李生泉 ， 李棟梁 ， 李彥彬

（1.蘭州現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院理工分院，甘肅 蘭州 730300；2.洛陽理工學(xué)院技術(shù)轉(zhuǎn)移中心，河南 洛陽 471023）

隨著國家“職教二十條”的提出，職業(yè)院校學(xué)生職業(yè)核心能力的培養(yǎng)對“1+X”制度的實施有重要作用[1]，課題組在借鑒國內(nèi)職業(yè)核心能力研究方面童山東、李懷康等學(xué)者的研究基礎(chǔ)上提出了“交流溝通與合作能力、自我認(rèn)識與提高能力、信息處理與應(yīng)用能力、問題分析與解決能力、組織規(guī)劃與協(xié)調(diào)能力、歸納總結(jié)與創(chuàng)新能力”六大能力[2-3]。當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代背景下，信息處理與應(yīng)用能力、問題分析與解決能力、歸納總結(jié)與創(chuàng)新能力對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的提高作用很大，而智能制造專業(yè)對學(xué)生這三方面的能力要求更高，特別是在依據(jù)大量的設(shè)計、制造標(biāo)準(zhǔn)開展的產(chǎn)品開發(fā)和制造工作中不能缺乏這三方面的能力。本文以“基于‘精細(xì)農(nóng)業(yè)’的智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)前期輸入量從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的梳理歸納”實際拓展課程訓(xùn)練為例，采用信息處理與應(yīng)用的一般步驟，歸納了智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)所涉及的輸入?yún)?shù)，分析了各輸入?yún)?shù)特點及檢測特性，為學(xué)生這幾方面能力的培養(yǎng)提供了參考。

1 智慧農(nóng)機(jī)

20世紀(jì)80年代起，隨著“精細(xì)農(nóng)業(yè)”（Precision Agriculture/Farming）在發(fā)達(dá)國家的提出而產(chǎn)生，從圖1“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系示意圖[4]可以發(fā)現(xiàn)，智慧農(nóng)機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)在了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的各個階段，在整個“土壤潛力評估—作物管理處方制定—調(diào)控方案實施—結(jié)果—評估—決策支持”的循環(huán)農(nóng)藝過程中出現(xiàn)了GPS數(shù)據(jù)收集、計算機(jī)分析決策等典型的智能過程[5]?；凇熬?xì)農(nóng)業(yè)”的智慧農(nóng)機(jī)在整個“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系中既承擔(dān)數(shù)據(jù)收集又承擔(dān)命令實施的角色，在智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)前期確定各種農(nóng)機(jī)在“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系中的輸入量是“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的必然要求。

圖1 “精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系示意圖

2 信息處理與應(yīng)用實例

2.1 智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)所涉及的輸入?yún)?shù)

信息處理與應(yīng)用要從具體工作出發(fā)，分析大數(shù)據(jù)信息對工作的具體影響，甄別信息、分類信息、歸納信息、處理信息、應(yīng)用信息，課題要求學(xué)生在智慧農(nóng)機(jī)的開發(fā)案例中，根據(jù)農(nóng)藝需要分析智慧農(nóng)機(jī)所涉及的參數(shù)包含氣象條件、土壤條件、植被條件、作物特性、種子特性、肥料特性六個方面的信息，完成信息的整理與分析。表1是教師根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)試驗條件歸納的合適、全面的智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)輸入?yún)?shù)列表，在實際拓展課題的設(shè)計中學(xué)生要根據(jù)老師提供的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)試驗條件自己歸納該表，教師根據(jù)學(xué)生歸納的表格進(jìn)行評價與指導(dǎo)，在進(jìn)行專業(yè)知識講授的同時培養(yǎng)學(xué)生的信息處理與應(yīng)用能力、問題分析與解決能力、歸納總結(jié)與創(chuàng)新能力。

從表1可以發(fā)現(xiàn)，智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)時考慮的輸入量比較多，參數(shù)特性各不相同，各種參數(shù)的檢測方式和要求也不同。所以，為了加強(qiáng)學(xué)生對輸入?yún)?shù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、創(chuàng)新能力，學(xué)生在自己完成表1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成表2所示的智慧農(nóng)機(jī)輸入?yún)?shù)特點及檢測特性表格。

表1 智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)所涉及的輸入?yún)?shù)[5-6]

2.2 智慧農(nóng)機(jī)各輸入?yún)?shù)特點及檢測特性

信息分析的目的是應(yīng)用，在具體應(yīng)用時要根據(jù)工作需求進(jìn)行分析。比如在智慧農(nóng)機(jī)的設(shè)計中，為了便于各輸入?yún)?shù)的收集、傳遞及計算，應(yīng)根據(jù)目前信號處理水平、傳感器技術(shù)等，分析各參數(shù)的類型、單位、檢測方式和可識別特性，要求學(xué)生完成表2所示的智慧農(nóng)機(jī)輸入?yún)?shù)特點及檢測特性，進(jìn)一步鞏固專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)、分析總結(jié)能力。

表2 智慧農(nóng)機(jī)輸入?yún)?shù)特點及檢測特性[5-6]

2.3 已獲取信息的深層挖掘及分析

從教師完成的表2可以發(fā)現(xiàn)，輸入?yún)?shù)的性質(zhì)決定了信息收集與處理的難度，特別是定性參數(shù)的可識別特性較多，造成了結(jié)論的衡量和確定難度增加。這些依賴于農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)一定程度上制約了智慧農(nóng)機(jī)的發(fā)展，比如在雜草識別、種子篩選、成熟度判斷等農(nóng)機(jī)研發(fā)關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，圖像識別、信息判斷、方案決策等必須要建立在可靠的基礎(chǔ)輸入數(shù)據(jù)上?！皣廪r(nóng)業(yè)信息化正朝集成化、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、實用化和普及化方向發(fā)展，在‘互聯(lián)網(wǎng)+’現(xiàn)代農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域上，農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)航空和農(nóng)業(yè)機(jī)器人將成為重點”[7]。同樣在課題設(shè)計中，應(yīng)增加一些拓展性問題以拓展學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和能力素養(yǎng)，比如：作為一名智能控制專業(yè)的學(xué)生，在智慧農(nóng)機(jī)前期輸入?yún)?shù)的獲取上來看，分析“智慧農(nóng)機(jī)”才能進(jìn)階為“智能農(nóng)機(jī)”中傳感器技術(shù)的地位及其發(fā)展方向。（參考答案：根據(jù)輸入?yún)?shù)的觀測特性，開展傳感器領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)的研究，開發(fā)各輸入?yún)?shù)對應(yīng)的農(nóng)業(yè)傳感器是研發(fā)智慧農(nóng)機(jī)的關(guān)鍵。在傳感器的研究中，應(yīng)充分考慮農(nóng)機(jī)“作業(yè)對象的嬌柔性和不確定性、作業(yè)環(huán)境的非結(jié)構(gòu)性、作業(yè)動作的復(fù)雜性、操作對象和價格的特殊性、系統(tǒng)的開放性”[8]，“智慧農(nóng)機(jī)”才能進(jìn)階為“智能農(nóng)機(jī)”[9]。）

3 教學(xué)評價與教學(xué)方法

在近年智能控制專業(yè)的實際課堂訓(xùn)練中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在兩個表格的完成中還存在一些問題，比如表1中學(xué)生對農(nóng)藝指標(biāo)具體參數(shù)的整理不規(guī)范、不全面，對涉及機(jī)械的羅列不全面；表2中學(xué)生對參數(shù)代表的甄選不嚴(yán)謹(jǐn)，參數(shù)的單一性和復(fù)合性確定不正確，檢測傳感器的選擇上不清楚，可識別特性的辨別上不全面。造成這些問題的原因除了學(xué)生對專業(yè)知識的理解掌握不夠深刻外，對標(biāo)準(zhǔn)的解讀理解不深入是關(guān)鍵原因，對標(biāo)準(zhǔn)的解讀理解即為學(xué)生自身職業(yè)核心能力中“信息處理與應(yīng)用能力、歸納總結(jié)與創(chuàng)新能力”的直接體現(xiàn)。所以，在對學(xué)生完成課題的評價中，教師應(yīng)就學(xué)生課堂訓(xùn)練問題明確主要原因，強(qiáng)調(diào)職業(yè)核心能力對就業(yè)、實際工作崗位的重要性；在對學(xué)生課題的指導(dǎo)訓(xùn)練中應(yīng)根據(jù)本課題設(shè)計信息量大、標(biāo)準(zhǔn)解讀難度大、參數(shù)特性分析難度大的特點選取合適的教學(xué)方法，比如在標(biāo)準(zhǔn)中參數(shù)的整理上，可以采用能在最短的時間里獲得最多的思想和觀點的頭腦風(fēng)暴教學(xué)法，在農(nóng)機(jī)輸入?yún)?shù)特點的分析上可以采用學(xué)生直接動手、變革認(rèn)識對象、進(jìn)行實驗分析的實驗法。

4 結(jié)語

學(xué)生職業(yè)核心能力的提高對學(xué)生就業(yè)、工作有重要作用，對化解社會就業(yè)矛盾、提高學(xué)校辦學(xué)質(zhì)量有深刻意義。通過“基于‘精細(xì)農(nóng)業(yè)’的智慧農(nóng)機(jī)研發(fā)前期輸入量從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的梳理歸納”實際拓展課程訓(xùn)練的實施，在專業(yè)教學(xué)中有效滲透對學(xué)生職業(yè)核心能力的培養(yǎng)，是“三教”改革下教學(xué)模式的大膽嘗試，希望對學(xué)生能力的培養(yǎng)起到拋磚引玉的作用。