1. 成果研究背景

　　近年来，国家高度重视农科教育数字化转型，出台系列政策推动农业教育与信息技术深度融合。教育部、农业农村部等四部门联合印发《关于加快新农科建设推进高等农林教育创新发展的意见》，明确要求优化涉农学科专业结构，服务山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，强化学科交叉融合，增设智慧农业、乡村发展等重点领域的紧缺专业，构建数字化农林教育新模式，推动课程教学与现代信息技术深度融合，强化实践类课程建设，培养适应农业现代化需求的复合型人才。

　　地方院校农科本科生教育以培养应用型人才为主，实践能力与创新能力至关重要，须紧扣产业需求、把论文写在大地上。2019年以来，学校重点以草学学科为试点，着力探索农科学生实践与创新能力培养，确立了“产业导向、数字赋能、实践贯穿、创新引领、协同推进”育人理念，构建了地方院校农科生数字化特色人才培养体系，整体架构如图1所示。

　　（1）重构数字草业创新教学体系

　　针对传统培养方案数字化技术缺失的问题，梳理课程架构，人工智能、大数据、智能传感、物联网、草业信息技术、遥感等 21 门数字化课程嵌入教学体系，实现从基础课程到实践环节的全链条数字化改造。开设《智慧牧场管理学》、《生物系统感测与智能装备》等 5 门特色课程，形成 "理论教学 + 技术赋能 + 产业应用" 三位一体的创新教学体系，填补了数字草业交叉学科的空白。

图1  学科交叉、数智赋能草业人才培养模式

　　（2）强化数字化教学资源建设

　　顺应教育数字化转型需求，学院建成数字草业大数据平台，采集沿黄九省牧草种植数据，整合行业数据资源；打造数字草业综合创新实验室与虚拟仿真实验教学中心，为实验实践教学及创新创业训练提供平台支撑。深化校企合作，与行业领军企业共建 12个实习实训基地，将大数据、物联网、智能化等技术融入课程设计与实践教学，让学生深度学习行业前沿技术。

　　（3）创新协同培养机制

　　依托 5 个省部级重点实验室平台和“大院大所”联合培养优势，构建 "学校-基地-企业" 三位一体培养模式：以学校理论教学和双创训练为基础，基地专业实训为拓展，企业实践锻炼为补充，通过创新创业训练、参与科研项目及校企联合攻关，为学生开辟多维度创新实践渠道。该机制显著提升学生的实践能力与科研水平，形成 "学中做、做中学" 的良性循环。

　　学院与青岛科捷机器人有限公司、青岛智慧农业产业园、潍坊汇金海物联网技术有限公司、青岛国实集团、青岛高分卫星中心等单位协议共建智慧草业实习基地。带领学生参观智慧农场、智慧草牧场，参与全国智慧牧场日活动。

　　（4）深化教学管理改革

　　推行全过程多维评价体系，从知识掌握、实践能力、创新思维等维度进行全过程评估，激发学生学习主动性。实施本科全过程导师制，打通学业发展通道，保障人才培养的连贯性与系统性。

　　依托超星智慧教学平台，实现教学全过程数字化管理。

　　（5）强化数字化师资队伍

　　引育并举，实施 "师资数字化能力提升计划"，组织教师参加人工智能、大数据技术等系列专题培训，助力80% 专业教师掌握数字化教学工具。组建数字草业智慧教学研究团队。已形成9人的核心师资团队，为数字草业人才培养提供了坚实的师资保障。

　　经多年探索，成果成效显著。学生100%参与创新项目训练，获省级以上奖励30余项；30%学生取得专利/软著，本科生以第一作者发表 SCI 论文2 篇。人才培养质量获多所双一流高校认可，两届毕业生考研深造率达60%、上线率80%。为草业行业输送了兼具数字化思维与实践能力的复合型人才。

　　本成果有效解决了以下问题：

　　（1）专业培养体系与数字化转型的结构性矛盾

　　传统草业科学培养方案侧重牧草-地境、草地-家畜界面，数字化技术课程占比不足 3%，难以适应现代草牧业对数字技术的需求。

　　（2）学生数字素养与新兴技术的适配性矛盾

　　新高考背景下，40% 农科生存在物理、电学等数理基础薄弱问题，传统教学模式难以针对性提升其数字素养。

　　（3）师资队伍与专业教育数字化转型的协同性矛盾

　　专业教育数字化转型方兴未艾，亟需具备专业知识体系和数字技术成熟的数字草业教学团队。原有师资中，85%为单一学科背景，缺乏数字化教学能力，成为专业教育数字化转型过程中面临的主要挑战。

　　2. 成果研究内容

　　（1）构建面向专业数字化转型的草业特色人才培养体系，打造数字化实践平台，解决了专业培养体系与数字化转型的结构性矛盾问题。

　　在“产业导向、数字赋能、实践贯穿、创新引领、协同推进”的育人理念下，制定专业培养目标：以立德树人为根本，培养适应国家生态文明战略和信息时代的发展特色，具有开阔的国际视野、浓厚的“三农精神”，掌握扎实的草业科学以及相关交叉学科的基本理论和专业知识，高素质数字草业复合型人才。

　　充分发挥学院教师的国际化教育经历和履历的优势，并通过落户于草业学院的侨联组织“青岛市侨星苑”加强内引外联，拓展海外学术交流活动，开展第二课堂，拓展学生的学术视野，了解草业科技发展的国际前沿。同时开展思政课程建设和课程思政内容建设，两层次全方位在草业科学课程中融入思政教育，为党育人，为国育才，在草业学子心中厚植爱国和爱农情怀。

　　顺应数字草业发展趋势，充分考虑产业链各个环节的数字技术需求，将典型的、代表性环节与技术引入学生实习实训环节，搭建具备完整闭环的检测、传输、数据处理与控制等环节的技术场景，让学生对现代科技在草业的应用方式形成沉浸式、全方位的体验，并能进一步依托实验室平台基础进行独立的实践和创新探索。

　　校内依托5个省部级重点实验室平台，建设高水平草学实验室、草业大数据平台、数字草业综合创新实验室、虚拟仿真实验教学中心等；智慧草牧场实训沙盘；校外建立物联网、机器人、自动化企业实习基地、智慧草场、智慧牧场实习实训基地，校内校外联动，深度构建“学校—基地——企业”三位一体的创新与实践培养模式。

　　（2）建立数字技术与草业科学融合的课程体系，解决了学生数字素养与新兴技术的适配性矛盾问题。

　　表1 数字草业课程模块

　　①打造数字化特色课程，培养学生数字技术与智能装备应用技能，构建了数字技术与草业科学融合的课程体系

　　在课程体系建设中，遵从产业导向，结合草业科学发展需要，融入数字草业特色课程。将遥感、大数据、人工智能、物联网、感测系统与装备等课程与草学、生态学、植物生理学、土壤学等学科基础课程有机结合。结合从学生入学到毕业的时间序列，将数字草业的系列课程按照知识脉络逐步开展，带领学生由浅入深进行数字技术学习。

　　我校草业科学专业开设的数字草业课程如表1所示，合计46学分，其中必修课学分9分，选修课要求至少修满11学分，合计20+学分，占应修总学分（170分）的11.8%以上。数字草业团队教师将理论课和实验课内容进行优化，根据学生的知识背景和学习进度进行精细化设计，兼顾课程内容的深度、广度和难度，确保学生学习富有实效。

　　②完善实践教学平台，开展基于OBE理念的实践教学活动

　　数字草业实践教学改革坚持以学生为中心，注重教学成果产出，构建实践与创新协同推进的育人体系，解决了实践与创新能力培养过程中缺少融合、人才培养体系不完善的问题。　　

　　图2 数字化教学课程体系——四阶课程链

　　学院扩建数字草业实验室的同时，引入多门数字化课程资源，使数字草业教师团队可以有效开展课程建设和教学改革；引入人工智能平台，不断丰富和完善智慧草业平台资源与数据。

　　数字草业综合创新实验室将人工智能教学实践平台、物联网实验平台、智能传感器实验装置、嵌入式系统控制实验装置进行整合，可以开展多种独立实验和综合创新实验。打造3个结合草业特点的人工智能教学案例，使学生更直观清晰地了解和掌握人工智能开发的全过程。

图3 数字草业实验室实验平台

　　草业科学虚拟仿真实验教学中心做为山东省虚拟仿真实验中心培育项目，已建成和拥有《植物学标本压制》、《智能传感器》、《电工电子实验》等多门虚拟仿真课程资源，降低了草业学生培养数字实验技能的难度，提升了学生实验效果。

图4 AI赋能教学实践获《半岛都市报》新闻报道

　　改革后的数字草业实践课程体系涵盖四个维度：

　　A.基础知识认知与实验。包括智能传感器实验、信息传输实验、杂草识别(人工智能)、数据可视化处理等。

　　B.综合技能实习与实训；结合数字牧场管理学实习、大数据应用实习、草坪智能机械管理等实习环节，进行案例开发与实习引领设计。各种智能仪器与自动化装备、无人机引入学生实习实践培养环节。

　　C.创新思维的培养与拓展。通过开放性的数字草业沙盘、模块化的实验设备，依托创新创业项目、各类竞赛、毕业设计、研究生课题等载体，多渠道调动学生学习能动性，面向草业的生产、管理、物流、智慧牧场建设等方面，进行创造性的开发与设计。

　　D.校企联合开展实习实训及毕业设计。将企业课题引入学生教学实践过程，开拓智慧草业和智慧畜牧业的应用场景，培养学生草学和数字科学的多元素养，成长为高素质复合型应用人才。

　　草业科学专业本科生每人配备一名专业导师，加强个性化培养。大一学年，通过专业导论课培养了学生的专业认同感和专业热爱度，大二开始，将本科生融入科研团队中，学生积极申报大学生创新创业训练项目以及国家、省市级创新创业竞赛。培养学生的创新创造思维，激发学生的创造性思维，强化专业信念和工匠精神。

　　（3）打造数字草业智慧教学团队，解决了师资队伍与专业教育数字化转型的协同性矛盾

　　引育并举提升草业科学专业教师数字化素养，组建数字草业智慧教学研究团队。

　　①草业学院积极引入数字技术专业教师，组建数字技术与草业科学相结合的数字草业教师团队，并打造双师型人才队伍。在学生培养方案改革中，充分考虑数字技术发展与草业科技的融合，合理设置数字草业相关课程。

　　②借助学校政策和平台支撑，与理信学院、机电学院等跨院合作，制定学科交叉的培养方案。

　　③学校设立外聘产业教授制度，聘请知名企业的高级工程师和高层管理人员参与教学，将企业的先进技术引入课堂，丰富了教学内容，开拓了学生视野。

　　④通过外聘客座教授，将物联网、大数据领域和草学领域的知名专家学者“请进来”，在指导教学、提升科研、促进产学研合作等方面都发挥了积极作用。鼓励教师“走出去”深入产业一线，关注生产实践和科技前沿。

　　学院已形成高水平教学团队，拥有长江学者客座教授和长江学者讲座教授、中科院百人计划、国家牧草产业技术体系副首席科学家等多位学术带头人，博士占比97.14%,海外留学经历占41.2%。

　　3．成果的创新与特色

　　创新点1：构建 “三位一体” 数字草业人才培养模式，实现教育与产业深度融合

　　突破传统草业科学人才培养框架，创新构建 “课程数字化重构 — 实践平台立体化建设 — 校企协同化育人” 三位一体培养模式。首先，重构课程体系，形成 “理论教学 + 技术赋能 + 产业应用” 的创新课程群，数字化课程占比提升至 11.8%，解决了培养体系与数字化需求的结构性矛盾。

　　其次，打造 “校内 + 校外” 双轨实践平台：校内依托 5 个省部级重点实验室，建成数字草业大数据平台、综合创新实验室及虚拟仿真实验中心，模拟草原生态数字化场景；校外与 12 家企业共建智慧草牧场实习基地，通过 “项目式实践” 将智能化、机械化技术融入实践教学，实现学生对数字技术的沉浸式体验与应用。

　　最后，构建“学校– 基地 – 企业”协同培养机制，通过参与实验室科研项目、校企联合攻关及基地专项实践，形成“学中做、做中学”的良性循环，创新班学生 100% 参与创新项目，获省级以上奖励 30 余项，有效提升了数字化实践能力。

　　创新点2：开发了“沉浸式+产业导向”多维度数字化育人实践平台

　　本成果依托5个省部级科研平台与企业资源，建设数字草业创新中心、虚拟仿真实验教学中心及智慧草业大数据平台，开发5类典型技术场景（如牧草表型数据采集与分析、智能草地监测与管理）。校外联动6家物联网企业、3家智慧牧场共建实训基地，年开展数字化实践项目21项，形成“理论教学-技能实训-产业实践-理论提升”闭环。通过双创训练、科研攻关等多维度实践，提升学生解决复杂问题的能力，实现“虚实融合、产教协同”的育人模式。

图5  “虚实融合、产教协同”双向驱动体系

　　打造跨学科师资团队，创新数字化教学模式，破解人才培养瓶颈。针对师资队伍单一学科背景与数字化转型需求脱节的问题，通过 “引育结合 + 跨界融合” 策略，打造 “草业 + 数字化” 教学团队。一方面，实施 “师资数字化能力提升计划”，组织教师参加人工智能、大数据技术培训，推动 80% 专业教师掌握数字化教学工具；引入数字技术专家，组建 9 人核心师资团队，并聘请企业高工、行业专家担任产业教授，形成 “草业科学家 + 数字工程师” 的跨界教学力量。另一方面，创新教学模式，基于 OBE 理念设计差异化课程，将人工智能、大数据等技术与草学、生态学深度融合，开发 “基础认知-综合实训-创新应用-素养提升” 四维实践课程体系。同时，推行全过程多维评价体系，激发学生主动性。有效解决了师资与数字化转型的协同性矛盾，为现代农业输送了兼具数字素养与专业能力的复合型人才。

图6 学生赴企业参观实习

　　创新点3：通过“引育结合+跨界融合”策略，打造“数字草业智慧化教学团队”

　　实施“师资数字化能力提升计划”，单位政策倾斜，设计数字化特区，组织专业教师参加人工智能、大数据技术培训，推动专业教师掌握数字化教学工具；组建核心师资团队，与校内相关数字技术专家合作，聘请企业高工、行业专家担任产业教授，形成“草业科学家+数字工程师”的教学力量。

　　4．成果应用及效果

　　学校草业科学专业以 “数字草业” 为特色，紧密对接现代草牧业发展需求，通过构建和优化人才培养体系，在教育教学改革中取得显著成效，形成了可复制、可推广的创新育人模式。

　　（1）在人才培养方面，专业通过设立创新班试点，全面提升学生的实践能力与创新素养。

　　首届草业科学 2020 级创新班本科生参与创新项目训练和各类创新创业竞赛的比例达 100%，在科研与创新创业导师指导下，36% 的学生发表科研论文，100% 的学生申请专利成果或获奖，其中省部级以上奖励达 17 项。2024 届本科生考研深造率高达 60%，且 55% 升入 “双一流” 学科院校，充分体现了人才培养的高质量。10人次参加由国家林草局举办的草原保护日宣传竞赛。

 图7  学生参加创新竞赛                                                 图8  学生参加机器人公司参观实习

　　（2）竞赛与科研成果丰硕，彰显了专业的实践教学水平。

　　2023 年，学生在全国草业学生技能大赛中斩获一二等奖多项，并获优秀组织奖，展现了扎实的专业技能。此外，学生在 “挑战杯”“互联网 +” 等国家级、省级创新创业竞赛中屡获佳绩，如袁佳乐团队获第十三届 “挑战杯” 中国大学生创业计划竞赛银奖，周晓阳等学生在全国大学生草学类本科专业技能大赛中囊括团体一等奖及多个单项奖。据统计，学生累计获得国家级奖项 10 余项、省级奖项 30 余项、市级奖项 5 项，校级奖励 100 余项，成果覆盖科研、实践、社会服务等多个领域，体现了学生的全面发展。

图9 获批高等学校虚拟仿真教学创新实验室

　　（3）班级与学生个人荣誉层出不穷，形成了良好的示范效应。

　　草业科学2021 级 创新班连续两年获评校级 “先进班级”，并荣获 2023 年省级 “先进班集体” 和第六届 “五四活力团支部” 称号，彰显了班级的凝聚力与优良学风。学生个人在科研、实践、公益等方面表现突出，如张亚锜获本专科生国家奖学金，周晓晴获评 “青岛市千名优秀大学生”，赵世钰获第六届立邦为爱上色中国大学生农村支教奖等，充分展现了学生的综合素质与社会责任感。

　　（4）专业的教学改革与成果获得了广泛的社会认可。

　　数字草业教育模式先后获山东教育卫视、山东教育新闻联播等多家媒体报道，提升了专业的社会影响力。高水平科研与教学团队通过技术引领和行为示范，不仅开拓了学生视野，更强化了学生 “爱国爱校爱专业” 的精神，培养了兼具创新能力与家国情怀的草业人才。毕业生受到企业的高度欢迎，进一步验证了人才培养与社会需求的精准对接。

       图10 山东新闻联播报道数字草业教学                图11 山东教育卫视宣传报道数字草业育人事迹

　　综上所述，学校草业科学专业通过数字化特色人才培养体系的构建，在育人成效、竞赛科研、社会影响等方面取得了显著成果，为草业教育的创新发展提供了有力示范，为推动现代草牧业高质量发展输送了优秀人才。