新農科建設背景下跨學科教學改革

羅國芝 譚洪新 張錚

［摘 要］ 在新農科背景下，面向“新漁業、新漁村、新漁民、新生態”發展目標，水產養殖學專業升級迭代學科培養體系，培養適應國家戰略和產業發展需求的新水產人勢在必行。水產養殖業正從傳統的經驗養殖模式向自動化、智能化養殖模式轉型發展，快速進入智慧化時代。由于國內外首次開設“智慧漁業”課程，缺乏相關案例進行比較和分析，通過從課程建設途徑、課程目標、內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”課程體系。

［關鍵詞］ 新農科；跨學科；智慧漁業

［基金項目］ 2019年度上海市科學技術委員會上海水產養殖工程技術研究中心能力提升項目“循環水養殖系統與工程”（19DZ2284300）

［作者簡介］ 羅國芝（1974—），女，湖北襄陽人，博士，上海海洋大學水產與生命學院教授，主要從事循環水養殖系統與工程研究；譚洪新（1968—），男，四川資陽人，博士，上海海洋大學水產與生命學院教授，主要從事循環水養殖系統與工程研究；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，主要從事漁業物聯網研究。

［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年提出新農科概念，要求用現代生物技術、信息技術、工程技術等現代科學技術改造現有涉農專業，面向“新農業、新鄉村、新農民、新生態”目標培養人才，服務于國家鄉村振興戰略［1］。在此背景下，未來的水產養殖業將是面向智慧化和以可持續發展為目標的現代漁業綜合生態體系。智慧漁業應用物聯網（IoT）、大數據、人工智能（AI）、5G、增強現實（AR）、機器人技術等實現漁業生產的遠程控制和自動化，為從業者提供更加高效、安全的漁業生產系統，是實現工廠化與低碳化可持續協調發展的高效水產品生產模式（見圖1）［2］，也是傳統漁業和前沿科學技術的交叉融合。因此，智慧漁業的發展亟須具有相應知識儲備的復合型人才做支撐。目前，水產學科的培養方案較注重水產領域知識的傳授，雖然與生物學科的結合較為緊密，但忽略了與工程、信息、經濟等學科的必要交叉，不符合對復合型人才培養的需求。在新農科背景下，水產養殖學專業人才培養應抓住智慧漁業的發展契機，構建適合產業需要的水產養殖技術人才培養模式，助推產業升級［3］。本研究以“智慧漁業”課程建設為例，探索新農科建設背景下跨學科水產教學的改革措施和途徑，為培養復合型水產養殖技術人才提供支撐。

一、新農科建設背景下水產養殖學專業課程體系的改革路徑

新農科建設要求農學學科走與其他學科深度交叉融合的發展之路；要求綜合類高校要發揮綜合學科優勢，支持涉農專業發展；要求農林類院校實現以農林為特色優勢的多學科協調發展，構建農林教育質量新標準，主動布局新興農科專業，培養具有多學科背景的復合型新農科人才，服務智能農業等新業態發展［1］。傳統水產養殖學專業課程體系按照《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》制定專業人才培養標準［4］，注重專科型人才的培養。針對新農科建設和水產業發展需求，高校需要將多學科知識融合，全面重構知識體系與培養方案。

（一）梳理新農科對水產養殖學本科人才的需求，明確課程建設目標

系統梳理國內涉水產高校的相關課程設置情況。對產業開展調研，明確企業對智慧漁業人才的需求和卡點。

（二）量化現有水產養殖學專業培養方案對新農科要求的響應度，找準課程切入點

對現有水產養殖學專業培養方案進行評估，梳理現有課程知識架構，量化其對新農科要求的響應度并找準擬開設課程切入點，明確新開課程與相關課程的知識邏輯關系，確定課程開設的順序。對于現有培養方案中缺乏的課程，可考慮開設相關專業培養方案中的配置課程。

（三）探索多學科背景的授課教師團隊組建機制，構建有戰斗力的師資隊伍

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，除水產學科外，工程學院、信息學院等已經初步具備相關學科背景和學緣結構的教師，雖然分布在不同學院，但具備跨學院組隊的基礎。“智慧漁業”課程將探索科學的教師組建機制，建設跨界交叉融合的新農科師資，建立專兼結合的教師團隊，健全跨學科、跨學院、跨專業的協作授課機制。

（四）以數字教材和在線課程建設為支撐，構建開放型課程

教材是教學內容的主要載體，也是實現教學目標、確保教學質量的重要保證。當前，智慧漁業處在快速發展的階段，新課程的教材建設具有一定的難度，尤其是跨學科課程，傳統的紙質教材難以滿足教學需求，亟須開展數字教材建設，以契合快速發展的產業需求。除了涉及學科所需的基礎知識外，應將基于智慧漁業的實際問題、案例、科學技術前沿等整合進數字教材，不斷引入、更新和優化教學內容，重視信息化手段與智慧農業發展所需的生命科學、工程學和信息科學等交叉融合知識的傳授，建設豐富優質的開放型課程資源。隨著產業的發展和科技前沿成果的不斷更新，開放型課程應及時調整課程結構，更新課程內容，從而有效解決教學理論與實踐滯后的現象。

在授課形式上，“智慧漁業”課程充分利用現代信息技術，建設在線課程，運用數字化教學工具，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合開展翻轉課堂、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、啟發式、批判式教學和翻轉課堂教學模式，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、多向互動的翻轉課堂，構建一流在線課程等平臺，形成移動課堂；打通校內與校外的界限，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。

依據課程培養目標，開展多層次、遞進式的實踐教學，構建培養目標多元的課程考核體系。要兼顧對基礎概念、主要規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、評價和創造等高級認知能力的評估，通過設置多元考核方式和內容，引導學生建立正確的學習觀。

（六）產教高度融合，構建智慧漁業認知與應用技能培養體系

利用上海水產養殖工程技術研究中心等相關科教平臺，建設新農科養殖工程科創中心，對學生開展PBL教學實訓。通過設置針對不同專業特點的科創項目，以滿足不同專業背景學生的培養需求。比如，水產養殖學專業學生應聚焦工程和信息方面的實訓項目，工程專業學生應聚焦養殖方面的實訓項目。為了確保實訓項目有效果，應構建由不同專業背景教師組成的開放的指導教師團隊，并積極邀請生產一線的企業技術人員加入指導教師團隊進行指導，鼓勵企業導師針對企業需求設置科創項目，實現產教深度融合，構建智慧漁業認知和應用技能培養體系。

二、“智慧漁業”課程建設

（一）課程目標

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

（二）教學內容

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

（三）教學安排

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

結語

智慧漁業正在全球范圍內引起廣泛關注。作為水產第一大國，我國漁業正經歷從自動化、智能化到智慧化的迭代升級。如何為快速迭代和交叉的產業發展提供合格的復合型人才做支撐，是新農科背景下水產學科應重點考慮的問題。本文以“智慧漁業”課程為例，從課程建設途徑、課程目標、內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，為產業發展提供合格的人才支撐。

參考文獻

［1］云南大學新聞網.新時代云南省本科教育工作會議在云南大學召開［EB/OL］.（2018-11-20）［2022-07-11］.http：//www.news.ynu.edu.cn/info/1095/24856.htm.

［2］王春琳，屠春飛.新農科背景下水產學科一流人才培養的路徑探究與實踐［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.新農科建設背景下水產養殖學專業課程體系改革探索與實踐［J］.安徽農業科學，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