5G技術(shù)推動農(nóng)業(yè)高職院校人才培養(yǎng)的改革與創(chuàng)新

朱善元，徐冬寅，陳斌，俞彤

(江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院，江蘇 泰州 225300)

隨著5G標準的逐步確定，商用的步伐逐漸加快，5G技術(shù)必將會迅速滲透到各行各業(yè)，并推動新一輪的產(chǎn)業(yè)變革。進入5G時代，我國農(nóng)業(yè)信息化建設迎來了發(fā)展新機遇，隨著信息技術(shù)在我國普及率的突飛猛進，帶動農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)的運作模式向信息化、智能化、高效化方向發(fā)展，對我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，政府對農(nóng)業(yè)行業(yè)決策優(yōu)化，農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力提升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的降低以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平提升起到了巨大作用[1]。高等學校尤其是農(nóng)業(yè)類高等職業(yè)院校是培養(yǎng)農(nóng)業(yè)行業(yè)從業(yè)人員的主要陣地。但目前農(nóng)業(yè)類高職院校相關(guān)專業(yè)的課程設置還停留以本專業(yè)課程體系為主，教學內(nèi)容也只考慮本專業(yè)傳統(tǒng)的知識和技能，沒有實現(xiàn)跨專業(yè)尤其是與信息技術(shù)專業(yè)的課程整合和教學內(nèi)容改革，農(nóng)業(yè)類專業(yè)急需加快信息化改造，建設“新農(nóng)科”、設置新專業(yè)、建設“新資源”。

一、 5G技術(shù)加快推動農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展

5G時代我國信息技術(shù)將會給農(nóng)業(yè)帶來革命性的影響。如果把現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術(shù)視為“道路”，4G可以看作是高速公路，而5G就相當于飛機跑道，有了高規(guī)格的道路，上面的“車”才能越跑越快，“豪車”才會越來越多。如今國家已經(jīng)啟動的“數(shù)字鄉(xiāng)村”工作，就是修建面向農(nóng)村的新型信息化高速公路。有了這些服務于鄉(xiāng)村的“高規(guī)格信息道路”，即將到來的大數(shù)據(jù)、AI(人工智能)、區(qū)塊鏈等應用層面的信息技術(shù)可以為農(nóng)業(yè)行業(yè)帶來新變化，農(nóng)業(yè)信息化的理念將會從“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”向“智慧農(nóng)業(yè)”轉(zhuǎn)變和提升。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的高級階段，是全新的農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，與以往的農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展模式既相關(guān)又不同。以往的信息化農(nóng)業(yè)是將關(guān)鍵信息技術(shù)應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益。智慧農(nóng)業(yè)則是實現(xiàn)全要素、全鏈條、全產(chǎn)業(yè)、全區(qū)域的智能化，不僅貫穿農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，還包括農(nóng)業(yè)經(jīng)營、農(nóng)業(yè)管理、農(nóng)業(yè)服務等環(huán)節(jié)，更重要的是更加“智能”，這是與其他農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展模式的最大不同。智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵更加豐富，所涉及的理論、技術(shù)、系統(tǒng)和裝備更加綜合和復雜。智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵就是數(shù)據(jù)，需要解決數(shù)據(jù)獲取、處理與應用三大問題。在5G時代，這三大問題將會得到更好的應用與發(fā)展。如：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以進行精準感知和數(shù)據(jù)采集，針對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)全過程跨區(qū)域、全要素、多層次的數(shù)據(jù)采集，形成農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)管理平臺，為進一步的應用提供基礎(chǔ)。AI技術(shù)可以通過利用動植物生長模型、機器學習算法等方式，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全要素、全過程的數(shù)字化、智能化等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響?？梢葬槍ιa(chǎn)端提出“智慧生產(chǎn)方案”，旨在探索數(shù)字農(nóng)業(yè)科技的產(chǎn)銷一體化應用，讓新技術(shù)獲得廣泛應用，使農(nóng)戶獲利。區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的溯源方面有著較強的優(yōu)勢，特有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以密碼學方式保證了數(shù)據(jù)的不可篡改和不可偽造，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的溯源、監(jiān)管、銷售等各環(huán)節(jié)都提供了有力的支持。遠程控制技術(shù)在5G通信網(wǎng)絡的加持下在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)也可以發(fā)揮前所未有的作用。如除了現(xiàn)有的利用無人機進行相關(guān)生產(chǎn)過程的干預外，將來遠程操控大型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械(機器人)進行智能噴藥、采摘、運輸?shù)纫矊⒊蔀楝F(xiàn)實并得以普及。

二、 農(nóng)業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)變革倒逼崗位人才技術(shù)需求創(chuàng)新

以5G為核心的信息技術(shù)，將成為加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、全面建設小康社會的重要手段。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的層次和規(guī)格提出新的要求[2]。5G時代農(nóng)機裝備愈發(fā)智能化，農(nóng)業(yè)操作技術(shù)愈發(fā)自動化，農(nóng)業(yè)經(jīng)營愈發(fā)網(wǎng)絡化，農(nóng)業(yè)勞動者將會變成高水平的操作人，有技術(shù)技能的職業(yè)農(nóng)民將會成為從事農(nóng)業(yè)行業(yè)的主力軍。“互聯(lián)網(wǎng)+”“物聯(lián)網(wǎng)”“信息化農(nóng)業(yè)”的大力推進，對相關(guān)專業(yè)高素質(zhì)技能型人才需求旺盛。主要表現(xiàn)為：一是以5G為核心技術(shù)產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)設施裝備將會升級改善。農(nóng)業(yè)機器人、智能裝備將會逐步應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，帶來了大量的農(nóng)業(yè)工程機械應用人才需求。二是5G技術(shù)勢必會加快完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)建設。建立健全農(nóng)業(yè)產(chǎn)供銷、資產(chǎn)資源等方面的大數(shù)據(jù)，會帶來大量的計算機應用技術(shù)人才需求。三是5G技術(shù)將會推進種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的信息化、智能化和智慧化，會帶來大量的掌握農(nóng)業(yè)知識與信息技術(shù)復合型人才的需求。四是以5G為核心技術(shù)產(chǎn)生的新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)將會涌現(xiàn)，需要大量掌握農(nóng)業(yè)知識和一定技術(shù)的創(chuàng)新型人才。綜上所述，5G時代的農(nóng)業(yè)信息化需要大量的人才，對這些技術(shù)和相應的人才進行重構(gòu)，也就是將物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)、計算機應用技術(shù)等農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成，緊密對接農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的“傳感器、通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)平臺、系統(tǒng)開發(fā)、智能應用、系統(tǒng)集成”六大環(huán)節(jié)，瞄準物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵崗位群，以“物聯(lián)網(wǎng)+”賦能產(chǎn)業(yè)集群，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(見圖1)。面向物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)需要的崗位包括射頻工程師、嵌入式工程師、傳感網(wǎng)開發(fā)工程師等崗位；面向計算機網(wǎng)絡技術(shù)需要的崗位包括網(wǎng)絡系統(tǒng)建設與維護工程師、網(wǎng)絡安全工程師等崗位；面向通信技術(shù)需要的崗位包括云計算中心運維工程師、云服務管理工程師和智能計算開發(fā)工程師等崗位；面向計算機應用技術(shù)需要的崗位包括Web前端開發(fā)工程師、軟件測試工程師等崗位，每一個崗位又不只是掌握單個技術(shù)，往往需要多項技術(shù)共同支撐，培養(yǎng)復合型技術(shù)技能人才。

圖1 5G時代對信息技術(shù)人才需求

三、 5G技術(shù)倒逼農(nóng)業(yè)高職人才培養(yǎng)知識體系重構(gòu)

5G時代，每項相關(guān)技術(shù)及衍生技術(shù)都會迭代更新乃至于發(fā)生革命性變化，原來的人才培養(yǎng)方案已經(jīng)不能很好地適應于5G時代的農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展形勢。為5G時代的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強有力的信息技術(shù)人才支撐是新時期專業(yè)群建設的重要任務，對人才培養(yǎng)目標提出新的要求(見圖1)。在培養(yǎng)目標和規(guī)格上定位在為生產(chǎn)、管理、服務一線培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德、專業(yè)知識素養(yǎng)和職業(yè)能力的高素質(zhì)技術(shù)技能人才，能夠在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈從事項目開發(fā)、產(chǎn)品測試、系統(tǒng)集成、管理維護等一線崗位工作。從“從業(yè)者”角度出發(fā)，以培養(yǎng)學生的職業(yè)競爭力(以基本素質(zhì)、基本知識、技術(shù)技能和職業(yè)態(tài)度支撐的綜合職業(yè)能力，即職業(yè)核心能力)為目標。重點從兩個方面有針對性地加強。一是掌握農(nóng)業(yè)知識和技術(shù)。熟悉農(nóng)業(yè)產(chǎn)供銷的一般流程，了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一般規(guī)律，對種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)有全面的了解，能夠比較精通某一領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)知識和技術(shù)。二是掌握信息技術(shù)。了解5G技術(shù)所帶來的技術(shù)變革，包括移動互聯(lián)、航空遙感、衛(wèi)星遙感、云計算等技術(shù)，以及在此技術(shù)上產(chǎn)生的新業(yè)態(tài)和新應用。側(cè)重于計算機技術(shù)研發(fā)的技術(shù)人才，要能夠了解大數(shù)據(jù)、云計算的理論，能夠利用最新計算機技術(shù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)挖掘、市場預測等服務；側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用的人才，要能夠掌握物聯(lián)網(wǎng)的一般理論與技術(shù)， 在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈從事項目開發(fā)、產(chǎn)品測試、系統(tǒng)集成、管理維護等一線崗位工作；側(cè)重于計算機網(wǎng)絡和通信技術(shù)的技術(shù)人才，應了解日常網(wǎng)絡管理及維護的基本知識和基本方法，能夠掌握移動互聯(lián)的系統(tǒng)架構(gòu)和組成技術(shù)，能夠協(xié)助優(yōu)化農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)網(wǎng)絡，協(xié)助農(nóng)業(yè)企業(yè)維護通信網(wǎng)絡；側(cè)重于人工智能的技術(shù)人才，要能夠?qū)W習和了解農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)智能分析決策技術(shù)，學會利用智能感知、智能采集、智能分析等技術(shù)服務于農(nóng)業(yè)。綜上所述，5G時代信息技術(shù)人才均需要掌握農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、程序設計、數(shù)據(jù)庫應用、人工智能技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能。如此，農(nóng)業(yè)信息化各子領(lǐng)域的人才才可以相互配合，共同服務于農(nóng)業(yè)信息化實施的整個過程，人才在行業(yè)內(nèi)自由流動。三是具備愛崗敬業(yè)精神、團隊協(xié)作精神和一定的創(chuàng)新精神；培養(yǎng)樹立質(zhì)量意識，具備勤勞誠信、善于協(xié)作配合、善于溝通交流等職業(yè)素養(yǎng)。

四、 農(nóng)業(yè)高職院校策應5G技術(shù)人才培養(yǎng)改革與創(chuàng)新舉措

圖2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)群“產(chǎn)教科融合”人才培養(yǎng)模式

一是加快升級改造傳統(tǒng)專業(yè)，建設“新農(nóng)科”。運用信息技術(shù)、智能技術(shù)對傳統(tǒng)專業(yè)進行升級改造，在傳統(tǒng)專業(yè)原有基礎(chǔ)上研究相關(guān)產(chǎn)業(yè)未來人才的信息化能力需求。調(diào)整傳統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標和標準，體現(xiàn)數(shù)字化、信息化、智能化的需要；在傳統(tǒng)專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上，開設信息技術(shù)和人工智能方面的通識教育課程和專業(yè)選修課程，在此基礎(chǔ)上進行整合重組、滲透、融合，構(gòu)建新的專業(yè)課程體系；引進信息技術(shù)和人工智能相關(guān)專業(yè)的教師充實到專業(yè)教師隊伍，相互學習、相互融合，將相關(guān)信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的知識滲透或融合到教師原先所具有的傳統(tǒng)專業(yè)知識體系中，使其能夠勝任升級專業(yè)的人才培養(yǎng)任務；開展傳統(tǒng)專業(yè)信息化、智能化改造研究，將傳統(tǒng)專業(yè)與相關(guān)信息技術(shù)、人工智能專業(yè)進行實質(zhì)性的滲透和融合，為專業(yè)課程體系建設和教學內(nèi)容的更新提供素材和資源。二是適時設置新興專業(yè)。伴隨5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟異軍突起，成為引領(lǐng)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革、帶動經(jīng)濟增長的重要引擎。農(nóng)業(yè)院校要根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求并結(jié)合現(xiàn)有的辦學實力適時增加人工智能相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)智慧農(nóng)業(yè)所需的人工智能工程技術(shù)人員、物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員、農(nóng)業(yè)經(jīng)理人。三是加強課程體系重構(gòu)，建設“新資源”。(1) 構(gòu)建統(tǒng)一教學資源管理平臺。通過統(tǒng)一數(shù)字資源平臺聚合校內(nèi)外各類資源，實現(xiàn)資源管理與服務的智能化、知識化，實現(xiàn)一站式獲取與管理資源。提供認證授權(quán)、學分互認、在線考試(考證)、統(tǒng)一檢索服務、用戶行為分析等功能，促進彈性學習、學術(shù)發(fā)現(xiàn)、資源評估等工作，突破專業(yè)限制和時間限制，將技能培訓與學歷教育結(jié)合起來，為“學分銀行”建設和1+X證書制度試點工作提供信息資源保障。(2) 構(gòu)建數(shù)字化教學資源庫。堅持共建共享理念，開展校校合作、校政合作、校研合作、校企合作，共同推進數(shù)字化教學資源庫建設工作。一是建設師生原創(chuàng)資源庫，將教師的在線課程資源、科研成果、學術(shù)報告及學生的論文、作品等分類收集匯總。二是建設公共服務資源庫，將學院購買的電子圖書、學術(shù)期刊、OPAC、數(shù)字檔案等資源進行資源抽取，映射到統(tǒng)一數(shù)字資源平臺。三是建設互聯(lián)網(wǎng)資源庫，將MOOCs、在線電子書、政府公開文件等免費特色資源通過檢索抽取，映射到統(tǒng)一數(shù)字資源平臺。四是建設試題庫，實現(xiàn)教考分離。根據(jù)不同層次學生的學習需求設置不同的區(qū)分度，根據(jù)技術(shù)發(fā)展不斷更新試題內(nèi)容。五是加速創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，建設“新范式”。秉承“緊扣農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)學研結(jié)合育人才”的辦學理念，江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院緊密圍繞物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈需求，以服務地方經(jīng)濟發(fā)展和服務“三農(nóng)”為目標，構(gòu)建了“產(chǎn)教科融合”人才培養(yǎng)模式。充分利用校中廠、廠中校、雙師工作站和校內(nèi)實訓場所和校外生產(chǎn)性實訓基地，校企雙方在教學內(nèi)容、師資、場所等方面實施產(chǎn)教一體化，推進產(chǎn)教融合、協(xié)同育人。打造集教學、科研、社會服務為一體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地。組建“1+1+1” 融合團隊(產(chǎn)業(yè)團隊+教學團隊+科研團隊)，師生共同進行科研項目開發(fā)和技術(shù)生產(chǎn)，以教學推動科研、以科研促進產(chǎn)業(yè)升級，著力培養(yǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所需的創(chuàng)新型、復合型技術(shù)技能人才(見圖2)。六是推動教與學變革，建設“新方式”。按照“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”發(fā)展新要求，充分發(fā)揮智慧化學習環(huán)境、數(shù)字化教學資源庫等在服務無縫教學中的積極作用，著力提升師生信息素養(yǎng)，創(chuàng)新教學手段，形成“以學生為中心”的泛在、智能、線上線下混合教學體系[3]。(1) 提升教師信息化能力。一是提升信息化教學設計能力，教師作為學生學習進程的促進者、引導者、監(jiān)控和評價者，應準確理解與運用現(xiàn)代職業(yè)教育思想和教學理念，合理、充分運用信息技術(shù)、教學資源管理平臺和智慧化教學環(huán)境，精準、得當設計線上和線下教學內(nèi)容，科學安排教學過程中各個環(huán)節(jié)和要素，促進學生的學習與進步。二是培養(yǎng)教師進行多媒體課件、微課、在線開放課程等資源設計和制作的能力，打造線上師生互動教學空間，建立以“空間教學團隊”主導的“虛擬班級”與“虛擬課堂”，熟練運用AR/VR、遠程示教、三維動畫等現(xiàn)代技術(shù)資源，融合運用“專業(yè)知識+職業(yè)技能+信息技術(shù)”三位一體的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學方式，開展線上線下混合教學，提升資源應用質(zhì)量。依托教學資源管理平臺和智慧化教學環(huán)境，對接教務系統(tǒng)，及時統(tǒng)計分析學生在線學習時間、課堂任務完成情況、課后作業(yè)完成質(zhì)量、交流互動效果、在線測試等多種考核方式，變結(jié)果導向的“單一”評價為綜合性、過程型的“多維度”評價，由僅注重知識傳授向更加注重能力素質(zhì)培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)精準教學，提高教學質(zhì)量。(2) 提升學生信息化學習能力。一是依托教學資源管理平臺，建立“以學生為中心”的泛在學習環(huán)境，推進虛擬仿真、精品在線開放課程等網(wǎng)絡學習空間的普遍應用，學生以手機等智能終端按需獲取、儲存、評價、整理和應用數(shù)字化學習資源進行自主學習、協(xié)作學習與探究學習。二是學生可以進行線上線下、課前課后、虛實結(jié)合反復補償式學習，全方位應用AR/VR/MR沉浸式學習環(huán)境輔助課堂學習，增強學習體驗。通過自我檢測或與教師進行遠程互動，培養(yǎng)學生創(chuàng)新與合作、認知與系統(tǒng)思維。著力實現(xiàn)從服務課堂學習到支撐混合式、泛在學習，從服務教育教學到服務育人全過程[4]。三是著力應用教學大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)，形成以問題為線索的知識圖譜、篩選學習路徑，建立有效個性化學習環(huán)境，滿足不同層次學生的發(fā)展需求，改進學習方法，提高學習效率，讓學生認同并實施智慧學習。做到學習成果可追溯、可查詢、可轉(zhuǎn)換，激發(fā)學生學習興趣,改善學習習慣，轉(zhuǎn)變學習方式，提升學習能力，提高學習質(zhì)量。