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数智赋能、产教融合,助力烟草产业新质生产力人才培养

续勇波 刘雅婷 王戈
  
大鑫媒体号
2025年4期
云南农业大学烟草学院 云南昆明 650201

摘要:本文阐述了在“智慧烟草现代产业学院”建设背景下,《烟叶复烤工艺与设备》课程针对教学痛点所采取的教学创新举措及取得的成效。通过打造多种教学资源库、构建思政案例库与学术共同体、创新教学模式以及完善评价体系等措施,实现了知识传授、价值塑造与能力培养的有机结合,提升了课程教学质量,推动了课程内涵建设,为烟草产业培养了高素质人才。同时着重强调了如何利用知识图谱等数智技术进行教学创新,以培养适应新质生产力发展需求的高素质人才,并阐述了知识图谱等数智技术在教学模式构建、资源整合、评价体系完善等方面的重要作用以及对教学质量和人才培养效果的提升。

关键词:知识图谱;课程改革;产学研融合;课程数智化

一、引言

复烤是烟叶工业加工的起点,是将烟叶从农产品转变为工业生产原料的一个整理和准备性的加工过程,在烟草生产加工链条中占据重要地位,是一个承上启下、必不可少的重要环节。《烟叶复烤工艺与设备》作为烟草国家一流专业核心必修课程,主要任务是为烟草工业加工领域培养德才兼备高素质专业人才。随着科技的飞速发展以及新质生产力对人才素质要求的提高,传统教学面临诸多挑战。在此背景下,课程依托“产学研”平台和资源展开了一系列教学创新改革,其中知识图谱等数智技术的应用成为关键环节[1]。

二、课程概况及课程建设背景

本课程是国家级一流专业烟草专业的核心必修专业课,共计3学分、48个课内学时。课程秉承“科教兴烟,人才为本”教育方略,以OBE为导向,以学生发展为中心,秉持立德树人的理念,旨在为烟草行业培育德才兼备的高素质专业人才,践行高等教育“为党育人、为国育才”的初心和使命。

云南农业大学烟草学院和云南省烟草专卖局(公司)全面战略合作建设云南省“智慧烟草现代产业学院”,在此背景下,烟草专业课程借助云南省得天独厚的烟草资源禀赋和烟草产业在区域经济发展中的支柱地位,紧跟云南省委省政府重塑烟草辉煌战略部署,坚持面向产业建设专业和课程,依托全球最大的优质烤烟产区、世界一流卷烟生产基地、云南省双支柱产业的优势,将本课程建设打造为校企深度合作的重要平台和产学研紧密结合的黄金纽带,为烟草产业新质生产力人才培养赋能。

本课程自2000年开设以来,已累计为30余个班次的学生开课。经历二十多年的努力,课程已取得多项建设成果,先后获批校第一批一类课程、校一流本科课程、校课程思政教改项目依托课程、校本科教育教学改革项目依托课程,基于“智慧树”在线课程平台已经建成课程知识图谱并投入使用。

三、教学痛点难点及解决思路

明确的课程目标和合理的课程设置是适应新质生产力发展需求的基础[2]。基于课程定位和教学目标,结合学情分析、课程现有资源、产业发展现状及用人企业反馈,对课堂教学存在的痛难点及解决思路进行了深入剖析。

(一)课堂教学内容与企业实际结合不紧,如何引入企业一线资源

随着烟叶复烤企业生产逐步向智能化、智慧化、数字化转型升级,现有的教学资源及传统的教学内容与实际生产逐渐脱节;因此,亟需融入信息学、物联网等新农科元素。如何将生产一线中的新技术、新设备、新工艺和智慧化转型升级建设成果等优质产业资源引入课堂,是解决课堂教学与企业实际脱节的关键。知识图谱等数智技术有助于整合企业实际生产案例和技术资源,从而加强教学与实践的联系[3]。

(二)学生就业心理期盼与企业需求匹配不足,如何引入优秀企业文化要素

大多数学生就业心理期盼是能到大城市工作,工资待遇高的同时工作条件舒适、工作轻松。然而烟草工商企业的基层单位大多分布在偏远地区,特别是复烤厂大多位于偏远小城,工作环境粉尘、噪音污染大、工作三班倒。烟叶复烤企业要求生产一线人员能够扎根基层,具备吃苦耐劳的精神和敬业奉献、精益求精的职业素养。作为为复烤企业输送高素质人才的专业,如何在直接对口的专业课程课堂教学中引入烟草企业优秀文化和价值观,通过课程思政培养学生的烟草专业情怀尤为重要。数智技术可用于传播企业文化,增强学生对企业的了解和认同感[4]。

(三)基本技能与高阶思维衔接不够,如何引入科技前沿内容

本课程实践性较强,通过课堂教学学生容易掌握基本技能;但通过学情分析发现,学生对大多数理论知识存在认知表面化、泛化的问题,高阶专业思维能力难以提升。因此,让教学与科技前沿结合,学习与研究贯通,培养、练就学生创新意识与能力,是解决基本技能与高阶思维脱节的首要任务。

课程以烟叶打叶复烤加工工艺流程及相关设备为主线,围绕烟叶打叶复烤基础理论知识、工艺流程、加工原理、设备结构和工作原理、以及复烤烟叶成品质量检验等内容的教学,培养学生掌握烟叶复烤加工理论和技能。通过引入复烤行业最新科技及行业发展动态等前沿进展的内容,融入数字化、自动化、智能化、信息化等“新农科”元素,拓宽学生视野、提升跨学科交叉融合的能力。

基于以上痛难点,课程改革以问题为导向,以“产学研”平台为支撑,引入企业一线教学资源,构建教学资源库;引入烟草行业共同价值观,构建企业文化建设思政案例库;引入科技前沿内容,构建校内外师生学术共同体;将知识传授与价值塑造、能力培养有机结合,达成“三位一体”教学目标,且在此过程中充分利用知识图谱等数智技术优化教学。

本课程依托产学研平台,培养烟草工业加工领域高素质人才,为“重塑烟草全产业链辉煌”提供人才保障和智力支撑。

四、创新教学改革的主要举措

(一)打造企业一线教学资源库,联系课堂教学与企业生产实际

围绕“课堂教学与企业实际结合不紧”、“基本技能与高阶思维衔接不够”问题,课程依托现有“产学研”平台和资源,对生产一线教学资源库进行重构,形成课堂教学与生产实际结合、科研资源与教学资源共享的教学体系。课程改革从教学知识点的解构和梳理开始,将烟叶加工企业中的新工艺、新技术、新设备等内容融入知识点中,将理论小课堂与实践大课堂有机融合,形成了兼具时效性、实践性和高阶性的企业一线教学资源库。通过生产一线教学资源库的打造,引进行业导师,校企协同育人,走出了传统课堂教学模式,实现了产教融合和新农科元素的交叉融合,使课堂教学与生产实际紧密联系,并提升了学生的高阶思维能力。其中,知识图谱可对企业一线教学资源进行分类、关联和整合,便于学生快速查找和学习相关知识[6]。

学生通过知识图谱可以全面了解传感器技术在烟叶复烤中监测烟叶湿度、温度等参数方面的应用,以及如何依据传感器反馈的数据对设备进行调整和优化,实现从理论到实践的有效衔接。

(二)打造生产一线视频动画图片资源库,增强教学效果鲜活性

针对学生缺乏工业加工的实践机会、缺少感性认识,对工艺流程陌生、感到专业知识抽象生疏、难理解的问题,课程组深入工厂一线,搜集大量视频、图片、动画演示等资料,丰富了教学内容,帮助学生理解掌握抽象生疏的烟草复烤工艺流程。通过拍摄和录制烟叶复烤加工关键流程和工序的视频资料,以供直观感性认知教学使用,增强学生工业加工参与度和认识度。通过增加大量图片、示意图和视频动画资料等,增强了教学效果的鲜活性、直观性、生动性、趣味性和形象化、具体化,实现真实性、情景化、沉浸式教学体验。此外,利用现代智慧教学辅助工具积极开发打叶复烤虚拟仿真实习实践软件。同时,利用知识图谱整合这些多媒体资源,使其与教学知识点更好地匹配,提高资源利用效率。

(三)打造课程思政案例库,培养烟草专业情怀

课程教学内容中蕴含丰富而深刻的思政教育元素,我们在兼顾课程内容的理论性、学术性、前沿性和实践性的同时,从政治认同、家国情怀、文化自信、科学精神、法治意识和职业素养六个维度深刻挖掘课程教学内容蕴含的思政元素,汲取烟草全产业链高质量发展所蕴含的深厚文化底蕴和精神内涵,科学设计实现路径,着力强化思想政治教育的内涵和方向。

在深刻挖掘思政元素的基础上,构建了多元化思政元素融入方式和实施路径,实现价值引领。如采用“点对点”方式、“专题”方式、画龙点睛式、专题嵌入式、案例穿插式、隐性渗透式、讨论辨析式等,多种方式的运用使思政教学活动丰富多彩,提高学生认同感。通过在期末闭卷考试中增加课程思政考核主观题,建立含课程思政教学效果的考核评价体系,实现课程思政育人效果的量化评价。

(四)构建校企师生学术共同体,彰显两性一度

通过烟草企业导师进课堂、与保山复烤厂联合共建“烟叶原料复烤加工研究联合创新工作室”、与昭通烟草公司合作共建“烟草虚拟教研室”等方式,构建以学生为主体、教师为主导的校企师生学术共同体,实现校企合作、产教融合、协同育人,提升学生高阶专业思维能力。以团队教师的科研课题、研究论文等作为教学案例素材,锻炼学生分析问题、解决问题的能力。在此过程中,引导学生深度调研发现生产实际中的问题,鼓励学生理论与实践密切结合、参与工艺探索和创新,提升学以致用解决问题的成就感,调动学习积极性。学生的综合素质得到提升,转化为具体行动,积极申报创新项目、参与科技竞赛、发表学术论文,实现知行合一;最终彰显课程的“创新性、高阶性和挑战度”。

(五)构建基于“知识图谱+产学研深度融合”的课程教学模式,助力课程数智化转型

课程通过“三库一体”的打造,构建了可应用、可复制、可推广的“问题导向+任务驱动式教学模式”,以此为改革载体,助力课程数智化转型。基于“智慧树”在线课程平台建成的《烟叶复烤工艺与设备》课程知识图谱,为学生提供丰富的数字化教学资源,助力课前预习、课后复习和课外拓展等自主学习。利用“雨课堂”等现代信息技术,教师课前推送任务,课中互动教学,课后巩固拓展,建立闭环持续改进机制。例如,教师课前推送预习作业、自学内容和思考题,要求学生完成文献查阅和PPT制作任务,带着思考和有准备的头脑进入线下课堂教学。课堂上教师对课前布置的自学任务通过发布检测题,检验预习和自学效果。学生代表就课前布置的任务完成情况做ppt展示和阐述,例如,布置工艺发展动态、技改前沿案例查阅任务并做PPT交流汇报。课中教师以问题引导、任务驱动、投票、课堂讨论、案例分析等互动教学方式,精讲重难点。课后教师“雨课堂”推送课后练习,学生于规定时间内完成并提交,对课程知识点以及教学重难点进行复习巩固和拓展;学生完成小组需协作完成的任务,预习下次课内容。

知识图谱为教学模式改革提供了丰富的知识资源基础,教师可根据知识图谱的结构和内容设计教学活动[7]。知识图谱可提供讨论要点的相关知识拓展,如不同地区烟叶质量差异对质量控制的影响。课后,教师布置作业要求学生根据所学知识和讨论结果,撰写一篇关于烟叶复烤质量控制的报告,并要求学生预习下一章内容。利用知识图谱可整合教学过程中的各个环节知识,包括课前预习资料、课中讨论要点以及课后作业要求等,方便学生复习和总结,帮助学生更好地掌握知识,提高学习效果。

(六)结合过程性与终结性评价,实现持续改进

建立“多元评价主体、多维评价角度”的课程考核评价方式,学生实时评价、教师实时教学反思,双向互动、持续改进。过程性评价借助雨课堂智慧教学平台作为课堂观察记录工具,对学生的出勤率、课堂表现、作业与测试等平时表现进行痕迹化管理并赋予分值;采用数字化手段描述学生的课堂行为,实现教学评价可视化。课程成绩由教师构建评价标准,通过学生自评+小组互评+教师评价的多评价主体,线上-线下、课前-课中-课后、过程性-终结性评价相结合的方式,实现多种评价主体和评价阶段的综合评定。课程考试结束后,课程组专门组织教师对课程讲授过程及试卷中反映出来的情况和问题加以研究,对学习效果进行分析与评价,结合学生评教、督导评课、同行评课,建立“评价-反馈-改进”闭环式持续改进机制,实现以评促学、以评促改的教育评价指挥棒功能。

五、创新成果的应用推广成效

(一)创新课堂成为师生共同成长和进步的舞台

通过教学改革,学生综合素养得到提升,主要表现在本科生近年来发表论文和授权专利数量增多、主持大学生创新项目、参与学科竞赛的积极性增加等方面。同时课程教学为烟草产业培养了合格的人才队伍,毕业生面向全国17个省区就业,其中为云南省烟草工商企业输送了70%以上的专业技术和管理人才,专业人才培养质量在中国科学评价研究中心组织的烟草专业社会评价排行榜中连续10年位居前列。课程建设为烟草产业高质量发展提供了源源不断的人才和智力支撑,助推了区域经济和社会发展。

通过教学改革和课程建设,教师教育教学能力明显提高。通过传统课堂与现代教育技术的有机融合,教师善于运用现代信息技术来改造传统课堂,教学艺术有效提升。主讲教师科研成果反哺教学,助力教学资源和素材更新,实现了教学相长。知识图谱等数智技术的应用促进了师生之间的知识共享和交流,提高了教学效率和质量[8]。

(二)创新课堂成为链接产学研的黄金纽带和桥梁

知识图谱等数智技术的应用加强了产学研之间的知识传递和合作,推动了产业的发展[9]。通过“四进课堂”,将专业课堂打造为校企深度合作的重要平台和产学研紧密结合的黄金纽带。即一是引进复烤行业技改前沿动态,拓宽学生视野、提升跨学科交叉融合的能力。二是引进行业企业导师,校企人才优势互补,打造多维协同的创新师资队伍。三是引进专家学术讲座,聘请企业工程师或专家开展讲座,通过引入烟叶复烤加工领域最新科技进展及行业发展前沿动态,紧跟烟草加工行业科技发展步伐。四是引进教师科研成果,以科研成果反哺教学,提高教学内容的创新性和高阶性,增强产学研协同育人效果。

通过不断教学改革探索与实践,目前“烟叶复烤工艺及设备”课程取得多项荣誉,如校一流本科课程、课程思政教改项目依托课程、本科教育教学改革项目依托课程,荣获校教学成果奖一等奖,主讲教师获省级教学比赛奖项等。

六、总结

课程针对教学痛点和难点,依托“产学研”平台和资源,采取了“打造三库一体一模式一改进”六个方面的举措,使创新课堂成为师生共同成长和进步的舞台、链接产学研的黄金纽带和桥梁,即打造企业一线教学资源库、生产一线视频动画图片资源库、企业文化建设思政案例库,通过“四进课堂”(科技前沿、老师科研成果、学术报告和企业导师进课堂),构建校企师生学术共同体,构建基于产学研深度融合的课程教学模式,实现持续改进。将知识传授与价值塑造、能力培养有机结合,达成教学目标。课程改革的主要特色和创新点如下:

(一)跨学科重塑课程内容

利用知识图谱可整合跨学科知识,为学生提供系统的学习资源[10]的优势,建立面向现代烟草产业,将信息技术、大数据、物联网、人工智能装备与传统烟叶复烤加工知识体系有机融合的课程内容。迭代升级教学内容,将生产一线的新技术、新工艺、新设备与新标准等纳入教学内容,增加智慧烟草、数字烟草、智能烟草等内容,彰显新农科特色。

(二)打通多通道进课堂

知识图谱可及时更新和整合进课堂的知识内容,保持课程的先进性和实用性[15]。实现了技改前沿、科研成果、企业导师和专家讲座“四进课堂”,有效提升课程的专业广度、深度和难度,充分体现了科研反哺教学,产学研相互支撑。与烟草产业精准对接,以烟草产业和区域经济社会发展需要为导向,为培养知识、能力和素质综合发展的新质生产力人才赋能。

(三)构建可推广的教学模式

知识图谱为教学模式提供了知识基础和结构框架,方便推广和应用[11]。本课程构建了可应用、可复制、可推广的“问题导向+任务驱动式”教学模式,积极引导学生探究式与个性化学习,培养学生深度分析、勇于创新的精神和能力,体现高阶性和挑战度。

(四)融合智慧教育技术

知识图谱等数智技术本身就是智慧教育技术的重要组成部分,对提升教学质量和人才培养效果起到关键作用[12]。本课程利用知识图谱等智慧教育技术手段与课堂教学深度融合,为学生提供丰富的数字化教学资源,助力学生自主学习和课外拓展,延伸课堂教学时间和空间维度,拓展课程广度和深度。

参考文献:

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[12] 祝智庭,魏非. 智慧教育的概念、特征及实践模式[J]. 重点学科,2020(3):112 - 119.

作者简介:续勇波,1974-3,女,山西省太原人,汉族,云南农业大学烟草学院,教授,博士,研究方向为烟草教学与科研。

课题项目:

1)云南农业大学一流本科课程立项建设项目+烟叶复烤工艺与设备+2021YLKC112

2)云南农业大学教育教学改革研究类项目+智慧烟草现代产业学院建设背景下的产教深度融合课程建设研究与实践—以《烟叶复烤工艺与设备》课程为例+YNAUJG2023060

3)云南农业大学课程思政教改项目+《烟叶复烤工艺与设备》课程思政教学模式与方法探索+YNAUKCSZJG2023007。

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