張 婧,頡建明,呂 劍,肖雪梅,李 靜,張瀟丹
(甘肅農業大學園藝學院,甘肅蘭州 730070)
交叉學科是指不同學科之間相互交叉、融合、滲透而出現的新興學科[1]。交叉型本科專業是具有交叉學科特點的本科專業。交叉學科應解決實踐中的重大現實問題而生,采取融合學科邊緣的建構方式,具有深度支持產學研一體化的特點[2]。隨著機械化、信息化、數字化、智能化等現代技術在農業生產中的應用及標準化、綠色化生產技術的持續推進,農業生產對學科交叉型人才的需求更為迫切。
近年來,我國設施農業發展迅速,設施農業成果日新月異,已成為世界上設施園藝面積最大的國家[3];黨的二十大報告提出,要樹立大食物觀,發展設施農業,構建多元化食物供給體系;2023 年中央一號文件提出,發展設施農業在抓好重要農產品穩產保供方面極具重要性[4]。設施農業科學與工程專業是集生物工程、環境工程與農業工程為一體的學科交叉型本科專業,在設施農業人才培養、保障蔬菜果品等重要農產品供給、增加農民收入、促進鄉村發展中發揮著重要作用[5]。設施農業復合型人才培養過程中“農、工、理”的有機融合是實現本專業人才培養目標和決定人才培養質量的關鍵所在,也是實現學科交叉的難點。
教學團隊是完成教學任務、保證教學質量的基本單元,是以提升人才培養質量為目標,以課程建設和教學改革為“抓手”,以互補、溝通、合作為途徑,整合建成的教師教學活動群體[6],依據教學團隊的人員組成及團隊知識結構,可以將教學團隊分為課程教學團隊、課程模塊教學團隊及專業教學團隊。承擔同一門課程的教師組成的教學團隊為課程教學團隊,可以由不同業務專長的教師承擔同一課程不同章節的教學內容,讓學生接受到本門課程的良好教育。承擔同一類課程,如設施蔬菜栽培學、設施果樹栽培學、溫室花卉等栽培類課程的教師組成的教學團隊為課程模塊教學團隊,要求任課教師在不同的方向(如不同作物種類)有專長,讓學生接受到某一類課程的良好教育。承擔某專業核心課程的全部教師組成的教學團隊為專業教學團隊,要求任課教師在專業方向上互補,在教學內容上緊密銜接,讓學生接受到系統、全面的專業教育。專業教學團隊的教師組成也要求具有課程教學團隊教師組成的特點。教學團隊的組建是新時代高校深化教學改革、提升教學質量的有效途徑,集中體現了課程育人的關鍵環節。2007 年,教育部等部門在“高等學校本科教學質量與教學改革工程”中首次將“教學團隊建設項目”列為質量工程建設的重要舉措。2018 年,教育部審核認定全國首批“黃大年式教學團隊”,進一步強化了“教學團隊”在高校本科教學的核心地位。學科交叉型本科專業教學團隊的建設有別于傳統教學團隊,更應突出教師在專業互補、方向互補、學位異緣等方面的特色。在充分發揮教師個性化特長的同時,更需要教學團隊圍繞“農業產業發展”的熱點和焦點問題開展互補式學習和討論,使理論和實踐教學均能緊密結合新時代農業強國建設人才培養的需求。
組建于上世紀60 年代的甘肅農業大學“設施農業課程教學團隊”最初依托園藝本科專業“保護地栽培”課程設置。應設施農業產業發展的需要,2004 年開設設施農業科學與工程本科專業,陸續開設了設施園藝學、設施蔬菜栽培學、溫室花卉、設施果樹栽培學、溫室環境調控、無土栽培技術與原理等系列專業課程。經過多年的發展,建設形成了跨學院、跨學科的“設施農業科學與工程專業教學團隊”,其中設施蔬菜栽培學、無土栽培技術與原理等課程由園藝學院專任教師承擔,工程力學、溫室工程材料學等課程由機電工程學院相關教師承擔,測量學、建筑制圖學等課程由水利水電工程學院相關教師承擔。團隊現有專任教師22 人,教師專業、學緣、年齡、職稱等結構合理搭配,在保證設施農業科學與工程學科交叉型專業人才培養質量方面發揮了重要作用。2018 年“設施農業科學與工程”專業獲批甘肅省省級特色專業,“設施園藝學”列入省級精品資源共享課建設課程;2020 年“設施蔬菜栽培學”獲批省級一流課程并完成慕課建設,同年經省教育廳批準,“設施農業科學與工程”專業成為省級一流本科專業建設點。
國內“設施農業科學與工程”專業大多開設在園藝學院或農學院,授予畢業生農學學士。傳統培養過程中,授課教師多為“農科”相關專業畢業,“工科”背景師資較少,有關設施農業機械化、數字化、自動化、智能化等方面的教材、實驗、講座、生產實踐等均較少,需要進一步補充、完善和加強。
甘肅農業大學設施農業科學與工程專業設立初期,未能形成有組織的教學團隊,教學過程中存在教學內容“兩張皮”的現象,不能體現學科交叉專業的特點。農科背景的教師在教學中能充分講授有關生物學、栽培學等方面的教學內容,對設施結構設計、設施環境調控等方面的教學內容涉及較少;工科背景的教師則主要開展工程設計與建造、環境智能管控等方面的教學,且內容多與民用或工業建筑相關,對農用建筑設計,尤其是溫室設施設計與建造、作物生長需求與環境調控等方面的教學內容涉及較少;學生在掌握園藝設施設計原理、設施環境調控及作物生長調控方面難以融會貫通。
設施農業科學與工程專業旨在培養具備生物學、環境學和建筑工程學的基本理論,系統掌握園藝植物生長環境營造與調控、現代農業設施規劃與設計、設施植物種苗繁育與高質高效生產、農業設施智慧管理與技術開發等方面的知識和技能,具有創新精神和創業能力的高級復合型人才,培養過程涉及農學、工學、生態學、化學等交叉學科,交叉內容多且跨度較大。多學科交叉的特點要求團隊教師既具有多學科的專業基礎,又具有設施農業生產的專業知識與實踐技能,這不僅增加了教師的教學難度和學生的學習難度,在教學實踐中也表現出較高的補考率。
學科交叉型專業的教材往往由不同專業的教師編寫,由于教師專業背景與其對交叉專業認知的差異,使得教材編寫與教學過程中易存在系統性不強、部分必學內容缺失及不同課程之間內容重復的現象,既浪費課時,耽誤教師和學生的寶貴時間,又降低教學效率和效果。在設施農業科學與工程專業教學實踐中,栽培學教師易出現忽視設施環境特點及依據作物需求來調控環境的現象,不能凸顯設施栽培的特點;或工程專業教師易存在雖能強化設施建造的內容,卻不能按照作物的生長需求來營造環境的現象。
按照交叉學科的特點,配備相關學科背景的教師組成教學團隊。以“設施農業課程教學團隊”為例,要求配備生物學、環境學、建筑學、計算機、園藝學及設施農業科學與工程等專業背景及其他相關專業的專任教師。同時,也要考慮老、中、青結合,使年齡結構、職稱結構合理,建設一支專業知識互補、年富力強、充滿活力的教學團隊。甘肅農業大學“設施農業科學與工程專業教學團隊”近五年陸續引進具有“設施農業科學與工程”和“設施園藝學”專業背景的青年博士4 人,并增設了溫室工程概預算、農業設施CAD、設施農業研究法、園藝機械概論等專業課程,積極探索不同學科背景教師之間教學與科研互補合作的方式與途徑。
成立由專業負責人任組長,系主任任副組長、課程組負責人為成員的專業教學團隊建設領導小組,全面安排、協調教學內容和教學任務。領導小組通過定期或不定期地組織開展教學研討、資料查閱和檢查型聽課,進行課程體系的調整與優化,及時發現并引導改進教學工作中存在的問題,形成良好的團隊運行機制及工作作風,保證教學質量。
甘肅農業大學“設施農業科學與工程專業教學團隊”按照課程設置成立課程組,由3 名以上教師擔任同一門課程。選擇長期從事該課程相關教學科研工作,并在本門課程建設方面做出突出貢獻的資深教師擔任課程負責人,負責組織本門課程課堂教學、實踐教學、考試與評卷等工作。
設施農業科學與工程專業教學既涉及建筑制圖、測量、工程概預算等設施建造知識,也包括設施內溫度、光照、氣體等環境因子的調控技術,同時包括蔬菜、果樹、花卉等園藝作物對環境條件的要求,以及設施環境與水分、養分、植株調整等管理措施,培養的學生要求具備設施環境營造調控和作物生產管理的綜合能力。甘肅農業大學“設施農業科學與工程專業教學團隊”按照“設施工程”“設施環境”“設施栽培”三個課程模塊組織教學,其中設施工程模塊包括溫室設計與建造、農業設施CAD、現代農業科技園區規劃與管理、溫室工程材料學等課程,設施環境模塊包括設施環境工程學、農業物聯網技術與應用等課程,設施栽培模塊包括設施蔬菜栽培學、溫室花卉、設施果樹栽培學、無土栽培技術與原理、工廠化育苗等課程。由3 個方向的資深教師分別擔任課程模塊負責人,負責模塊內部不同課程教學內容的銜接。
即便是同一專業背景畢業的教師,由于畢業院校的學科水平、師資配備、教學條件、教學特色、科研優勢等的不同,而表現出不同的專業特長、教學風格及科研方向。不同學緣背景的教學團隊可以使學生在知識結構、科研能力、實踐技能等方面得到更為全面、豐富的訓練和提升。以設施農業科學與工程專業為例,來自于南方相關院校的教師,可能對遮陽降溫相關設施及技術內容較熟悉;來自于北方相關院校的教師,對蓄熱保溫的日光溫室及相關技術內容較熟悉;具有留學經歷或取得國外農業設施發達國家學位的教師,可能對全光溫室及環境自動控制的內容較熟悉。甘肅農業大學“設施農業科學與工程專業教學團隊”近五年吸納非本校第一學歷的教師6 人,教師知識結構及專業特長互補,教學效果得到了學生的普遍認可。
教學團隊為完成教學目標,提高教學質量設置;科研團隊為完成科研任務,解決理論或實踐難題設置。科研成果可以轉化為教學內容是高校教學的重要特點,可以使最新的科研成果進入課堂,使學生掌握相關學習內容的理論前沿或產業中新開發的最新技術[7]。學科交叉型本科專業涉及內容寬泛,而且跨度較大,科研成果對教學內容的支撐需求更為迫切。建立教學與科研相融合的教學團隊,是提升教學效果、提高人才培養質量的重要途徑。甘肅農業大學“設施農業科學與工程教學團隊”主要由從事設施結構設計、設施環境調控、設施栽培技術研究方向的教師組成,近年來承擔國家重點研發計劃、公益性行業專項、國家自然科學基金、甘肅省科技重大專項等重點科研項目,相關科研成果已轉化為教學案例,并根據甘肅戈壁設施農業發展的要求增設了“農業資源利用與基質栽培”等課程,保證了教學內容的先進性與實用性。
實施青年教師導師制,發揚“傳、幫、帶”優良傳統[8]。由長期在教學科研一線工作的老教師擔任青年教師的導師,一對一指導青年教師開展課堂教學、生產實踐、考核評價等教學工作及相關科學研究工作,使其對講授課程的掌握達到“精、準、新、深、熟”的程度,帶領青年教師準確把握教學重點、難點和學科發展趨勢,提高青年教師的教學科研能力。制定青年教師培訓計劃,鼓勵青年教師定期赴國內外名校進行進修及訪學活動,增強國際化視野,拓展知識面,提高學術水平。甘肅農業大學“設施農業科學與工程專業教學團隊”對新進教師的培養有明確要求。新進教師與老教師需簽訂培養期為3 年一對一指導方案,例如要求新進教師在參加工作后的2 年內,每學期完成學習型聽課時數不少于30 學時;教授、副教授每學期以聽課方式指導青年教師不少于6 學時,團隊教師教學能力得到有效提高。
黨的二十大報告中明確提出,要用現代技術和物質裝備武裝農業,提高農業良種化、機械化、科技化、信息化水平[9]。由于農業科學原始創新力的不足,難以促進現代農業的輕簡化、智能化發展,難以滿足國家新時代農業創新性人才的培養要求。因此對于農業院校學科交叉型本科專業教學團隊建設來說,需打破專業壁壘,建設跨學院、跨部門、跨行業的交叉型教學團隊,推進“新農科”“新工科”等學科與“智慧農業”的緊密融合,加緊培養解決農業生產實際問題緊缺人才,推進農業現代化強國建設,是未來高質量團隊建設需要考慮的重要問題[10]。
產業興旺是鄉村振興的重點,是推動鄉村發展的前提[11]。成果轉化和技術服務是發展農業產業的技術保證。農業院校教學團隊應以教學團隊建設為載體,構建“產、學、研”一體的教學團隊、科研團隊和社會服務團隊,配置具有產前、產中、產后全產業鏈專業知識的教師團隊,強化高校、社會、產業的協同育人及服務區域經濟發展功能,將新思維、新理念、新技能落實在生產實踐中,主動與鄉村產業對接,充分發揮高校的社會服務功能,為鄉村振興提供智力支持[2]。因此,建立服務鄉村振興戰略與教學科研相長的設施農業教學團隊也具有更為重要的時代意義。