贝博BB娱乐平台:塔里木大学:跨学科融合研究
日期:2026-01-01 01:30:46   来源:贝博BB娱乐平台
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  当前,在物联网工程专业与智慧农业学科交叉融合人才教育培训方面,存在培养目标与行业需求匹配不足、课程教学体系不完善、教学资源匮乏及师资队伍不完善等问题。对此,塔里木大学信息工程学院的曾德斌、施明登、韩清华、陈文绪、郑良芳在2025年第11期《电气技术》上撰文,教学团队以工程教育专业认证的“学生中心”理念为指引,立足新工科建设背景,提出以赋能应用能力为目标, 以智慧农业交叉融合为路径, 以多方协同育人机制为支撑,构建“产出导向”人才教育培训体系。

  明确“物联网+智慧农业”复合型创新人才培养目标,增强教育针对性与实效性。设计“三个基础、二个要求、 一个核心”课程教学体系, 夯实专业基础,强化实践与创新。组建“三融合”教学团队,整合跨学科师资。搭建协同创新平台,促进产学研用融合,加速成果转化。

  以上系列举措已见短期成效,提升了学生创造新兴事物的能力,可为新工科人才教育培训提供经验参考。

  2021 年,吴岩提出, 以“融合发展”推动农林高校改革,使“新工科”主动与“新农科”交叉融合,开辟新领域,形成新变化。传统高度专业化、技术化的高等农林人才教育培训方式已难以满足新时代需求,而以学生为中心 、强调多学科交叉融合、促进学生全面发展的高等农林人才教育培训模式的重要性日益凸显 。智慧农业对推动新农科建设具备极其重大意义,展现了信息学科与农学学科的深度融合。

  在新农科建设背景下,如何运用现代信息技术改造并提升传统农业成为一个核心研究课题。为了加速农业农村现代化进程,如何融合物联网工程、智慧农业等多学科知识,构建适应新时代的智慧农业人才教育培训模式, 是农科专业人才教育培训所面临并亟须解决的关键问题。

  面对社会需求主体的多元化新形势,高等教育培养跨学科、复合型的高质量人才显得很重要。物联网工程与智慧农业跨学科融合教育改革,是我国农业现代化建设的重要举措,通过改革,可以培养更多具有创新精神和实践能力的复合型人才,推动我们国家农业现代化建设。

  本文深入分析当前物联网工程专业与智慧农业多学科交叉融合建设中存在的问题与不足,并为此提出智慧农业与物联网融合建设的新理念。通过构建“以产出为导向的人才教育培训体系 ”、“三个基础、二个要求、一个核心”课程教学体系、“三融合”教学团队、协同创新平台等多模块、多环节联动,打造“物联网+智慧农业”工程实践教学新体系,旨在培养具有物联网核心能力且满足行业需求的卓越工程技术人才,助力新疆智慧农业产业高质量发展, 以期为“新工科”专业建设提供有益参考。

  在新工科背景下,物联网工程与智慧农业作为新疆十大集群产业的关键专业,正处于起步与发展阶段。然而,在复合型人才教育培训过程中, 存在诸多挑战。

  首先,跨学科课程教学体系尚不健全,两专业在不同高校,归属不一,课程设置缺乏统一标准,交叉融合不够深入,特色不足,甚至会出现“因人设课”等问题, 影响学生知识结构的全面性。其次,实践教学资源匮乏,学生难以接触真实案例和项目,停留在理论层面,缺乏实践锻炼,难以满足产业需求。最后, 师资力量薄弱,跨学科教师稀缺, 多数教师源自传统工科专业,知识结构单一,难以应对新工科建设的新挑战, 制约了学科新方向、新视角、新方法的探索与发展。

  构建“以产出为导向的人才教育培训体系”,是提升物联网专业和智慧农业专业学生创新实践能力, 以符合新时代人才成长需要和兵团新时代农业经济发展需求的关键举措。为此,采用“三对接”策略,设计以产出为导向的人才教育培训体系如图 1 所示。

  该体系围绕 3 个核心要素展开:明确的专业培养目标、具体的毕业要求及严格的专业培养标准。在实施过程中,确保专业培养目标与兵团行业的实际的需求紧密契合,让学生的学习方向与市场导向保持一致。课程设置上, 严格对照毕业要求,确保学生所学知识与技能能够很好的满足未来职业发展的需求。同时,还注重培养规范与行业标准相衔接, 使学生在校期间能接触到行业最前沿的规范和技术。通过“三对接”策略的实施,构建一个既符合时代要求,又贴近行业实际的以产出为导向的人才教育培训体系,为新时代农业经济的发展输送更多具有创新实践能力的高素质人才。

  由于塔里木大学位于新疆阿拉尔市,地处南疆,行业主要以农业为主,农学为塔里木大学优势学科、特色学科,这为物联网工程与智慧农业的跨学科融合提供了有利条件。

  除此之外,团队积极利用对口支援政策优势及“慕课西部行动计划”,通过每年与中国农业大学、吉林大学及西北农林科技大学等对口支援高校,开展形式多样的交流活动和专题讲座,紧跟物联网工程专业发展的新趋势, 以及产业和行业对人才需求的最新动态。

  结合国家新产业高质量发展战略和学校特色专业的明确定位, 精准对接兵团行业对物联网工程人才的特定需求, 明确毕业生在知识、能力、素养等方面的具体要求,并据此制定既符合时代发展方向,又贴近兵团实际需求的物联网工程专业人才培养目标,为培养高素质、应用型的物联网工程人才奠定基础。

  为了培养物联网工程与智慧农业相结合的新型物联网交叉复合人才,团队精心设计“三个基础、二个要求、一个核心”的课程体系,如图 2 所示。这一课程体系既夯实了学生的专业基础,又明确了培养的方向和重点。通过完善的课程设置,确保学生能够全面掌握物联网技术和智慧农业的相关知识, 同时满足行业对人才在技能和素养方面的双重要求。这一课程体系的建立, 为培养具有创新精神和实践能力的“物联网+智慧农业”复合型人才提供了支撑。

  智慧农业知识基础, 包括让学生学习农业信息技术、精准农业技术、农业环境监测等核心课程知识,通过系统的教学安排,使学生掌握农业传感器部署、作物生长模型、农田大数据分析等专业知识,支撑学生对农业场景的深度理解。扎实的农学基础,为后续专业课程的学习奠定坚实基础。智慧农业作为物联网技术在农业领域的重要应用,其知识体系的完善有助于学生理解跨学科融合的精髓。扎实的物联网知识基础是确保学生掌握物联网核心技术和原理的关键。

  同时,还注重培养学生具备基本的农业物联网知识基础,使其能了解物联网技术在农业中的实际应用。智慧农业作为一个独立且重要的教学模块,通过精心计划和安排来培养学生解决交叉领域专业实际问题的素养和能力。

  物联网知识基础,包括学习传感器技术、无线通信原理、嵌入式系统设计等物联网专业课程, 使学生聚焦低功耗传感节点设计、远距离无线电(long range radio, LoRa)/窄带物联网(narrow band Internet of Things, NB-IoT)协议栈开发、边缘计算架构。物联网工程专业作为多学科交叉应用广泛的领域, 其知识基础扎实与否至关重要。在智慧农业中,传感器、检验仪器等专业设备仪器发挥着举足轻重的作用。

  为了紧跟“物联网+智慧农业”的发展趋势,教学团队不仅注重学生的物联网知识基础,还特别关注新型传感器设备的开发与应用。这些新型设备的诞生,往往源自各领域的突破与创新,为专业课程体系注入了新的活力, 也为培养具备跨学科融合能力的新型“物联网+智慧农业”复合型人才提供了有力支撑。

  基本农业物联网知识基础,包括农业物联网系统集成、农业数据处理与分析、智能农机控制等核心课程,结合新疆棉花种植场景,教授农田无线组网、多源数据融合及农机自动化控制技术。塔里木大学物联网工程+智慧农业专业的学习得益于跨学科交叉融合的研究基础、专业的物联网师资队伍及完备的实验条件, 为学生提供了优越的学习环境。物联网+智慧农业工程专业的学生需要具备全面的知识体系,其中包括农业信息数据的采集技术、传输机制及应用实践等基础知识。掌握这些知识有助于学生成为具备创新能力和实践经验的复合型人才。

  二个要求即物联网工程专业对学生的专业能力及应用水平提出高要求。专业课程体系中,无线传感器网络、物联网控制技术原理与实训, 以及人机交互等核心课程,均建立在较高的物联网能力基础之上。

  鉴于物联网课程门类繁多,根据专业实际需求,对课程进行精心优选,确保重点内容突出, 使物联网应用能力的培养成为学生学习过程中的一条主线,贯穿始终。在专业素养培养方面,注重全面提升学生的专业技能,同时不忽视专业伦理道德、专业规范及专业价值观的培养。

  为了打破传统分开学习模式,将专业素养的培育融入专业课教学中,确保学生在课堂学习、课外创新活动,以及见习、实习等各个环节,均能接受专业素养的熏陶和锻炼。这种全方位、多层次的培养方式,旨在为学生打造坚实的专业基础,助力其在物联网领域取得长足发展。

  一个核心指专业课程核心模块。专业课程核心模块是物联网工程+智慧农业专业课程结构的主干与灵魂,是开展专业教育的基石,集中彰显了该专业的独特魅力与核心特征。在设计这一核心模块时,紧密围绕国家新产业发展的策略,深入洞察行业发展的实际的需求,同时充分考虑“物联网+智慧农业”领域的演变趋势及实际情况。

  充分发挥院校在学科研究、师资力量等方面的优势,确保专业核心课程的设计既贴合专业特色,又紧跟学科前沿发展步伐。通过精心构思与科学规划,力求使每一门核心课程都能成为培养目标的坚实支撑,为学生在“物联网+智慧农业”领域深耕细作、创新发展提供有力的知识保障与能力支撑。

  为构建高效的“三融合”教学团队,充分利用学校开设智慧农业和物联网工程等多学科专业的优势资源,积极寻求与校外顶尖机构的合作机会。与深圳航天科技创新研究院的深度产学研合作,是落实这一战略的重要举措。组建以物联网专任教师为核心、智慧农业教师为辅助的教学团队, 既体现专业特色,又实现资源的优化配置。在与校外企业的紧密合作中, 共同设计教学任务,打造一支既懂理论又善实践的专业教学团队。物联网专任教师与智慧农业教师共同开展教学活动,实现知识的跨界融合与传授。

  通过学产研深度融合、跨学科交叉融合的推进,以及专业教育与创新创业的有机结合,探索出一种全新的人才教育培训模式。这种模式不仅可提升校内专业教师的科研水平和工程教学能力, 更能为创新人才的培养提供广阔的舞台。这种“三融合”的教学团队和全新的人才培养模式,有助于推动“物联网+智慧农业”领域的教学创新与人才发展。

  物联网工程+ 智慧农业的跨学科交叉融合培养模式在塔里木大学信息工程学院物联网工程专业进行实践,学生的实践能力、创新能力得到了显著提升。物联网工程专业每届毕业生大约 80 人,近几年学生的就业率达 100%,大部分学生选择在南疆就业。近 2 年,物联网专业建设和改革取得一定成效,教师部分成果见表 1,学生部分成果见表 2。学生参加学科竞赛获省部级奖项 100 余项,国家级 20 余项。

  物联网专业学生与农学院、园林学院、水利水建学院等组成跨学院、跨学科团队,完成作品获国家级、校级大创项目 60 余项/年。

  依托塔里木绿洲农业教育部重点实验室及智慧农业研究院等科研平台, 与深圳航天科技创新研究院合作创建农业物联网创新实验室及农业物联网创新社团,与智慧农业专任教师、航天科技院成立“三融合”的指导教师团队, 每周三定期开展各种创新创业活动,积极引导学生,形成产、学、研、赛、创相结合的工程体系,多维度培育学生的工程实践创新能力。

  近 2 年,物联网专业课教师勇于探索,积极开展课程教学创新,取得了显著成效。物联网专业现为新疆省级一流专业,并且组建了物联网教学团队、课程思政教学团队;在各项教学评比中收获颇丰,立项各类教学改革项目 8 项,课程思政示范课程 6项,教育部协同育人 10 项,获得各类教学比赛荣誉10 余项。

  学科交叉融合是当前时代演进 的一个显著趋势,对推动科学进步和创新, 以及培养复合型、创新型人才具有重要意义, 因此在高等教育领域受到广泛关注。本文针对智慧农业与物联网工程专业人才教育培训过程中存在的问题,结合新工科、新农科的产业需求,以赋能应用能力培养为核心目标,以学科交叉融合为切入点,构建并实践了物联网工程复合型创新人才教育培训模式, 短期内已取得一定成效,可为新工科建设的专业人才培养提供参考。

  本工作成果发表在2025年第11期《电气技术》,论文标题为“跨学科融合研究——以“物联网+智慧农业”为例”。本课题得到2023 年教育部产学合作协同育人项目、塔里木大学课程思政教学示范课程、塔里木大学高等教育教学改革研究项目、塔里木大学校级教学团队“物联网工程专业教学团队 ”、兵团一流本科专业“物联网工程 ”、塔里木大学一流本科课程-RFID 与智能卡技术的支持。

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