陈彩蓉 ，孙玉文 ，吕成绪 ，胡 飞

（1.南京农业大学工学院，江苏 南京 210031；2.南京农业大学人工智能学院，江苏 南京 210031）

农业电气化专业是研究农村电力系统及其自动化技术、农村能源的科学利用、自动化和信息技术，用于农业和农村产业技术改造、发展农业信息高新技术开发研究的应用学科。我国农业电气化学科已有60 多年的发展历史，从早期农业机械院系的农业机械化专业开始，到目前农业工程一级学科，已经形成包含农业电气化与自动化学科在内的共4 个二级学科的完整体系[1-2]。目前开设农业电气化专业的高校有中国农业大学、南京农业大学等[3]。南京农业大学农业电气化专业创办于1956 年，是全国少数具有农业电气化博士点的专业，该专业培养掌握农学、电气化、自动化和经营管理学等基本理论，具备农村电力系统设计、电气设备开发与制造、电力系统自动化、计算机技术与应用、现代农业工程等方面的知识和相应专业实践技能的高级工程技术人才。随着近几年专业建设不断加强，南京农业大学农业电气化专业快速发展，在人才培养、课程建设、实验室及实习基地建设、师资队伍建设等方面取得了较好成绩，2020 年南京农业大学农业电气化专业获批国家级一流本科专业建设点。基于此，本研究通过分析农业高等院校农业电气化专业建设现状，探索了农业电气化品牌专业建设思路，以提高人才培养质量，向社会输送优秀的农业电气化专业人才。

1 农业电气化品牌专业建设现状

高校持续健康发展等关键问题与专业建设的水平、质量密切相关，专业建设要突出改革创新为先、质量效益第一的思想[4]。品牌专业是指专业特色鲜明、人才培养质量高、毕业生就业率高、社会声誉好的专业，品牌专业建设要适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求，找准本专业的办学定位，发挥专业优势，办出专业特色，推进专业建设、人才培养紧密结合国家经济社会发展需要，为农业类院校农业电气化专业建设起到示范和带动作用[5-6]。目前，农业高等院校农业电气化专业建设与人才培养领域依然存在一些问题：1）高等农业院校工科传统办学理念无法适应时代发展。农业电气化等专业紧紧围绕“农”字办学观念长期根植，学科发展处于从属地位，在资源分配中处于劣势，缺少长期科学的发展规划，传统的观念束缚了高等农业院校工科教育的发展。2）人才培养与用人单位特别是与企业联系不够紧密，缺少对学生进行严格的工程素质教育的环节。3）实践教学从属于理论教学，由于农业电气化专业的特点，部分课程的实验实践教学环节存在高电压、高风险、高成本、环境恶劣、周期长以及真实实验不具备或难以完成的、不可及或不可逆的操作等问题。缺少虚拟仿真实验平台，学生学习的积极性不高、学习效果不好，阻碍了学生应用能力的培养和创造性潜能的挖掘。

2 农业电气化品牌专业建设思路

农业电气化品牌专业建设是一项复杂的系统工程。农业电气化品牌专业建设必须从人才培养方案制订、课程体系优化、教学内容建设、教材建设、实验实习基地建设等方面入手，全面实施全方位多元化发展战略，努力提升品牌专业的核心竞争力。

2.1 制订农业电气化专业人才培养方案

品牌专业必须具有一流的人才培养方案[7]。结合专业认证，制订具有南京农业大学特色、适合社会需求与竞争需要的农业电气化专业人才培养方案。为使得培养的专业人才真正切合实际需求，可以修订相关专业课程教学大纲，制订具有学校特色、满足电气化相关领域企事业单位实际需求的人才培养方案。例如：以工程教育专业认证为契机，从提高工科专业人才培养规格、创新人才培养模式入手，加强教学实践环节，突出学生能力培养，确保本专业的教学内容适应社会对人才的要求；通过深入企业和科研院所等单位进行调研，了解用人单位对农业电气化专业学生的专业知识、综合素质等方面的要求；通过问卷调查、座谈会等形式了解本专业毕业学生的评价和建议；通过与农业电气化专业相关专家、企业工程专业人员座谈，以及到国内外相关高校调研等形式，邀请相关专家参与人才培养方案的制订。

2.2 优化课程体系

优化科学合理的课程体系，加强课程体系、教材资源建设。农业电气化专业原有课程体系和教学内容有待优化，在学生综合素质、创新能力培养等方面存在不足[8]，需要不断完善“厚基础、重实践、宽口径、有专长”的农业电气化教学体系，加强专业内涵建设，以培养出具有扎实的基础理论知识和较强的实践应用、创新思维能力的合格人才。为此，构建了“通识课程+专业课程+素质拓展课程”的课程体系，其中，专业课程又分为学科基础课、专业基础课、专业核心课、专业选修课和集中实践环节。新的课程体系增加了数学、物理等公共必修课程，增加了“电路理论”“电机学”“自动控制原理”等专业基础课以及“电力系统分析”“电力系统继电保护”“变电工程设计”等专业课程的学时；同时，在专业选修模块设置学术研究类课程组，凡申请参加研究生免试推荐的学生，须在本课程组内修满全部学分。

课程体系注重对学生工程素养的培养，设计了实习、课程设计和专业综合能力训练等集中实践教学环节，将学生的自主实践纳入培养计划，培养学生的实践能力和创新能力，为学生的自主学习和个性化培养提供空间[9]。专业基础和专业课程是专业教育的主体，课堂教学和实践教学是两个不可或缺的重要方面，理论教学的薄弱环节在于教学过程的考核和教学反思的缺失；实践教学的薄弱环节在于实践教学项目缺乏应用背景、创新性和设计性，难以起到学以致用的效果。教学过程的考核和反思离不开课程信息化建设和课程教学模式的改革，通过科研反哺教学，自主研发实践教学设备和开发实践教学项目是提升实践教学效果的有效途径。教材建设是科学融合课堂内外教学的载体，贯彻学校教学团队建设精神，开展全方位、立体化农业电气化课程群教学资源建设，建设内容同时涉及课程教学信息化建设、教材建设、实践教学项目建设和教学设备研发。推进重点教材建设，把教材建设列入课程建设计划，积极鼓励教师编写高质量、高水平教材[10-11]。对课程使用的教材进行审核，主要专业课程采用国家级规划教材或本领域优秀教材。

2.3 构建实践教学体系

基于强化学生创新创业训练的目标，采取创建“三梯层式”实验教学体系、构筑“四阶段递进式”竞赛技能实训体系等措施构建实践教学体系。“验证型、综合型、创新型”“三梯层式”实验教学体系如图1 所示。验证型实验是对学生基本技能、基本素质的培养。综合型实验重在培养学生的综合分析和解决实际问题的能力。创新型实验主要培养学生的创新思维、创新意识和创新实践能力。构筑“四阶段递进式”竞赛技能实训体系：第一阶段夯实基础学科理论知识与外文运用能力；第二阶段提高学生Altium Designer、CAD 等软件运用能力，使学生掌握电子线路设计、PCB 绘制等电类专业基本能力；第三阶段侧重学生创新意识培养与基础工程技能实训；第四阶段以智能车大赛、机器人大赛、智能装备大赛等综合应用技能实训为项目载体，实现实物创造，提高学生工程技术综合应用的创新实践能力。

图1 “验证型、综合型、创新型”“三梯层式”实验教学体系

2.4 加强虚拟仿真实验教学资源建设

由于农业电气化专业的特点，学生实验、实践教学等面临着高压输配电环境，带电操作危险性高，同时实验设备造价较高。因此，应以科学规划、创新发展、资源共享、提高效益为指导思想，综合“电力系统分析”“电力系统继电保护”“电机学”“电力系统自动化”“变电工程”“高电压技术”“电力电子技术”“新能源技术”等农业电气化专业核心课程进行虚拟仿真实验教学资源建设。例如：采用虚拟仿真技术，将一些因受场地、经费等因素限制在实体实验室中难以开设的实验、工程实践项目和学科前沿技术虚拟化，可以解决农业电气化专业课程教学过程中涉及的高电压、高危险、部分实验成本高、实验消耗大、实验周期长等问题。通过农业电气化综合虚拟仿真实验教学资源的建设，有利于促进实验教学和实践创新活动的开展，拓展实验教学内容的广度和深度、延伸实验教学的时间和空间，使学生将抽象的理论知识很好地与实践相结合，调动学生参与实验教学的积极性，激发学生的学习兴趣和潜能，提高学生的创新创造能力。

2.5 加强校内外实习基地建设

加强校内外实习基地建设，促进实验教学和实践创新活动的开展，提升人才培养质量。充分利用校内资源，依托电力系统、新能源、电力电子、微机原理、电机拖动等实验室，创建农业电气化与自动化学科综合训练中心，完成支撑农业电气化人才培养的实践平台构建[12-13]。在实践教学过程中坚持虚实结合，互为补充。通过以校外企业作为实习基地提供学生参观实习的机会，学生通过校外实习基地参观实习，建立对现场的感性认识[14]。进入虚拟仿真实验室进行电力系统运行仿真综合实验，虚实结合的教学模式可以有效提高学生对电力系统运行特点及控制过程等知识的掌握。加大校外实习基地建设力度，通过产学研结合、共建实验室和校地合作等形式，与和农业电气化专业相关的优质企业签订合作协议，建立战略发展联盟，拓展校外实训基地，为学生的培养提供更好的实验实训平台[15]。

3 结语

毋庸置疑，品牌专业建设是高校地位和办学水平的体现，也是提升专业知名度和竞争力的关键。品牌专业建设是一个综合性的系统工程，仍需要进一步加强品牌专业建设，提高人才培养质量，以向社会输送优秀的农业电气化专业人才。通过多年的品牌专业建设和积累，本研究就南京农业大学农业电气化专业在人才培养方案、课程体系、教学资源、实践平台建设等方面进行了有益的探索，并取得了一定的成绩。