新農(nóng)科建設(shè)背景下跨學科教學改革

羅國芝 譚洪新 張錚

［摘 要］ 在新農(nóng)科背景下，面向“新漁業(yè)、新漁村、新漁民、新生態(tài)”發(fā)展目標，水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)升級迭代學科培養(yǎng)體系，培養(yǎng)適應國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的新水產(chǎn)人勢在必行。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)正從傳統(tǒng)的經(jīng)驗養(yǎng)殖模式向自動化、智能化養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)型發(fā)展，快速進入智慧化時代。由于國內(nèi)外首次開設(shè)“智慧漁業(yè)”課程，缺乏相關(guān)案例進行比較和分析，通過從課程建設(shè)途徑、課程目標、內(nèi)容安排等方面開展分析和闡述，希望在實踐中進一步完善“智慧漁業(yè)”課程體系。

［關(guān)鍵詞］ 新農(nóng)科；跨學科；智慧漁業(yè)

［基金項目］ 2019年度上海市科學技術(shù)委員會上海水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心能力提升項目“循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與工程”（19DZ2284300）

［作者簡介］ 羅國芝（1974—），女，湖北襄陽人，博士，上海海洋大學水產(chǎn)與生命學院教授，主要從事循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與工程研究；譚洪新（1968—），男，四川資陽人，博士，上海海洋大學水產(chǎn)與生命學院教授，主要從事循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與工程研究；張 錚（1981—），男（回族），河南平頂山人，博士，上海海洋大學工程學院副教授，主要從事漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）27-0045-04 ［收稿日期］2022-08-23

教育部于2018年提出新農(nóng)科概念，要求用現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)、工程技術(shù)等現(xiàn)代科學技術(shù)改造現(xiàn)有涉農(nóng)專業(yè)，面向“新農(nóng)業(yè)、新鄉(xiāng)村、新農(nóng)民、新生態(tài)”目標培養(yǎng)人才，服務于國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略［1］。在此背景下，未來的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)將是面向智慧化和以可持續(xù)發(fā)展為目標的現(xiàn)代漁業(yè)綜合生態(tài)體系。智慧漁業(yè)應用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)、人工智能（AI）、5G、增強現(xiàn)實（AR）、機器人技術(shù)等實現(xiàn)漁業(yè)生產(chǎn)的遠程控制和自動化，為從業(yè)者提供更加高效、安全的漁業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，是實現(xiàn)工廠化與低碳化可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的高效水產(chǎn)品生產(chǎn)模式（見圖1）［2］，也是傳統(tǒng)漁業(yè)和前沿科學技術(shù)的交叉融合。因此，智慧漁業(yè)的發(fā)展亟須具有相應知識儲備的復合型人才做支撐。目前，水產(chǎn)學科的培養(yǎng)方案較注重水產(chǎn)領(lǐng)域知識的傳授，雖然與生物學科的結(jié)合較為緊密，但忽略了與工程、信息、經(jīng)濟等學科的必要交叉，不符合對復合型人才培養(yǎng)的需求。在新農(nóng)科背景下，水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)人才培養(yǎng)應抓住智慧漁業(yè)的發(fā)展契機，構(gòu)建適合產(chǎn)業(yè)需要的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)人才培養(yǎng)模式，助推產(chǎn)業(yè)升級［3］。本研究以“智慧漁業(yè)”課程建設(shè)為例，探索新農(nóng)科建設(shè)背景下跨學科水產(chǎn)教學的改革措施和途徑，為培養(yǎng)復合型水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)人才提供支撐。

一、新農(nóng)科建設(shè)背景下水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)課程體系的改革路徑

新農(nóng)科建設(shè)要求農(nóng)學學科走與其他學科深度交叉融合的發(fā)展之路；要求綜合類高校要發(fā)揮綜合學科優(yōu)勢，支持涉農(nóng)專業(yè)發(fā)展；要求農(nóng)林類院校實現(xiàn)以農(nóng)林為特色優(yōu)勢的多學科協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建農(nóng)林教育質(zhì)量新標準，主動布局新興農(nóng)科專業(yè)，培養(yǎng)具有多學科背景的復合型新農(nóng)科人才，服務智能農(nóng)業(yè)等新業(yè)態(tài)發(fā)展［1］。傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)課程體系按照《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》制定專業(yè)人才培養(yǎng)標準［4］，注重專科型人才的培養(yǎng)。針對新農(nóng)科建設(shè)和水產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，高校需要將多學科知識融合，全面重構(gòu)知識體系與培養(yǎng)方案。

（一）梳理新農(nóng)科對水產(chǎn)養(yǎng)殖學本科人才的需求，明確課程建設(shè)目標

系統(tǒng)梳理國內(nèi)涉水產(chǎn)高校的相關(guān)課程設(shè)置情況。對產(chǎn)業(yè)開展調(diào)研，明確企業(yè)對智慧漁業(yè)人才的需求和卡點。

（二）量化現(xiàn)有水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)培養(yǎng)方案對新農(nóng)科要求的響應度，找準課程切入點

對現(xiàn)有水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)培養(yǎng)方案進行評估，梳理現(xiàn)有課程知識架構(gòu)，量化其對新農(nóng)科要求的響應度并找準擬開設(shè)課程切入點，明確新開課程與相關(guān)課程的知識邏輯關(guān)系，確定課程開設(shè)的順序。對于現(xiàn)有培養(yǎng)方案中缺乏的課程，可考慮開設(shè)相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案中的配置課程。

（三）探索多學科背景的授課教師團隊組建機制，構(gòu)建有戰(zhàn)斗力的師資隊伍

目前，具有多學科背景的教師非常緊缺，迫切需要跨學科甚至跨學院、跨學校組建課程團隊。以上海海洋大學為例，除水產(chǎn)學科外，工程學院、信息學院等已經(jīng)初步具備相關(guān)學科背景和學緣結(jié)構(gòu)的教師，雖然分布在不同學院，但具備跨學院組隊的基礎(chǔ)。“智慧漁業(yè)”課程將探索科學的教師組建機制，建設(shè)跨界交叉融合的新農(nóng)科師資，建立專兼結(jié)合的教師團隊，健全跨學科、跨學院、跨專業(yè)的協(xié)作授課機制。

（四）以數(shù)字教材和在線課程建設(shè)為支撐，構(gòu)建開放型課程

教材是教學內(nèi)容的主要載體，也是實現(xiàn)教學目標、確保教學質(zhì)量的重要保證。當前，智慧漁業(yè)處在快速發(fā)展的階段，新課程的教材建設(shè)具有一定的難度，尤其是跨學科課程，傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材難以滿足教學需求，亟須開展數(shù)字教材建設(shè)，以契合快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)需求。除了涉及學科所需的基礎(chǔ)知識外，應將基于智慧漁業(yè)的實際問題、案例、科學技術(shù)前沿等整合進數(shù)字教材，不斷引入、更新和優(yōu)化教學內(nèi)容，重視信息化手段與智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展所需的生命科學、工程學和信息科學等交叉融合知識的傳授，建設(shè)豐富優(yōu)質(zhì)的開放型課程資源。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科技前沿成果的不斷更新，開放型課程應及時調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，更新課程內(nèi)容，從而有效解決教學理論與實踐滯后的現(xiàn)象。

在授課形式上，“智慧漁業(yè)”課程充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建設(shè)在線課程，運用數(shù)字化教學工具，安排20%～50%的教學時間指導學生線上自主學習，并與線下面授有機結(jié)合開展翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學模式，致力于打造在線課程與上海海洋大學課堂教學相融合的混合式“金課”。

（五）探索多元化教學和評價方式

探索互動式、啟發(fā)式、批判式教學和翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，積極推行案例式、項目式教學，以及線上線下混合式等多種教學方式；以學生為中心，將單向“灌輸”改為雙向、多向互動的翻轉(zhuǎn)課堂，構(gòu)建一流在線課程等平臺，形成移動課堂；打通校內(nèi)與校外的界限，鼓勵多維度學習，提高學生理論學習、實習實踐的積極主動性。

依據(jù)課程培養(yǎng)目標，開展多層次、遞進式的實踐教學，構(gòu)建培養(yǎng)目標多元的課程考核體系。要兼顧對基礎(chǔ)概念、主要規(guī)律和范式過程等掌握程度的初級認知能力考查，更要注重對分析、評價和創(chuàng)造等高級認知能力的評估，通過設(shè)置多元考核方式和內(nèi)容，引導學生建立正確的學習觀。

（六）產(chǎn)教高度融合，構(gòu)建智慧漁業(yè)認知與應用技能培養(yǎng)體系

利用上海水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心等相關(guān)科教平臺，建設(shè)新農(nóng)科養(yǎng)殖工程科創(chuàng)中心，對學生開展PBL教學實訓。通過設(shè)置針對不同專業(yè)特點的科創(chuàng)項目，以滿足不同專業(yè)背景學生的培養(yǎng)需求。比如，水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)學生應聚焦工程和信息方面的實訓項目，工程專業(yè)學生應聚焦養(yǎng)殖方面的實訓項目。為了確保實訓項目有效果，應構(gòu)建由不同專業(yè)背景教師組成的開放的指導教師團隊，并積極邀請生產(chǎn)一線的企業(yè)技術(shù)人員加入指導教師團隊進行指導，鼓勵企業(yè)導師針對企業(yè)需求設(shè)置科創(chuàng)項目，實現(xiàn)產(chǎn)教深度融合，構(gòu)建智慧漁業(yè)認知和應用技能培養(yǎng)體系。

二、“智慧漁業(yè)”課程建設(shè)

（一）課程目標

水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)是應用型專業(yè)，其人才培養(yǎng)需要緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿需求。智慧漁業(yè)是目前科技水平最高、技術(shù)最先進的一種產(chǎn)業(yè)模式。“智慧漁業(yè)”課程作為水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程，旨在培養(yǎng)學生積極接納和應用新技術(shù)、新科學的開放性思維方式，使學生具備在新農(nóng)科背景下的交叉性學科視野，培養(yǎng)學生為我國由水產(chǎn)大國向水產(chǎn)強國轉(zhuǎn)變過程中的產(chǎn)業(yè)信心和情懷，促使學生具備一流的專業(yè)精神和專業(yè)能力，為推動我國漁業(yè)綠色高效發(fā)展提供人才支撐。通過“智慧漁業(yè)”課程的學習，有利于學生了解學科和產(chǎn)業(yè)前沿，幫助學生建立交叉學科技術(shù)的思維方式，培養(yǎng)學生從事智慧漁業(yè)生產(chǎn)的基本技能，為學生從事智慧漁業(yè)研發(fā)夯實基礎(chǔ)知識體系。

（二）教學內(nèi)容

智慧漁業(yè)涉及多項技術(shù)集成，包括水環(huán)境參數(shù)和魚類行為學的信息采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，將通信節(jié)點采集的數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，分析存儲在云平臺中的數(shù)據(jù)和決策，對每個執(zhí)行設(shè)備的決策進行反饋以及系統(tǒng)層面的智能、自動決策，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、管理信息化和決策智能化。相應地，“智慧漁業(yè)”課程包含漁業(yè)智能裝備、漁業(yè)信息（生物和環(huán)境）收集與傳遞、漁業(yè)信息庫建設(shè)、漁業(yè)信息挖掘與建模、典型漁業(yè)模式的智慧化解決方案等。

（三）教學安排

“智慧漁業(yè)”課程共32學時，根據(jù)課程教學目標，安排約三分之一的課時數(shù)用于課堂討論，具體課程教學安排見表1。

結(jié)語

智慧漁業(yè)正在全球范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注。作為水產(chǎn)第一大國，我國漁業(yè)正經(jīng)歷從自動化、智能化到智慧化的迭代升級。如何為快速迭代和交叉的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供合格的復合型人才做支撐，是新農(nóng)科背景下水產(chǎn)學科應重點考慮的問題。本文以“智慧漁業(yè)”課程為例，從課程建設(shè)途徑、課程目標、內(nèi)容安排等方面進行了分析和闡述，希望在實踐中進一步完善課程體系，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供合格的人才支撐。

參考文獻

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［2］王春琳，屠春飛.新農(nóng)科背景下水產(chǎn)學科一流人才培養(yǎng)的路徑探究與實踐［J］.寧波大學學報（教育科學版），2022，44（1）：13-17+21.

［3］FORE M， FRANK K， NORTON， T， et al. Precision fish farming： a new framework to improve production in aquaculture［J］. Biosystems engineering，2018（173）：176-193.

［4］謝中國，韓慶，羅玉雙，等.新農(nóng)科建設(shè)背景下水產(chǎn)養(yǎng)殖學專業(yè)課程體系改革探索與實踐［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2021，49（7）：275-277.

Interdisciplinary Teaching Reform under the Background of New Agricultural Science Construction：

Taking Smart Fishery as an Example

LUO Guo-zhia ， TAN Hong-xina ， ZHANG Zhengb

（a. College of Fisheries and Life Sciences， b. School of Engineering， Shanghai Ocean University，

Shanghai 201306， China）

Abstract： Under the background of new agricultural science， it is imperative to upgrade the iterative discipline training system for the development goal of “new fishery， new fishing village， new fishermen and new ecology”， so as to cultivate “new aquatic people” to meet the needs of national strategy and industrial development. The aquaculture industry is transforming from the traditional empirical farming mode to the automatic and intelligent farming mode， and rapidly entering the era of wisdom. Taking the course of “Smart Fishery” as an example， this paper analyzes and expounds the course construction approach， course objectives， content arrangement and other aspects. Because it is the first time to offer the smart fishery course at home and abroad， there is a lack of relevant cases to compare and analyze. We hope to further improve the course system in practice.

Key words： new agricultural science; interdisciplinary; Smart Fisheries