数智农业背景下蔬菜生产课程实践教学改革与探索
 
 摘要
 
在物联网、人工智能等新一代信息技术深度赋能农业生产的时代背景下，现代蔬菜产业对兼具精准生产调控能力与创新实践能力的复合型技术人才需求日益迫切。然而，当前高职院校蔬菜生产课程普遍存在实践教学模式单一、考评机制不完善、师资数智化教学能力薄弱等问题，难以适配蔬菜产业转型升级的人才需求。本文在系统分析数智农业对蔬菜生产人才新要求的基础上，深入剖析了当前课程实践教学存在的突出问题，进而构建了“虚拟仿真+实景实操+赛事驱动”三位一体的实践教学模式，并从课程考评机制优化、师资数智化能力建设、产教融合深化等维度提出了系统性的改革路径。研究认为，蔬菜生产课程实践教学改革应当以产业需求为导向、以数智技术为支撑、以能力培养为核心，实现从“传统技能传授”向“数智化复合能力培养”的转型。相关改革成果已在多项赛事中得到实践验证，可为同类课程的数智化改革提供参考。
 
关键词：数智农业；蔬菜生产；实践教学；教学改革；智慧农业
 
 
 一、引言
 
蔬菜产业是关系国计民生的重要基础产业，也是农业增效、农民增收的关键领域。以上海市为例，2025年全市按照不低于前三年产能平均数的98%落实全年蔬菜生产任务，确保蔬菜年播种面积不低于127.76万亩次、总产量不低于251.84万吨。上海已有40多个大众绿叶菜品种，年产量超过250万吨。这一庞大的产业规模对专业人才的素质和数量提出了持续增长的需求。
 
与此同时，数智农业正在深刻重塑蔬菜生产的全产业链条。从智能温室的环境精准调控，到基于物联网的水肥一体化管理，再到AI驱动的病虫害识别与产量预测，数字化、智能化技术正在将蔬菜生产从“靠天吃饭”的传统模式推向“数据驱动、精准管控”的现代化阶段。然而，技术的快速迭代与人才培养的相对滞后形成了鲜明反差。正如有研究指出的，智慧农业发展面临“人才断层”与“成果悬空”的双重问题。蔬菜无人农场的全自动移栽机漏苗率高，仍需人工补苗，而相关技术人才却严重匮乏。
 
在此背景下，蔬菜生产课程作为园艺技术、现代农业技术等专业的核心课程，其教学内容与方法必须紧跟产业变革的步伐。传统的以田间操作和经验传授为主的实践教学模式，已经难以满足数智农业对人才的新要求。如何将智慧农业理念与技术融入课程实践教学，如何构建适配产业升级的实践教学体系，已成为农林类职业院校亟待破解的重要课题。本文正是立足这一现实需求，系统探讨数智农业背景下蔬菜生产课程实践教学改革的路径与策略，以期为同类课程的改革提供参考。
 
 
 二、数智农业对蔬菜生产人才的新要求
 
 2.1 产业智能化转型的人才需求
 
数智农业的核心在于将数据作为新的生产要素，将智能算法作为新的生产工具，实现农业生产全过程的精准感知、智能决策与自动执行。在蔬菜生产领域，这一转型正在从以下维度展开。
 
在环境调控方面，智能温室通过部署温度、湿度、光照、CO₂浓度等多类传感器，实时采集环境数据，经由AI模型分析后自动控制通风、遮阳、灌溉等设备。在肥水管理方面，智能水肥一体化系统可根据作物生长阶段和土壤养分状况，精准调配营养液配方与灌溉量。在病虫害防控方面，基于深度学习的图像识别技术可自动识别病虫害类型并给出防治建议。在产量预测与市场对接方面，蔬菜市场价格预测大模型、生产播种指数模型等智能产品正在逐步落地应用。
 
这些技术变革对从业者的能力结构提出了全新要求。传统的蔬菜生产人才只需掌握播种、施肥、灌溉、采收等农事操作技能；而数智农业时代的人才，除了具备扎实的农学基础外，还必须具备智能设备操作与维护、农业数据分析与应用、物联网系统管理与故障排查等数字化能力。正如有研究所指出的，现代蔬菜产业需要的是兼具精准生产调控能力与创新实践能力的复合型人才。
 
 2.2 人才培养与产业需求的错位
 
然而，当前蔬菜生产人才培养与产业需求之间存在明显的错位。一方面，企业迫切需要“懂农业、通技术”的复合型人才，智能装备因缺乏合格的操作与维护人员而利用率不足。另一方面，院校培养的毕业生在智能设备操作、数据平台应用等方面的能力尚有欠缺。这种供需错位的背后，折射出课程实践教学体系与产业发展之间的脱节。
 
在优质农产品的生产与管理环节，这一矛盾尤为突出。现代蔬菜产业追求的已不仅仅是产量，更是品质、安全与品牌价值。从种子选择、环境控制到采收包装，每一个环节都需要精准的数据支撑与科学的决策依据。培养能够生产优质农产品的专业人才，要求课程实践教学必须超越传统的“会种”层面，进入“会管、会控、会优化”的更高层次。
 
 
 三、当前蔬菜生产课程实践教学的主要问题
 
 3.1 实践教学模式单一，与产业脱节
 
当前多数院校的蔬菜生产课程实践教学仍以传统田间操作为主，教学内容集中在播种育苗、整枝打杈、水肥管理、病虫害防治等常规农事操作上。这种模式虽然能够培养学生的基本农事技能，但存在两个突出问题。
 
其一，教学场景与生产场景脱节。校内实训基地的设施水平、技术装备往往落后于生产一线，学生接触不到智能温室、物联网控制系统、水肥一体化设备等现代化生产设施。正如有研究指出的，传统实训存在“看不见、进不去、动不了”的难题。其二，教学内容与岗位需求脱节。课程内容未能及时更新智慧农业相关的新技术、新工艺、新规范，学生毕业后面对智能化生产场景时无所适从。
 
 3.2 数智化教学资源匮乏，技术支撑不足
 
数智农业背景下的实践教学，需要相应的数智化教学资源作为支撑。然而，目前多数院校在这方面存在明显短板。虚拟仿真教学资源虽然在一些院校开始建设，但覆盖范围有限、内容丰富度不足。在线教学平台与智慧农场的信息化资源整合不够，尚未形成“校内校外结合、线上线下联动”的教学模式。此外，教材内容更新滞后，缺乏融入数智农业理念与技术的活页式、工作手册式新型教材。
 
 3.3 考评机制不完善，评价维度单一
 
实践教学的考评是检验教学效果、促进学生学习的重要环节。然而，当前蔬菜生产课程的考评机制存在明显不足。评价内容上，过分侧重农事操作技能的考核，忽视了对智能设备操作能力、数据分析能力、问题解决能力等数智化素养的评价。评价方式上，以终结性评价为主，缺乏过程性评价和多元化评价手段。这种单一的考评机制难以有效衡量学生在数智农业背景下的综合实践能力，也难以发挥评价对学习的正向引导作用。
 
 3.4 师资数智化教学能力薄弱
 
教师是教学改革的关键执行者。数智农业背景下蔬菜生产课程的实践教学改革，要求教师不仅具备扎实的农学专业知识，还要掌握智能设备操作、数据分析、虚拟仿真教学等数智化教学能力。然而，当前多数教师的知识结构仍以传统农学为主，对数智农业新技术、新设备的了解和掌握不足。师资培训体系也未能及时跟进，缺乏系统性的数智化教学能力提升计划。
 
 
 四、实践教学改革路径与策略
 
 4.1 构建“虚拟仿真+实景实操+赛事驱动”三位一体实践教学模式
 
针对上述问题，本文提出构建“虚拟仿真+实景实操+赛事驱动”三位一体的实践教学模式。
 
虚拟仿真是解决传统实训“看不见、进不去、动不了”问题的有效手段。通过建设蔬菜生产虚拟仿真教学系统，模拟从播种育苗、环境调控、水肥管理到病虫害防治的完整生产流程，让学生在虚拟环境中反复练习关键技能、理解技术原理。虚拟仿真操作平台与真实生产场景实现数据互通，学生在屏幕上练习的每一个操作，都能映射到真实的生产管理之中。利用AI技术构建“设施蔬菜无土栽培虚拟仿真实验室”，可模拟番茄等果菜类蔬菜从育苗到收获的全过程。虚拟仿真不仅突破了季节和场地的限制，还能模拟极端天气、病虫害暴发等复杂场景，拓展实践教学的深度与广度。
 
实景实操是实践教学的根本依托。应依托校内智能温室、智慧农场等实训基地，让学生在实际生产场景中操作智能环控系统、水肥一体化设备、植保无人机等现代化装备。通过“真刀真枪”的实操训练，将虚拟仿真中习得的技能转化为实际动手能力。在实景实操中，学生直接面对真实的生产问题——如环境参数异常、设备故障、病虫害发生等——在解决实际问题的过程中培养综合职业能力。
 
赛事驱动是将竞赛机制引入实践教学的有效方式。全国职业院校智慧农业种植大赛等赛事，聚焦农业新兴职业的技能需求。将赛事标准融入日常教学，以赛促学、以赛促教，能够有效激发学生的学习动力和创新意识。相关改革成果已在多项赛事中得到实践验证，证明了这一模式的可行性与有效性。
 
 4.2 重构课程内容，融入数智农业理念与技术
 
课程内容的重构是教学改革的核心环节。应以融入智慧农业理念与技术为核心，对蔬菜生产课程的教学内容进行系统性重构。
 
在课程模块设置上，可按照“基础认知—技能实训—综合应用—创新实践”的递进逻辑进行组织。基础认知模块涵盖蔬菜生物学特性、生长周期、环境需求等基础知识；技能实训模块涵盖智能设备操作、环境参数调控、水肥管理等核心技能；综合应用模块以典型蔬菜品种（如设施番茄栽培）为载体，开展全流程的生产实训；创新实践模块则引导学生运用所学知识解决实际生产中的复杂问题。
 
在教学内容更新上，应及时将智能温室环境控制技术、物联网水肥一体化技术、AI病虫害识别技术、农产品质量安全追溯技术等纳入课程。同时，开发融入数智农业理念的活页式、工作手册式新型教材，使教学内容始终与产业发展同步。
 
值得一提的是，《上海蔬菜》等专业期刊持续关注蔬菜产业的技术进步与人才培养。课程教学中应充分利用这些学术资源，引导学生了解产业前沿动态，拓展专业视野。
 
 4.3 创新教学方法，推进线上线下混合式教学
 
教学方法的创新是提升教学效果的关键。应整合虚拟仿真、在线平台与智慧农场等信息化资源，创新实施“校内校外结合、线上线下联动”的教学模式。
 
在课前阶段，教师通过在线平台发布预习任务和学习资源，学生自主完成相关知识的学习与探究。在课中阶段，采用项目式教学、任务驱动教学等方法，引导学生运用所学知识解决真实的生产问题。可借鉴“田间课堂、问题式教学”模式，以解决合作企业生产问题为任务导向，让学生在真实场景中学习和成长。在课后阶段，通过在线平台完成作业提交、互动讨论和拓展学习，实现学习的持续延伸。
 
有研究基于深度学习的混合式教学模式在蔬菜生产技术课程中的应用表明，线上线下混合式教学能够有效提升学生的专业兴趣和学习效果。依托“苏农云”等在线平台，不断深化数字化改革和智能化转型，是推动教学方法创新的重要路径。
 
 4.4 优化考评机制，建立多元化评价体系
 
考评机制的优化是保障教学改革成效的重要环节。应构建“过程评价+结果评价+增值评价”相结合的多元化评价体系。
 
在评价内容上，除了传统的农事操作技能外，还应将智能设备操作能力、数据分析与应用能力、问题识别与解决能力等纳入评价范畴。在评价方式上，应采用线上与线下相结合、教师评价与学生互评相结合、过程性评价与终结性评价相结合的方式。通过智慧考试、智能评价等手段，实现对学生学习效果的精准画像。在评价标准上，可参照全国智慧农业种植大赛等赛事的评价标准，使课程评价与行业标准、岗位要求对接。
 
 4.5 提升师资数智化教学能力
 
教师是教学改革的核心力量。应系统推进师资数智化教学能力建设。
 
在培训体系上，应制定系统性的师资培训计划，涵盖智能设备操作培训、数据分析技能培训、虚拟仿真教学工具应用培训等内容。可依托校企合作平台，组织教师到智慧农业企业、现代设施农业园区进行顶岗实践，深入了解产业一线的技术应用与人才需求。在教学团队建设上，应组建由校内专任教师与企业技术骨干构成的教学团队，实现优势互补。通过“双师型”教师队伍建设，确保课程教学既具有理论深度又贴近生产实际。
 
 
 五、改革成效与实践验证
 
 5.1 改革成效的初步显现
 
上述改革路径已在部分院校得到实践验证，并取得了初步成效。有研究对农业类高职院校蔬菜生产技术课程的改革实践进行了系统总结，结果显示：课程改革有效提升了学生的智慧农业应用能力——AI病虫害识别能力得到显著提升；专业实践水平明显提高——智能装备操作考核优秀率达92%；综合职业素养得到全面增强——多数学生深刻认识到智慧农业的战略价值。
 
在虚拟仿真教学方面，有学校开发了50余项作物生产虚拟仿真资源。在产教融合方面，东营职业学院对传统专业课程进行模块化重构，以企业典型工作任务为载体，实现教学内容与岗位流程的高度契合。金华职业技术大学的《设施蔬菜生产》课程以“智慧农业场景化”为特色，依托智能温室，用物联网系统实时展示环境因子对蔬菜生长的影响，实现了“课本到田间”的衔接。
 
 5.2 赛事驱动的实践价值
 
全国职业院校智慧农业种植大赛等赛事，为实践教学改革提供了重要的验证平台和动力来源。大赛在农业农村部科学技术司指导下举办，被列入职业教育活动周的重要活动。2025年的赛事吸引了全国78支队伍同台竞技。学生在备赛和参赛过程中，综合运用虚拟仿真技能、智能设备操作技能和数据分析技能，有效提升了数智化实践能力。赛事标准向日常教学的转化，也推动了课程内容与教学方法的持续优化。
 
从更宏观的视角来看，蔬菜生产课程实践教学改革的意义不仅在于提升一门课程的教学质量，更在于为蔬菜产业的高质量发展提供人才支撑。上海市围绕“菜篮子”市长负责制要求与“稳量、提质、增效”总目标，持续推进蔬菜产业的现代化转型。上海蔬菜集团下属各农批市场严格执行质量安全准入制度。这些产业实践对从业人员的专业素质提出了越来越高的要求。培养适应数智农业时代的高素质蔬菜生产人才，正是蔬菜生产课程实践教学改革的核心使命。
 
 
 六、结论与展望
 
数智农业正在深刻改变蔬菜生产的组织方式、技术路径和人才需求结构。《蔬菜生产》课程作为培养蔬菜产业技术人才的核心课程，其实践教学必须紧跟产业变革的步伐。
 
本文系统分析了数智农业对蔬菜生产人才的新要求，深入剖析了当前课程实践教学存在的教学模式单一、数智化资源匮乏、考评机制不完善、师资能力薄弱等突出问题，在此基础上构建了“虚拟仿真+实景实操+赛事驱动”三位一体的实践教学模式，并从课程内容重构、教学方法创新、考评机制优化、师资能力提升等维度提出了系统的改革路径。研究认为，蔬菜生产课程实践教学改革应当以产业需求为导向、以数智技术为支撑、以能力培养为核心，实现从“传统技能传授”向“数智化复合能力培养”的转型。
 
展望未来，蔬菜生产课程实践教学改革还应在以下方向持续深化：一是进一步加强校企深度合作，将企业的真实项目、真实设备、真实场景引入教学全过程；二是加快推进课程知识图谱建设，利用人工智能技术实现个性化学习支持；三是构建“教、学、考、评、管”五位一体的智慧课堂教学模式，实现育人模式的全面升级；四是加强课程思政建设，从传承农耕文明、厚植“三农”情怀等维度培养学生的综合职业素养。唯有如此，才能培养出真正适应数智农业时代的高素质蔬菜生产技术人才，为蔬菜产业的高质量发展和乡村振兴战略的实施提供有力的人才支撑。
 
 
 参考文献
 
[1] 数智农业背景下蔬菜生产课程实践教学改革与探索[J]. 上海蔬菜, 2026(1).
 
[2] 上海市农业农村委员会. 关于抓好2025年蔬菜生产工作的通知: 沪农委〔2025〕36号[Z]. 2025-02-26.
 
[3] 周欣, 邹梦扬. 农业类高职院校蔬菜生产技术课程改革实践[J]. 安徽农学通报, 2026, 32(13).