南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工科類課程耕讀文化建設(shè)

劉瓔瑛　呂成緒　郭振濤　錢燕　楊琪

摘? 要：加強(qiáng)和改進(jìn)涉農(nóng)高校耕讀教育是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工科類專業(yè)課程和耕讀文化結(jié)合與實(shí)踐融合建設(shè)的新理念，也是新時(shí)代黨和國家對涉農(nóng)高校課程建設(shè)的新要求。為促進(jìn)耕讀教育落地落實(shí)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)有效開展耕讀教育，注重教育引領(lǐng)，加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，營造耕讀文化氛圍，完善相關(guān)條件保障，著力培養(yǎng)有思想、愛勞動、能創(chuàng)新的高素質(zhì)勞動者。該文以數(shù)字圖像處理課程為例，介紹農(nóng)業(yè)院校工科類專業(yè)課程與耕讀教育的結(jié)合與實(shí)踐，使耕讀文化貫穿于教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課知識體系和耕讀文化的有機(jī)統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：工科類課程；耕讀文化；數(shù)字圖像處理；案例設(shè)計(jì)；組織實(shí)施

中圖分類號：G641? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）18-0101-04

Abstract： Strengthening and improving agricultural education in colleges and universities is a new concept of engineering courses and farming culture combined with practice in the construction of Nanjing Agricultural University. It is also a new requirement of the Party and the state for the construction of agricultural colleges and universities in the new era. In order to promote the implementation of farm education， Nanjing Agricultural University effectively carries out farm education， pays attention to the guidance of education， strengthens the construction of teachers， creates a farm culture atmosphere， improves the guarantee of relevant conditions， and focuses on cultivating high-quality workers who are thoughtful， labor loving and innovative. Taking the course of Digital Image Processing as an example， this paper introduces the combination and practice of engineering courses and farming education in agricultural colleges， so that farming culture runs through every link of teaching and realizes the organic unity of specialized course knowledge system and farming culture.

Keywords： engineering courses; farming culture; digital image processing; case design; organization and implementation

2021年8月23日，為加強(qiáng)和改進(jìn)涉農(nóng)高校耕讀教育，大力培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)新型人才，教育部印發(fā)了《加強(qiáng)和改進(jìn)涉農(nóng)高校耕讀教育工作方案》[1]。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)“農(nóng)村是我國傳統(tǒng)文明的發(fā)源地”“耕讀文明是我們的軟實(shí)力”。耕讀教育踐行“亦耕亦讀”，是農(nóng)林院校加強(qiáng)勞動教育的重要載體，也是弘揚(yáng)我國耕讀傳家優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的重要抓手，具有樹德、增智、強(qiáng)體和育美等綜合性育人功能[2-6]。

為深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述，推進(jìn)耕讀教育在高校的實(shí)施，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)于2021年11月制定了《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)關(guān)于加強(qiáng)耕讀教育的指導(dǎo)意見》（簡稱《意見》），并啟動了第三批“課程思政”示范課程（耕讀教育專項(xiàng)）建設(shè)?！兑庖姟芬笊疃韧诰蛱釤拰I(yè)知識體系中所蘊(yùn)含的耕讀教育元素，科學(xué)合理地融入專業(yè)課程教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)耕讀教育與專業(yè)教育互為補(bǔ)充、相互促進(jìn)，積極引導(dǎo)學(xué)生把論文寫在祖國大地上[7]。

本文以南京農(nóng)業(yè)大學(xué)人工智能學(xué)院開設(shè)的數(shù)字圖像處理課程為例，通過挖掘課程中的耕讀元素、融合課程與耕讀教學(xué)案例設(shè)計(jì)和組織實(shí)施，全面介紹了工科類專業(yè)課程耕讀文化的建設(shè)與思考。

一? 挖掘數(shù)字圖像處理課程中的耕讀元素

系統(tǒng)地、深入地挖掘耕讀元素，是新時(shí)代涉農(nóng)高校工科類專業(yè)耕讀文化建設(shè)的重中之重[8]。目前諸多涉農(nóng)高校在農(nóng)業(yè)學(xué)科類課程已有完備的教材體系和豐富的教學(xué)材料，無論在農(nóng)業(yè)學(xué)科類的通識課、專業(yè)課、實(shí)踐課都有耕讀元素的滲透。而涉農(nóng)高校工科類專業(yè)的課程耕讀教學(xué)資源相對較少，課程體系許多方面還有待發(fā)展，這就要求工程專業(yè)教師結(jié)合自身的傳統(tǒng)文化素養(yǎng)對課程進(jìn)行深度開發(fā)，在課程內(nèi)容、課上教學(xué)、課下活動等多個層次，結(jié)合課程特點(diǎn)和育人目標(biāo)，充分挖掘其中蘊(yùn)藏的耕讀元素。因此，把“耕讀”元素的挖掘定位為新時(shí)代涉農(nóng)高校實(shí)施工科類專業(yè)課程耕讀教學(xué)的關(guān)鍵。

數(shù)字圖像處理是一門涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能等多個領(lǐng)域的多學(xué)科交叉課程，是面向計(jì)算機(jī)、自動化、電子信息等工科類專業(yè)的專業(yè)選修課[9-10]，雖然數(shù)字圖像處理是控制科學(xué)與工程專業(yè)及相近專業(yè)的一門綜合性專業(yè)課，但從農(nóng)業(yè)角度出發(fā)，與其相關(guān)的耕讀元素有很多。作為一門工科類專業(yè)核心課程，首先應(yīng)在保證專業(yè)知識體系建立的基礎(chǔ)上再進(jìn)行耕讀元素的合理有機(jī)融入，不至于“喧賓奪主”。該課程以立德樹人為根本、強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任、培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)人才為教學(xué)理念，積極挖掘“以讀助耕”“以學(xué)助農(nóng)”的耕讀元素，主要有以下幾個方面。

第一，通過數(shù)字圖像處理技術(shù)在農(nóng)耕領(lǐng)域中的重要性、戰(zhàn)略性，以及圖像處理技術(shù)在農(nóng)耕領(lǐng)域的應(yīng)用，加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)和課程的責(zé)任感和使命感，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、能動性、創(chuàng)新性，產(chǎn)生良好專業(yè)認(rèn)知、提升專業(yè)素養(yǎng)、掌握專業(yè)技能。

第二，通過帶領(lǐng)學(xué)生外出參觀中華農(nóng)業(yè)博物館或農(nóng)耕現(xiàn)場，喚起學(xué)生的半耕半讀意識、理解古人的生存之道，亦是理想之途，耕讀是具體的生活情境，浸潤著中國古老而悠久的文化與人生智慧。古今對比，新時(shí)代的耕讀教育，應(yīng)以“家”“農(nóng)”為核心，要面向青年學(xué)生厚植家國情懷和耕讀情感，匯集起推進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興的強(qiáng)大動能，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展貢獻(xiàn)智慧力量。

第三，進(jìn)行農(nóng)業(yè)圖像處理案例分析，通過應(yīng)用案例研究在一定程度上展示了圖像處理技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用前景。數(shù)字圖像處理技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于作物表型分析、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測分選、病蟲害識別和動物行為監(jiān)測等方面。可以發(fā)現(xiàn)不論在種植業(yè)還是養(yǎng)殖業(yè)，不論是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后等各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)，數(shù)字圖像處理技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，也為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了自己的一份力量。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的辦學(xué)特色，使其工科專業(yè)課具有獨(dú)特的耕讀元素，耕讀教育的基本課程體系成型。在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步挖掘并提煉這些資源，是推進(jìn)專業(yè)課課程耕讀建設(shè)、實(shí)現(xiàn)專業(yè)課內(nèi)涵式發(fā)展的關(guān)鍵。

二? 數(shù)字圖像處理與耕讀教學(xué)融合案例設(shè)計(jì)和組織實(shí)施

在充分展示涉農(nóng)高校耕讀文化內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，要進(jìn)一步堅(jiān)定涉農(nóng)高校大學(xué)生為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化服務(wù)的理想信念。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在從課程標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)方案、考核體系等方面，對專業(yè)課課程耕讀實(shí)施方案嚴(yán)格審閱、層層把關(guān)，努力為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化培養(yǎng)卓越農(nóng)林人才，為涉農(nóng)高校工科類專業(yè)課程耕讀文化建設(shè)提供模范。工科類專業(yè)課教師應(yīng)組織學(xué)生開展農(nóng)業(yè)相關(guān)社會實(shí)踐活動，有效構(gòu)建融入耕讀文化工科人才培養(yǎng)實(shí)踐平臺，拓寬專業(yè)課課程耕讀教學(xué)渠道。

（一）? 耕讀教學(xué)的案例設(shè)計(jì)

耕讀文化融入課程內(nèi)容，在原有課程知識框架基礎(chǔ)上，在理論環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)選取合適的融入點(diǎn)，弘揚(yáng)傳統(tǒng)耕讀文化，理解“亦耕亦讀”內(nèi)涵，并將農(nóng)業(yè)領(lǐng)域圖像處理知識與耕讀文化結(jié)合，在專業(yè)實(shí)踐中融入耕讀文化。

根據(jù)課程章節(jié)內(nèi)容，設(shè)計(jì)不同的耕讀融入方式，梳理歸納出數(shù)字圖像處理課程耕讀教育融合點(diǎn)，見表1。具體而言有以下幾點(diǎn)。

以農(nóng)業(yè)工具的變遷展示數(shù)字圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展，讓學(xué)生在了解耕讀文化的同時(shí)，對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展有深入理解，感受國家經(jīng)濟(jì)的日益強(qiáng)大和科技力量的作用，增強(qiáng)科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?；顒拥拈_展需要學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成、內(nèi)容、應(yīng)用，需要學(xué)生主動搜集耕讀文化資料，通過成果展示和分享加深對知識的理解，后期優(yōu)秀作品可以做成展板進(jìn)行宣傳。

去耕作機(jī)械現(xiàn)場或農(nóng)博館參觀。圖像處理技術(shù)及相關(guān)先進(jìn)技術(shù)使農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)了無人操控，無人化數(shù)字化農(nóng)場徹底改變了以往“面朝黃土背朝天”的耕作場景，信息化時(shí)代耕讀文化又有了新的內(nèi)涵?，F(xiàn)場參觀實(shí)踐可以讓工科學(xué)生走進(jìn)農(nóng)業(yè)，認(rèn)識農(nóng)業(yè)，中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需要新工科、新農(nóng)科的學(xué)科交叉，也需要有志向的學(xué)生積極從事相關(guān)領(lǐng)域的工作。

培養(yǎng)實(shí)踐能力，深入理解耕讀教育。實(shí)踐操作中增加農(nóng)耕領(lǐng)域圖像的處理。例如，耕讀文化老照片圖像修復(fù)技術(shù)比拼活動，在學(xué)習(xí)了相關(guān)圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)的實(shí)踐技能比賽，對宣揚(yáng)耕讀文化的老照片進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，尋找照片背后的故事。既鍛煉了實(shí)踐技能，培養(yǎng)了工匠精神，又加深了對耕讀文化的理解。以上課程耕讀教育融合設(shè)計(jì)是耕讀文化建設(shè)的初步嘗試，在實(shí)施過程中也會根據(jù)調(diào)研結(jié)果不斷改進(jìn)，使教學(xué)活動滿足不同層次學(xué)生的需求。

（二）? 耕讀教學(xué)的組織實(shí)施

數(shù)字圖像處理課程采取“線上+線下”混合教學(xué)模式。線上部分章節(jié)目錄如圖1所示。課前，任課教師充分利用已有資源，認(rèn)真編寫融入耕讀內(nèi)容的課程教案，完善PPT課件，并按時(shí)間節(jié)點(diǎn)依托學(xué)習(xí)通課程群發(fā)布預(yù)授課程章節(jié)的PPT課件內(nèi)容，以及配套的講解視頻、預(yù)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生可以下載PPT課件，積極做好預(yù)習(xí)工作。課中的教案準(zhǔn)備及課堂的知識串講要突出重點(diǎn)，通過高度提煉，把耕讀文化的核心要素體現(xiàn)在講解過程中。課上耕讀內(nèi)容的引入要因勢利導(dǎo)，注重多元變化。采取拋出實(shí)時(shí)熱點(diǎn)的方式，將課程與耕讀的講解有機(jī)結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生真實(shí)感受。同時(shí)，引入事先設(shè)計(jì)好的課程耕讀案例，將數(shù)字圖像處理技術(shù)與時(shí)事結(jié)合起來，引起學(xué)生的廣泛共鳴。

課后依托學(xué)習(xí)通平臺，教師及時(shí)總結(jié)授課的重、難點(diǎn)知識，并發(fā)布課程測試習(xí)題與章節(jié)作業(yè)題。學(xué)生遇到問題可隨時(shí)提出，教師通過平臺及時(shí)進(jìn)行解答，將知識的講解延伸到課后。在耕讀教學(xué)的組織實(shí)施過程中，充分利用分組任務(wù)，通過分工合作、資料查閱、小組討論和課堂答辯等形式，學(xué)生進(jìn)行耕讀文化與課程學(xué)習(xí)的有效融合。實(shí)驗(yàn)課也是結(jié)合農(nóng)業(yè)現(xiàn)實(shí)情況適當(dāng)給出需以圖像處理技術(shù)完成的問題，課程前半段帶領(lǐng)學(xué)生外出參觀，如圖2所示，引導(dǎo)學(xué)生利用獲取的先驗(yàn)知識提高解決問題的能力。從學(xué)生角度出發(fā)，工科專業(yè)學(xué)生是不愿教師在下課后對學(xué)生放任不管的，而是希望授課教師能夠與他們進(jìn)行溝通交流及提供一些學(xué)習(xí)上或者學(xué)習(xí)之外的鼓勵和指導(dǎo)，能夠有針對性地為學(xué)生指引一條道路，這種期待是超越課堂本身而延伸至課堂之外的，這也和工科專業(yè)本身的學(xué)科難度有很大關(guān)系。課程耕讀文化教學(xué)和實(shí)踐采用線上線下混合式教學(xué)模式，利用學(xué)習(xí)通平臺將課內(nèi)延伸至課外，提高了學(xué)生對老師的預(yù)期。

耕讀教育的實(shí)施使學(xué)生通過自學(xué)、互學(xué)或研討等多種方式展開學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識的同時(shí)，解決具體農(nóng)耕應(yīng)用問題，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，提升了他們發(fā)現(xiàn)問題、尋求解決方法的能力，也在潛移默化中，樹立了科技興農(nóng)和創(chuàng)新農(nóng)業(yè)的意識。

（三）? 數(shù)字圖像處理與耕讀教育融合的成果反饋和教學(xué)反思

耕讀文化建設(shè)，經(jīng)過兩個學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，在師生的共同努力下，取得了一些成效。

采用線上線下混合式教學(xué)模式，將耕讀教育由課內(nèi)延伸至課外，增加了融合的時(shí)空性和多樣性。

通過農(nóng)耕融合案例教學(xué)，學(xué)生對課程的理解和認(rèn)識更加深入，多樣的案例教學(xué)豐富了知識的講授，激發(fā)了學(xué)生“以讀助耕”的熱情，讓學(xué)生在“學(xué)與讀”之外深“耕”。

拓寬了學(xué)生的視野，新工科和新農(nóng)科交叉融合，使得學(xué)生了解了不同學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)和解決問題的思維方式，實(shí)踐水平、分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新性思維都有了很大提升。

引入案例驅(qū)動教學(xué)模式以后，考核方式也進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，逐步改變以往較為單一的靜態(tài)評價(jià)指標(biāo)，將資料搜集、文獻(xiàn)閱讀、隨堂練習(xí)、外出參觀感受、分組任務(wù)與上機(jī)實(shí)驗(yàn)等多個動態(tài)指標(biāo)引入到評價(jià)體系中。融入耕讀文化后，學(xué)生平時(shí)成績（百分制）考核評價(jià)方式也發(fā)生改變，其中作業(yè)（含實(shí)驗(yàn)實(shí)踐）占40%、課堂互動占15%、線上任務(wù)點(diǎn)占25%、章節(jié)測試占10%和分組任務(wù)（PBL）占10%。耕讀文化的融入引起了學(xué)生的好奇心，提高了學(xué)生自主探討和學(xué)習(xí)的興趣。通過對耕讀文化理解和傳承的探討，課堂氛圍也變得活躍了很多。分組任務(wù)，讓學(xué)生以PPT的形式答辯分享自己對耕讀的理解、搜尋具體的應(yīng)用案例，這種方式相比以往的直接灌輸，會讓學(xué)生的參與感更強(qiáng)，從而提高自主探索的熱情；同時(shí)團(tuán)隊(duì)合作的方式增加了同學(xué)們之間的交流，分享后，通過討論，同學(xué)們聽到不同的見解，打開自己的思維。許多同學(xué)在匯報(bào)中提到了作為當(dāng)代大學(xué)生如何用自己的能力來傳承耕讀文化，有的學(xué)生還提出作為農(nóng)業(yè)大學(xué)的學(xué)子，更應(yīng)該在畢業(yè)之后回鄉(xiāng)用自己的知識儲備助力地方農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

通過問卷調(diào)查，耕讀教改效果有明顯成效，同學(xué)們在課程學(xué)習(xí)之后對于圖像基本知識和技能、分析解決問題能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、工程實(shí)踐能力及自主學(xué)習(xí)能力等方面都有很大提升。在課程學(xué)習(xí)與耕讀文化結(jié)合方式上，學(xué)生對小組討論、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、外出參觀和觀看視頻這些方式的認(rèn)同度比較高。

三? 結(jié)束語

工科類專業(yè)課注重于工程應(yīng)用與實(shí)踐能力，單純通過課堂講授的方式很難達(dá)成教學(xué)目的，這就給涉農(nóng)高校工科類專業(yè)課程建設(shè)提出了新的考驗(yàn)，必須探索新的教學(xué)模式[11-13]。數(shù)字圖像處理課程通過教學(xué)改革將耕讀案例融入教學(xué)中，從挖掘耕讀元素到耕讀教學(xué)的案例設(shè)計(jì)與組織實(shí)施，能夠使學(xué)生更好地理解理論知識的實(shí)際運(yùn)用，產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)、鉆研興趣，以及課程后續(xù)與耕讀教育融合的成果反饋和教學(xué)反思也可以大大提升教學(xué)效果。課程結(jié)合章節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)不同耕讀教育融入方式，針對耕讀教育融合點(diǎn)采用線上+線下混合教學(xué)模式組織實(shí)施，改革了課程考核方式，取得了初步成效。

涉農(nóng)高校工科類專業(yè)課教師應(yīng)該及時(shí)了解和掌握農(nóng)業(yè)動態(tài)，密切關(guān)注黨和國家在“三農(nóng)”領(lǐng)域的百年成就和歷史經(jīng)驗(yàn)，積極主動建設(shè)課程思政，助力農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。同時(shí)，專業(yè)教師也要將自己所學(xué)內(nèi)容納入課程的耕讀教學(xué)環(huán)節(jié)，增進(jìn)與學(xué)生交流，努力培養(yǎng)出符合國家農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的卓越人才，積極落實(shí)“守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與農(nóng)耕文化同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”的要求[14-15]。

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基金項(xiàng)目：2021年江蘇省高等教育教改研究重點(diǎn)項(xiàng)目“慕課三維度立體化線上線下混合式教學(xué)的探索與實(shí)踐”（2021JSJG128）；2021年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)“課程思政”示范課程項(xiàng)目耕讀教育專項(xiàng)“南京農(nóng)業(yè)大學(xué)‘課程耕讀示范課程建設(shè)項(xiàng)目”（KCSZ2021099）；2021年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“基于學(xué)科交叉融合的自動化專業(yè)建設(shè)研究”（2021Y0759）

第一作者簡介：劉瓔瑛（1978-），女，漢族，山東臨沂人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。