《智慧园艺》课程教学大纲

智慧园艺（IntelligentHorticulture)课程基本信息课程编号：19011121课程总学时：32实验学时：8课程性质：选修课程属性:专业拓展类开设学期：第7学期适用专业：园艺，茶学，设施农业科学与工程对先修的要求：设施园艺学、园艺植物栽培学对后续的支撑：对后续的《农业园区设计与管理》、《农业信息技术》等选修课程中的园艺休闲旅游、园艺信息服务等方面的内容提供理论和技术支撑。一、课程的教学理念、性质、目标和任务《智慧园艺》是园艺，茶学，设施农业科学与工程选修课程之一，就是将\t"/item/%E6%99%BA%E6%85%A7%E5%86%9C%E4%B8%9A/_blank"物联网技术运用到传统园艺产业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对园艺生产进行控制，使传统园艺产业更具有”智慧”，主要内容包括智慧园艺概况、智慧园艺育种、园艺大数据、园艺物联网、园艺植物智慧生产技术、园艺信息服务及智能化装备，为学生将从事园艺作物现代化栽培生产实践打下基础。通过本课程的学习，让学生充分了解大数据、物联网等相关技术与园艺生产的结合，培养学生通过现代化技术分析园艺产业问题、解决产业问题的能力；提升学生对智慧园艺的认知水平，掌握利用现代园艺产业信息技术，推动园艺产业现代化发展；使学生掌握园艺产业模拟模型基本概念、作用、原理和方法，园艺物联网概念及其基本技术，了解运用物联网技术进行作物精确化管理、建立农产品质量追溯体系的一般方法；使学生掌握大数据概念及其技术特征，了解运用大数据技术进行农情分析、作物精细化管理的一般方法；掌握农机农艺和信息技术融合的技术途径，了解园艺智能化装备在园艺产业现代化生产中的应用现状及其发展前景。本课程立足”乡村振兴”举措和”科教兴国”战略，迫踪智慧园艺产业发展重点，面向智慧园艺生产与管理领域，坚持立德树人根本任务，德、智、体、美、劳全面发展，培养一批具备”政治素质、职业道德、爱农情怀、工匠精神”，有较强的专业应用能力、就业能力和可持续发展能力，掌握智慧园艺专业知识和技术技能，培养既有园艺专业背景又懂得生物技术、信息技术等高新科技的复合型、创新型人才，可为园艺作物智慧育种、生产环境与智能调控、园艺智能化装备技术体系等领域输送优质人才，为我国现代农业建设的发展贡献力量。二、课程教学的基本要求1.理论知识方面：（1）了解智慧园艺的基本概念、特点，智慧园艺在农业及农业现代化中的地位及作用，了解国内外智慧园艺发展概况和趋势，提升学生对智慧园艺的认知水平，掌握利用现代园艺产业信息技术，推动园艺产业现代化发展。（2）了解智慧园艺育种的方法，掌握园艺物联网概念及其基本技术，了解运用物联网技术进行作物精确化管理、建立农产品质量追溯体系的一般方法。（3）掌握大数据概念及其技术特征，了解运用大数据技术进行农情分析、作物精细化管理的一般方法；掌握农机农艺和信息技术融合的技术途径，了解园艺智能化装备在园艺产业现代化生产中的应用现状及其发展前景。2.实验技能方面：通过智慧园艺相关产业的参观调查，使学生对智慧园艺的类型、信息技术、物联网和应用有一个全面、具体、直观的了解；通过智慧设施内物联网、大数据等对作物生长的影响，培养学生掌握利用现代园艺产业信息技术推动园艺产业现代化发展，为进一步学习农业园区规划设计以及农业信息技术打下基础。三、课程的教学设计1.教学设计说明课程组按照课程实验教学大纲要求，建立完善的课堂教学体系、实验教学体系以及课程教学实习体系。采用”教学实验、参观学习和生产实习一体化”的实践教学模式，使学生系统掌握课程理论知识，培养学生系统分析问题的能力。通过理论教学让同学们充分了解智慧园艺概况、智慧园艺育种、园艺大数据、园艺物联网、园艺植物智慧生产技术、园艺信息服务及智能化装备，使学生系统掌握课程理论知识，培养学生系统分析问题的能力；通过案例分析、视频演示让同学们更加直观地学习到智慧园艺的类型和技术特点；通过到校内外基地进行生产实习，学生将理论运用到智慧园艺产业生产实践中，培养学生发现问题，解决问题的能力。在保证实现培养目标的前提下，突破以知识传授为中心的教学模式，探索以能力培养为主线的教学模式，采用精讲多实践、教学基地现场教学、实践中教学的理念和方法，形成大班集中讲授，小班分组实验实习的课程讲授体系，注重提高学生专业学习兴趣，全面培养学生独立获取知识的能力、观察问题、发现问题、思考问题、解决问题的能力。科学制定实践教学方案，规范设置实践教学环节，高质量开展课内实践教学和校外实习实训，实验实训课程开课率及学生覆盖率高；创新创业教育改革成效显著。2.课程目标及对毕业要求的支撑序号课程目标毕业要求1目标1：掌握智慧园艺基本涵义及作用、智慧园艺育种、物联网和大数据等智慧园艺关键技术；了解智慧园艺现状及发展趋势，提升学生智慧园艺的认知水平。22目标2：掌握互联网、物联网、人工智能等现代信息技术及装备在园艺产业中的应用，使学生能够应用现代信息技术解决现代农业生产中的问题，提升学生利用信息技术改造传统农业能力。53目标3：培养学生自主学习能力，通过课程学习使学生能够不断更新自身知识体系，持续提升个人专业素养。6四、理论教学内容及学时分配（24学时）第一章绪

论学时数：2教学目标：1.掌握智慧园艺的概念，与传统农业的区别；2.了解智慧园艺关键技术内容及特点；3.了解智慧园艺国内外发展现状与未来发展趋势。教学重点和难点：掌握智慧园艺的概念，了解智慧园艺关键技术内容及特点。主要教学内容及要求：了解智慧园艺关键技术内容及特点，国内外发展现状与未来发展趋势；掌握智慧园艺的概念，与传统农业的区别等。第一章绪论一、智慧园艺概念和特征二、智慧园艺关键技术介绍三、智慧园艺发展趋势与展望教学组织与实施：以案例分析、数据图例分析法为主；采用图文并茂并结合教学视频的方式展示智慧园艺的发展历史及研究进展；综合考虑学生前期的学习基础，课堂讨论智慧园艺生产的优势，分析智慧园艺的发展前景和特点；同时注重通过学生亲眼观察、亲身的体会，后期课程实习过程中安排学生进行基地调研。第二章

园艺产业模拟模型技术及其应用学时数：2教学目标：通过学习，使学生掌握园艺产业模拟模型基本概念、作用、原理和方法，学会在园艺产业科学研究与生产中运用模拟模型技术。教学重点和难点：园艺产业模拟模型基本概念、作用、原理和方法。主要教学内容及要求：掌握园艺产业模拟模型基本概念、作用、原理和方法，学会在园艺产业科学研究与生产中运用模拟模型技术。第二章

园艺产业模拟模型技术及其应用一、模拟模型基本概念二、作物生长模型及其分类三、作物模拟原理与技术四、作物模拟模型应用举例教学组织与实施：根据学生认知规律和接受特点，采用图文并茂的形式并结合教学视频的方式展示模拟模型基本概念、作物生长模型及其分类、作物模拟原理与技术，最终掌握园艺产业模拟模型技术及其应用；结合课堂提问互动培养学生专业学习兴趣。第三章

园艺产业决策支持系统学时数：2教学目标：通过学习，使学生掌握园艺产业专家系统、园艺产业决策支持系统的基本概念与作用、构建方法，园艺产业模拟模型与专家系统耦合的方法。教学重点和难点：园艺产业专家系统、园艺产业决策支持系统的基本概念与作用。主要教学内容及要求：掌握园艺产业专家系统、园艺产业决策支持系统的基本概念，了解园艺产业专家系统、园艺产业决策支持系统的作用、构建方法，园艺产业模拟模型与专家系统耦合的方法。第三章

园艺产业决策支持系统一、园艺产业专家系统及其作用二、园艺产业模拟模型与园艺产业决策支持系统耦合三、园艺产业决策支持系统构建方法四、园艺产业决策支持系统应用举例教学组织与实施：以讲解法、案例分析法为主；采用图文并茂并结合教学视频的方式展示园艺产业专家系统、园艺产业决策支持系统概念与作用、构建方法；结合课堂提问互动讨论专家决策系统如何在我省园艺生产中实现，培养学生专业学习兴趣。第四章

智慧园艺育种技术学时数：4教学目标：要求掌握智慧园艺育种技术措施。教学重点和难点：遗传信息的智能化育种手段和方法。主要教学内容及要求：掌握遗传信息的智能化育种手段；了解智慧园艺育种采用的分子标记、基因工程以及云计算技术等。第四章

智慧园艺育种技术一、智慧园艺育种概念及其作用二、智慧园艺育种关键技术三、基因工程和分子标记在园艺植物育种中的应用四、智慧园艺育种发展趋势与展望教学组织与实施：本章为该课程的重点内容，根据学生前期的学习园艺植物育种学基础，从生物技术、信息技术和智能技术与传统园艺育种深度融合，通过课堂讲解，视频资料，以及结合后期教学基地实地实验教学，形成大班集中讲授，小班分组实验实习的课程讲授体系，让学生们系统全面的掌握本章内容。第五章

园艺产业物联网及其应用学时数：4教学目标：要求掌握园艺产业物联网概念及其基本技术，了解运用物联网技术进行作物精确化管理、建立农产品质量追溯体系的一般方法。教学重点和难点：园艺产业物联网概念及其基本技术（数据采集、数据传输、云计算平台、数据中心和数据处理等）。主要教学内容及要求：了解物联网技术进行作物精确化管理、建立农产品质量追溯体系的一般方法及其设施园艺物联网技术与应用进展，掌握园艺产业物联网概念及其基本技术。第五章

园艺产业物联网及其应用一、园艺物联网概念及其特征二、园艺物联网在作物精准化管理中的应用三、园艺物联网与农产品质量追溯体系四、园艺物联网应用举例教学组织与实施：以讲解法、案例分析法为主；采用图文并茂并结合教学视频的方式展示园艺产业物联网技术要点及其应用范围；结合课堂提问互动培养学生专业学习兴趣，课堂讨论物联网技术在河南温室大棚中有哪些应用。并结合后期实验实地教学让学生熟练掌握园艺产业物联网技术。第六章

大数据技术及其园艺产业应用学时数：4教学目标：掌握大数据概念及其技术特征，了解运用大数据技术进行农情分析、作物精细化管理的一般方法及其在产业链中的应用。教学重点和难点:大数据概念及其技术特征。 主要教学内容及要求：了解运用大数据技术进行农情分析、作物精细化管理的一般方法，了解大数据在园艺产业链中的应用，掌握大数据概念及其技术特征。第六章

大数据技术及其园艺产业应用一、大数据概述二、大数据采集技术介绍三、大数据处理技术-Hadoop介绍四、大数据处理技术-分析与决策五、大数据技术在园艺产业链中的应用六、大数据的问题及其发展教学组织与实施：以讲解法、案例分析法为主；采用图文并茂并结合教学视频的方式展示大数据采集技术、大数据处理技术（术-Hadoop技术介绍、分析与决策）；结合课堂提问互动讨论如何利用大数据技术在我省实现提升优质园艺产品价格，培养学生专业学习兴趣。第七章

园艺信息化服务与智能化装备学时数：6教学目标：掌握农机农艺和信息技术融合的技术途径，了解园艺产业智能化装备在园艺产业现代化生产中的应用现状及其发展前景。教学重点和难点:农机农艺和信息技术融合的技术途径。 主要教学内容及要求：了解园艺产业智能化装备在园艺产业现代化生产中的应用现状及其发展前景，掌握园艺信息服务、农机、农艺和信息技术融合的必要性及其技术途径。第七章

园艺信息化服务与智能化装备一、园艺信息化服务、农机与农艺融合的现状及存在的问题二、园艺信息服务、农机、农艺和信息技术融合的必要性及其技术途径三、智能化园艺技术装备在园艺产业现代化生产中的应用四、园艺信息化服务与智能化园艺技术装备发展方向教学组织与实施：以讲解法、案例分析法为主；采用图文并茂并结合教学视频的方式展示园艺信息化服务、农机与农艺融合的现状，园艺信息服务、农机、农艺和信息技术融合的必要性及其技术途径；结合课堂提问互动讨论自己家乡设施农业园区在哪些方面需要园艺信息化服务，培养学生专业学习兴趣。五、实验教学内容及学时分配（8学时）（一）实验课程简介该课程是《智慧园艺》课程的重要组成部分，共8学时，通过智慧园艺育种、智慧菜园、智慧育苗、智慧果园等应用场景参观、调研及讨论，让学生们掌握智慧园艺技术在园艺产业的使用情况及发展前景，是提高教学质量的重要环节。（二）实验教学目的和基本要求通过实验课的学习，使学生验证所学理论基础和知识。要求全体学生参加，根据实验内容进行分组进行。要求学生必须掌握智慧园艺育种、智慧菜园、智慧育苗、智慧果园的调查，掌握智慧园艺育种、物联网、大数据等技术在园艺产业中的应用，了解园艺产业模拟模型技术、园艺产业决策支持系统、园艺产业智能化装备类型，并能应用到生产实践中去。（三）实验安全操作规范实验前，学生应认真预习实验册及课本有关内容，充分了解实验目的、内容和方法，并事前检查相关实验器材、设备是否齐全完好。实验中必须听从老师的指导，步骤科学、严肃认真。实验结束并认真清理实验台，归返相关仪器设备；认真、独立分析实验结果，完成相关实验报告。（四）实验项目名称与学时分配序号实验名称学时类型实验要求每组人数1901112101智慧园艺育种应用场景调研4综合性必做51901112102智慧育苗应用场景调研2综合性必做51901112103智慧菜园应用场景调研2综合性必做5（五）实验方式及基本要求根据实验内容安排具体方式，综合性实验需要学生深入基地进行，每次试验后要写出实验报告。（六）实验内容安排【实验一】智慧园艺育种应用场景调研1.实验学时：42.实验目的：了解目前育种企业中常用的智慧园艺育种技术。3.实验内容：到郑州市近郊县育种企业进行智慧园艺育种技术的调查。4.实验要求：每个调查学生都要参与，重点调查园艺育种过程中使用哪些遗传信息的智能化育种手段，如分子标记、基因工程以及云计算技术等，调查结束写出实验报告。【实验二】智慧育苗应用场景调研1.实验学时：22.实验目的：了解目前我省育苗企业运用智慧园艺的技术情况。3.实验内容：到郑州市近郊县育苗企业进行智慧园艺技术的调查，重点考察智慧园艺生产过程管理、水肥管理、智慧农机装备等，了解其系统设计、运行状态及增效情况。4.实验要求：每个学生都要参与，提出园区改善智慧园艺技术措施，结束后写出实验报告。【实验三】智慧菜园应用场景调研1.实验学时：22.实验目的：了解目前我省设施蔬菜种植企业运用智慧园艺的技术情况。3.实验内容：到郑州市近郊县设施蔬菜企业进行智慧园艺技术的调查，重点考察智慧园艺生产过程管理、水肥管理、智慧农机装备等，了解其系统设计、运行状态及增效情况。4.实验要求：每个学生都要参与，提出园区改善智慧园艺技术措施，结束后写出实验报告。(七)考核方式及成绩评定教师对每次的实验根据学生参与度和实验报告撰写情况进行考核，分为优秀、良好、及格和不及格四个档次。实验总成绩占该门课程成绩的20%。六、课程思政根据该课程的特点，结合智慧园艺的主要内容，在理论和实验教学的各个环节，融入思政教育元素，培养适应国家、中原地区和河南地方经济发展需要，具备扎实的自然科学、人文社会科学知识的新时代高级复合型人才。具体目标如下：（1）了解智慧园艺在国民经济和人民生活中的重要地位和作用，了解国内外智慧园艺的发展历史、现状及未来前景，培养新时代学生现代农业背景下的”三农”情怀，增强学生服务农业农村现代化和服务乡村振兴的使命感和责任感。（2）通过对我国智慧园艺的悠久历史和新中国成立以来中国智慧园艺产业取得巨大成就的介绍，培养学生对”四个自信”的认知，即使同学们坚信在中国共产党领导下，中国智慧园艺产业将会更加繁荣，人民生活也会更加美好。（3）了解智慧园艺技术和手段，从简单到复杂、从初级到高级，种类越来越丰富，功能越来越齐全的发展规律，引导学生养成求真崇实、敢于探索、坚定执着的科学精神和精益求精