关作业，实现知识的跨学科迁移，也能让学生理解课程中难以实践的内容，例如传感器、智能后台等也可以通过虚拟现实技术完成，可以根据实际生产中多种多样的状况设计各种有趣、富有挑战性的任务或活动，让学生在解决问题中掌握知识[6]。这种模式可以激发学生的好奇心和求知欲，提高他们对知识的吸收和理解能力；学生也可发表疑问或观点，通过自主探究或是与其他学习者的交流讨论，在加强知识点记忆的同时对其创新思维的提升有很大帮助。除了将课程与农业生产类比，授课过程中也可结合实际生活，例如讲解无线射频技术从名词解释上可能难以理解，但实际上在学生日常生活中处处可见，校园卡的使用等都是无线射频技术的应用。再像是农作物类型识别技术，在日常生活中学生使用的拍照识别都是该技术的实际应用，通过这些贴近身边的实例更加容易让学生理解其中的技术原理。应用数字技术收集、汇聚各类学习过程与结果数据，把握学生群体特征与个体差异，提供针对性的教学内容、多样化的学习资源、差异性的学习路径和个性化的学习指导，促进所有学生的发展。

在新时代背景下，培养“双创”人才已然成为高校人才培养的新目标，加强对大学生创新思维和创新能力的培养是目前高等教育建设的关键点[7]。现如今的高校教师已经不再是单一的知识输出者，学生亦可转变为课堂的主人。智慧农业是培养学生具有能够指导园艺植物栽培智慧化建设具体实践的课程，随着现代科学的迅猛发展，相关技术已经取得极大发展，新技术层出不穷，这门课教材选择的是《智慧农业概论》，它原是普通高等教育“十三五”规划教材。选择《智慧农业概论》主要是因为其论述智慧农业的基本理论、发展方向，对于学科跨度较大的专业知识涉及少，学生更加容易理解与掌握。智慧农业的根基理论和该范畴国内外的最新研究进展，通过大量的案例，介绍智慧园区建设实用技术，体现园艺学科发展的特点。但现如今科技发展迅猛，技术更新迭代已经远远超出教材的改革速度，因此在课堂讲解过程中除了教学方法的创新，教授内容的更新显得更为重要，需要及时查阅课程内容相关书籍文献，总结相关知识重点，同时结合学生发展水平更新教学内容。更重要的是要着重培养学生的创新实践能力，目前智慧农业仍处于发展阶段，很多新发展方向都是需要农业领域专业人员的研发，这也正是这一代学生应该思考的问题，所以在讲授过程中不能禁锢学生思想，鼓励学生去想去实践，开设开放性的问题，激发学生兴趣，真正将课程发挥出其最大价值。作为应用性学科，智慧农业应尽快融入耕读教育体系中，深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的耕读教育元素，科学合理地融入课程教学中，积极引导学生学好这门课程。尽可能地多渠道拓展实践教学场所。加强实践基地建设，依托涉及课程企业、现代农业园区等社会资源，提高课程教学中实践课程的比重，让智慧农业课程走出“书本”、走下“黑板”，涵养学生勤俭、奋斗、创新和奉献的劳动精神，增强学生在“希望的田野”干事创业的能力。

（二）"优化思政元素，建立思政体制

课程思政的实质是教育理念的创新，新时代高校课程思政，需要在传授专业科学知识的过程中实现精神文化的价值塑造[8]。因此，在智慧农业课程教学过程中，不能照搬思想政治课程的教学内容，而是根据智慧农业课程的特点挖掘相应的思政元素，精准定位课程思政育人的本质，将思政教育与教学内容有机结合起来，使学生树立正确的人生观、价值观，实现“润物无声”的育人效果[9]。前面提到过智慧农业实际上处于高速发展阶段，课堂内容也是处于不断调整的过程，实际上智慧农业课程的思政元素虽然处于动态变化过程，但课程中相关知识无不体现我国农业高速发展过程，大量智慧园区的布置案例体现出我国全国上下农业的繁荣景象，这就要求我们要不断提取先进思政知识，将这些知识引入到课程教学中，这样不仅能引导学生认识到思政教育和课程内容的紧密联系，也能让学生懂得思政教育与现实生活的密切联系，同时还能优化思政内容。但是也是智慧农业课程思政存在的问题之一，思政元素单一，这就要求教师能从不同角度出发，深入挖掘其内涵，不是单一地套入教学当中。在智慧农业发展现状教学中，学习相关专业理论知识时，可将我国无人机在制造业中领先地位的案例作为知识导入内容，吸引学生参与到相关资料收集中，认识我国农业发展面对外界因素影响采取的应对策略和取得的成就，促使学生萌发出强烈的爱国激情，从而在内心深处树立起报效国家、服务社会的责任和担当精神[10]。思政教学和智慧农业课教学有机融合的实现，首先要找准思政内容和课程知识间融合点，建立起两者间的较强关联，在专业知识教学中自然引出思政内容，实现思政教育的全面开展。如在智能农机装备的应用章节学习中，可通过介绍中国东北水稻种植已经采用卫星插秧机，智慧化程度增高，而且针对我国特殊复杂的地理环境全面开展的盛况，引出习近平总书记提出的“农业强国是社会主义现代化强国的根基，推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。让学生深刻体会到祖国发展的迅猛，了解祖国对于建设农业强国的决心，激发学生的民族自豪感、专业认同感。

（三）"优化教学内容，统筹专业知识

针对课程内容重复的问题，要求我们在园艺专业化课程大纲的制定中，各学科教师之间提前沟通交流、互通有无，在进行高效合理课程设置的同时，保证园艺专业系统知识的完整性。此外，教师可以通过各种平台、文献、资料，积极汲取国内外知名院校智慧农业方向的“精品课程”及“一流课程”知识，将其课程模式及内容科学合理地整合应用到本课程中，能够极大地优化及丰富课程建设。实践教学过程中，教师在现场对现代化智能化设施进行精细讲解，增加教学引导，结合日常生活经验，引导学生更深刻地记忆知识。同时要注意区分知识在理解和应用上的区别，例如智慧农业课程的支撑技术章节中着重介绍的是各种新技术的概念、原理，而智慧果园章节中主要是针对实例来介绍各技术的应用，这也就要求授课教师要对讲授课程有着系统性的掌握，同时讲授方式方法不能千篇一律。

四"结束语

作为园艺学科中新兴的课程，智慧农业在园艺学科发展的过程中必将成为特色鲜明的课程。面对我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，园艺产品在人们生活中所占比例不断提高，优质蔬菜、果品涉及到千家万户。教师更应该在延续传统教学模式的前提下，不断深化教学改革，提高教学质量，与时俱进开拓进取，建立科学的教学评价系统，创新教学模式，提升教学有效性；改革实践教学体系，提升学生综合素质，最终实现实践教学与理论知识教学的同步发展。根据课程特点挖掘相应的思政元素，将思政教育与教学内容有机结合起来；学科之间应沟通交流，积极学习优秀课程，优化、整合教学内容；培养出满足我国智慧农业发展所必须的人才。

参考文献：

[1]熊航.智慧农业概论[M].北京：中国农业出版社，2021.

[2]崔三常.高校课程思政建设的“思政”内涵和实现路径[J].教书育人（高教论坛），2021（27）：68-73.

[3]教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4]王茹华，王彦宏，刘芳.园艺专业课程思政建设的路径与方法研究[J].现代园艺，2021，44（7）：199-200．

[5]张少波，褚金岭.大数据驱动的区域教育数字化转型与创新发展[J].教育传播与技术，2021（6）：3-8.

[6]韩振华，魏群，李文娟，等.新工科背景下融入虚拟仿真的机器人实践类课程的创新教学探索[J].南方农机，2023，54（14）：159-162，165.

[7]马长青，杨英杰.观赏园艺学课程教学改革探讨[J].高教学刊，2022，8（11）：153-156.

[8]刘鹤，石瑛，金祥雷.课程思政建设的理性内涵与实施路径[J].中国大学教学，2019（3）：59-62.

[9]杨扬.课程思政元素融入研究生学术规范课程教学的实践与探索[J].高教学刊，2023，9（14）：35-38.

[10]韩宪洲.课程思政的发展历程、基本现状与实践反思[J].中国高等教育，2021（23）：20-22.

基金项目：山东省自然科学基金“PbNAC56介导褪黑素调控梨轮纹病抗性的分子途径解析”（ZR2020QC150）；山东省本科教学改革研究项目“新农科背景下差异化园艺卓越人才培养模式构建与实践”（M2021294）；青岛农业大学教学研究与课程改革“《园艺植物育种原理》混合教学研究与探索”（XJY2019090）

第一作者简介：刘建龙（1989-），男，汉族，山东烟台人，博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为果树遗传改良与种质创新。

*通信作者：梁成林（1989-），女，汉族，山东聊城人，博士，副教授。研究方向为果树遗传改良与种质创新。