新農(nóng)科背景下智慧畜牧業(yè)課程教學(xué)改革探索

摘 "要：新農(nóng)科背景下的智慧畜牧業(yè)是動物科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)選修課，是培養(yǎng)具有現(xiàn)代化畜牧素養(yǎng)的動物科學(xué)專業(yè)人才的一門重要課程。該文從教學(xué)設(shè)計和教學(xué)模式的角度對課程進行改革探索，提出以學(xué)生為中心，突出課前預(yù)習(xí)—課中學(xué)習(xí)—課后復(fù)習(xí)主線，課中學(xué)習(xí)穿插針對教學(xué)內(nèi)容的課程思政主題的教學(xué)設(shè)計，做好備學(xué)情、備教材、備教學(xué)內(nèi)容、備教學(xué)方法和備教學(xué)手段等“5備1設(shè)計”的教學(xué)模式改革工作，并在實際的教學(xué)過程中進行應(yīng)用，以提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，為同類型新農(nóng)科課程建設(shè)或教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：智慧畜牧業(yè)；教學(xué)設(shè)計；教學(xué)模式；新農(nóng)科；課程教學(xué)改革

中圖分類號：G642 " " "文獻標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號：2096-9902（2024）22-0027-04

Abstract： Smart Animal Husbandry in the context of new agricultural science is a professional elective course for animal science majors and an important course for training animal science professionals with modern animal husbandry literacy. This paper explores the reform of the curriculum from the perspective of teaching design and teaching model， proposing to focus on students， highlight the main line of pre-class learning-after-class review， and intersperse in-class learning with teaching design of ideological and political themes based on the teaching content. We should do a good job in reforming the teaching model of \"5 preparations and 1 design\" such as preparing learning conditions， preparing teaching materials， preparing teaching content， preparing teaching methods， and applying it in the actual teaching process. In order to improve the teaching effect and student learning effect， and provide reference for the construction or teaching reform of new agricultural courses of the same type.

Keywords： Smart Animal Husbandry; teaching design; teaching model; new agricultural science; curriculum teaching reform

農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)對我國高等農(nóng)林教育提出新要求，新農(nóng)科建設(shè)的核心是培養(yǎng)新型農(nóng)林人才[1]。畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，畜牧業(yè)智能化數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，使養(yǎng)殖業(yè)組織、業(yè)態(tài)、模式正在發(fā)生重大變革，亟需具有畜牧學(xué)知識背景的信息化、智能化知識和技能的復(fù)合型人才[2]，因此在原有動物科學(xué)人才培養(yǎng)方案中增加體現(xiàn)新農(nóng)科方面的課程就顯得尤為重要。智慧畜牧業(yè)正是在此背景下，逐步發(fā)展起來的一門體現(xiàn)新農(nóng)科特色的動物科學(xué)專業(yè)課程，為此本文從教學(xué)設(shè)計和教學(xué)模式的角度，進行智慧畜牧業(yè)課程改革的探索，力求更好地體現(xiàn)現(xiàn)代畜牧和課程思政特點。

1 "課程概述

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院為使動物科學(xué)方向的畢業(yè)生適應(yīng)現(xiàn)代化畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才需求，2006年就開始在動物科學(xué)專業(yè)開設(shè)計算機在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用課程，2019年根據(jù)新的動物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案將此課程變更為智慧畜牧業(yè)，學(xué)時為24理論學(xué)時。課程的設(shè)立順應(yīng)了時代發(fā)展需求，符合教育部新農(nóng)科課程改革方向，是培養(yǎng)具有現(xiàn)代化畜牧素養(yǎng)的動科專業(yè)人才的一門重要課程。

智慧畜牧業(yè)課程不僅注重相關(guān)自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)等基本知識的學(xué)習(xí)，還注重應(yīng)用這些知識解決畜牧生產(chǎn)方面問題能力的培養(yǎng)，是現(xiàn)代畜牧生產(chǎn)工藝與裝備、動物營養(yǎng)學(xué)、飼料學(xué)、動物育種學(xué)和動物生產(chǎn)學(xué)等課程在現(xiàn)代畜牧產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的綜合體現(xiàn)。針對人才培養(yǎng)方案中“新農(nóng)科，了解現(xiàn)代生物技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，根據(jù)需要選用合適的設(shè)備、硬件提升生產(chǎn)效率”的畢業(yè)要求，該課程的教學(xué)目的就是通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握智慧畜牧的基本概念，掌握智能設(shè)備和控制系統(tǒng)的工作原理，掌握飼料生產(chǎn)智能化控制、智慧養(yǎng)豬、智慧養(yǎng)雞、奶牛智慧養(yǎng)殖、智慧育種、動物疾病診斷和疫病預(yù)警系統(tǒng)的基本原理及應(yīng)用，了解智慧畜牧業(yè)的發(fā)展趨勢；使學(xué)生能夠在實施飼料廠、養(yǎng)殖場自動化生產(chǎn)過程中，具備解釋實際生產(chǎn)過程出現(xiàn)相關(guān)問題的能力，能夠選擇和使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代技術(shù)對養(yǎng)殖信息進行收集與處理，使用相關(guān)的軟件系統(tǒng)，對養(yǎng)殖效率、品質(zhì)、安全的提升提出建議或解決方案；培育學(xué)生的科學(xué)精神、探索創(chuàng)新精神，增強學(xué)生的民族自豪感、使命感和愛國主義情懷，樹立科技興農(nóng)、強農(nóng)興國的意識并有時代擔(dān)當(dāng)?shù)木褡非蟆ａ槍υ撜n程特點，課程團隊進行了教學(xué)設(shè)計和教學(xué)模式的深入研究。

2 "“5備1設(shè)計”的課程教學(xué)設(shè)計和模式研究

傳統(tǒng)的高等教育的教學(xué)設(shè)計和模式，是以教師為中心，即課程教學(xué)設(shè)計時是以教師單方傳授知識為主，現(xiàn)已逐步過渡為學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計，即教學(xué)過程重視學(xué)生參與教學(xué)，學(xué)生參與課堂教學(xué)過程越多，學(xué)生為中心的主體感就會增強，從而能夠進一步提升教學(xué)質(zhì)量[3-4]。加之現(xiàn)在雨課堂等多元化的線上教學(xué)工具，使得教學(xué)手段更加多元化[5]，課程教學(xué)設(shè)計和模式的豐度也得到較大提升，學(xué)生參與教學(xué)的過程才能得到保障。

在智慧畜牧業(yè)課程更名以前，課程設(shè)計是以教師為主體，以課堂講授為主，輔之以實驗教學(xué)。在課程更名之后，課程組教師根據(jù)現(xiàn)代畜牧的時代特征，在課程教學(xué)設(shè)計中提升學(xué)生的參與度，并針對授課對象為本科生和專升本同學(xué)的2類情況，做好備學(xué)情、備教材、備教學(xué)內(nèi)容、備教學(xué)方法和備教學(xué)手段等“5備1設(shè)計”教學(xué)模式改革工作。教學(xué)過程設(shè)計突出課前預(yù)習(xí)—課中學(xué)習(xí)—課后復(fù)習(xí)主線[3]，課中學(xué)習(xí)穿插教學(xué)內(nèi)容的課程思政主題，以提升課程育人實效。

2.1 "備學(xué)情

表1給出的是針對動物科學(xué)本科生和專升本學(xué)生，在講授“第四章第一節(jié)雞舍環(huán)境自動化控制”時給出的學(xué)情對比分析示例。

2.2 "備教材

教材是教學(xué)活動的重要載體[6]，學(xué)生對教材的依賴性強，教材對學(xué)生學(xué)習(xí)有著重要的支撐作用，專業(yè)課教材是傳遞專業(yè)知識的重要媒介[7]。但智慧畜牧業(yè)課程受新技術(shù)發(fā)展影響較大，因此不能只局限于教材的內(nèi)容，要不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，了解前沿技術(shù)在畜牧行業(yè)中的應(yīng)用情況，這樣才能避免新課程講舊知識的局面出現(xiàn)。

2.3 "備教學(xué)內(nèi)容

圍繞每節(jié)課的邏輯主線條，進行教學(xué)內(nèi)容的組織，客觀地設(shè)計出處理教學(xué)重點與難點的措施和方法。將課程思政與專業(yè)內(nèi)容相結(jié)合，采用CRE（Course課堂、Resource教學(xué)資源、Evaluation評價反饋）3項規(guī)劃的建設(shè)思路和“點線面體”的課程思政四維設(shè)計模式，深度挖掘課程思政元素，落實課程立德樹人根本任務(wù)。

2.4 "備教學(xué)方法

針對各節(jié)教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方法，在智慧畜牧業(yè)課程（以下簡稱本課程）中，主要以課堂講授（啟發(fā)式）為主，結(jié)合課堂討論、視頻案例討論、互動話題討論、作業(yè)結(jié)果討論和課程思政主題討論，課后通過布置習(xí)題與課件復(fù)習(xí)、觀看網(wǎng)站視頻督促學(xué)生復(fù)習(xí)。

2.5 "備教學(xué)手段

本課程大部分時段以教師講解為主，因此，教師的語言和肢體藝術(shù)就顯得非常重要。本課程組傳幫帶的形式及教研組聽課活動，正好是提高教師教學(xué)語言修養(yǎng)的有效途徑，通過老教師的言傳身教，教研組教師的熱心指導(dǎo)，參與教學(xué)比賽等活動，課程組老師的教學(xué)語言修養(yǎng)得到很大提高。

除此之外，課程組還在不斷完善電子課件，尋找線上或線下視頻資料，通過雨課堂平臺發(fā)布課件，鼓勵同學(xué)在雨課堂上留言，收集學(xué)生學(xué)習(xí)難點，進行線上（雨課堂、QQ群或QQ個人）或線下（課堂、一對一）解答，幫助同學(xué)更好地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。

2.6 "教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

教學(xué)環(huán)節(jié)主要由課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后學(xué)習(xí)三個環(huán)節(jié)構(gòu)成。

課前預(yù)習(xí)：利用先進的信息化教學(xué)手段（雨課堂平臺），進行課前預(yù)習(xí)，并對預(yù)習(xí)中遇到的問題進行反饋，做到教師和學(xué)生的課前互動，利于教師根據(jù)學(xué)生的實際情況，動態(tài)調(diào)整課堂講授內(nèi)容，提高課堂學(xué)習(xí)效果。

課堂教學(xué)：根據(jù)每節(jié)課教學(xué)內(nèi)容，內(nèi)容的邏輯主線，重點與難點，采用講授教學(xué)、視頻教學(xué)、案例教學(xué)和互動教學(xué)等教學(xué)手段，專業(yè)知識中融入思政等方法進行課堂教學(xué)。

課后學(xué)習(xí)：復(fù)習(xí)課件，完成教師布置的課后作業(yè)和網(wǎng)站視頻觀看等任務(wù)，教師根據(jù)學(xué)生的課后反饋情況，及時進行難點復(fù)習(xí)。

3 "課程教學(xué)設(shè)計和模式改革實踐

本文就以本課程中“第四章第一節(jié)雞舍環(huán)境自動化控制”為例，按照“5備1設(shè)計”原則，針對大三年級動物科學(xué)專業(yè)本科班，進行課程教學(xué)設(shè)計和模式改革。

3.1 "學(xué)情分析

時代特征：現(xiàn)代畜牧業(yè)人才的培養(yǎng)要符合教育部新農(nóng)科改革的方向，將學(xué)生現(xiàn)代化技術(shù)能力的培養(yǎng)與社會主義核心價值觀培養(yǎng)結(jié)合起來，為國家培養(yǎng)出高素質(zhì)的現(xiàn)代化畜牧業(yè)專業(yè)人才。

知識結(jié)構(gòu)：授課對象為大三上學(xué)期本科生，其已學(xué)習(xí)了動物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)課程，具備了動物生產(chǎn)的一些基本知識。在本課程的前一章還學(xué)習(xí)了豬舍環(huán)境自動化控制，學(xué)生雖然不了解雞的養(yǎng)殖過程和養(yǎng)殖設(shè)施與工藝，但對圈舍環(huán)境控制有了一定的基礎(chǔ)。因此，在本節(jié)的教學(xué)中，還需再次加強密閉式養(yǎng)殖圈舍環(huán)境控制的構(gòu)成和工作原理的講解，讓學(xué)生掌握養(yǎng)殖舍、養(yǎng)殖場、智能養(yǎng)殖場中環(huán)境控制的遞進關(guān)系。

思維特點：動物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生好奇心重，求知欲強，思維開闊、活躍，喜歡參與，愿意探究新事物，但普遍對現(xiàn)代信息技術(shù)的了解不夠，對畜牧生產(chǎn)環(huán)節(jié)的了解僅處于理論知識，對自動控制生產(chǎn)技術(shù)方面大多沒有深入思考。因此，在學(xué)習(xí)過程中需要教師給予相應(yīng)指導(dǎo)。

3.2 "教材分析

本節(jié)教材主要涉及密閉式雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理、嵌入式WEB服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，雞舍與雞場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)性、環(huán)境安全型雞場無線和短信監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成三個部分，其中環(huán)境監(jiān)控部分在實際生產(chǎn)中有較大發(fā)展，需補充目前發(fā)展迅速的雞場巡檢機器人等方面的內(nèi)容。

3.3 "教學(xué)內(nèi)容分析

理清雞舍與雞場、智慧雞場之間的邏輯關(guān)系，圖1為本節(jié)的邏輯主線條。根據(jù)主線條和教學(xué)內(nèi)容分析出，教學(xué)重點是密閉式雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理；嵌入式WEB服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，雞舍與雞場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)性；環(huán)境安全型雞場無線和短信監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成。教學(xué)難點是密閉式雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，雞舍與雞場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的異同性。

3.4 "教學(xué)過程設(shè)計

針對教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)節(jié)等方面，在教學(xué)過程中采用“課前預(yù)習(xí)—課中學(xué)習(xí)與討論—課后復(fù)習(xí)與輔導(dǎo)”模式。

3.4.1 "課前預(yù)習(xí)

提前一周在雨課堂平臺發(fā)布課件，針對學(xué)生在預(yù)習(xí)中遇到的問題進行一對一問題解答，也可在課堂講授中針對大多學(xué)生反映的難點進行統(tǒng)一講解。

3.4.2 "課中學(xué)習(xí)與討論

教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)入與課程思政：首先講解本章學(xué)習(xí)目的和要求。其次通過觀看福建圣農(nóng)集團現(xiàn)代化雞場的視頻，引出上課內(nèi)容，引入課程思政主題“科技興農(nóng)，建設(shè)農(nóng)業(yè)強國，強國必先強農(nóng)，農(nóng)強方能國強”，提高學(xué)生以科技創(chuàng)新賦能鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意識。采用師生互動方式，回憶“第三章豬場環(huán)境自動化控制”的內(nèi)容，互動主題一為豬場環(huán)境自動化控制包括哪三個層次？互動主題二為豬舍環(huán)境自動化控制由哪三個部分構(gòu)成？

課程內(nèi)容講授：以PPT為教學(xué)媒介，精講課程中需要掌握的內(nèi)容——按照雞舍、雞場、智慧雞場的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的層級關(guān)系進行講授，讓學(xué)生遵循邏輯關(guān)系進行學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中強調(diào)重點與難點知識——讓學(xué)生在講解中理解雞舍、雞場、智慧雞場中的環(huán)境控制系統(tǒng)的異同。

案例分析：采用互動方式，針對具體案例，讓學(xué)生分析雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)（圖2）的構(gòu)成，在互動分析中加深學(xué)生的理解。

課程內(nèi)容總結(jié)：基于雨課堂平臺，進行課堂現(xiàn)場測試（圖3），使學(xué)生掌握本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容。

課程內(nèi)容的拓展及課后學(xué)習(xí)任務(wù)的布置：通過引入先進技術(shù)知識和布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)，拓展學(xué)生思維和視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。

3.4.3 "課后復(fù)習(xí)與輔導(dǎo)

根據(jù)課堂講授內(nèi)容，復(fù)習(xí)雨課堂中的課件，觀看線上視頻。

4 "結(jié)束語

智慧畜牧業(yè)課程定位準(zhǔn)確，目標(biāo)明確，突出了現(xiàn)代畜牧業(yè)人才培養(yǎng)的新農(nóng)科特色。課程應(yīng)用現(xiàn)代計算機智能信息技術(shù)對傳統(tǒng)畜牧產(chǎn)業(yè)改造提升，有效拓展學(xué)生跨學(xué)科視野，培養(yǎng)跨學(xué)科素養(yǎng)，打造具有學(xué)科交叉性、技術(shù)前沿性、引領(lǐng)示范性的新農(nóng)科課程，助力現(xiàn)代智慧畜牧生產(chǎn)和復(fù)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。以系統(tǒng)觀念對課程內(nèi)容進行歸納分類，將自動控制裝備、智慧系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等現(xiàn)代化技術(shù)融入每個環(huán)節(jié)，針對不同畜禽進行實例講授并歸納總結(jié)，通過網(wǎng)絡(luò)視頻展示現(xiàn)代畜牧業(yè)實景，使教學(xué)過程與企業(yè)實況保持同步甚至超前。針對課程內(nèi)容，布置開放式課程作業(yè)，從資料查找、課程作業(yè)分析與撰寫方面培養(yǎng)學(xué)生的主動思考能力。教師在傳授知識的過程中，鼓勵學(xué)生融會貫通，把專業(yè)知識和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合完成開放式課程作業(yè)。今后將進一步進行教材的立體化改進，將利用多媒體技術(shù)，改進現(xiàn)有教材紙質(zhì)化的現(xiàn)狀，增加立體化的教學(xué)資源；在現(xiàn)有課程組團隊成員基礎(chǔ)上，做好做優(yōu)傳幫帶的梯隊建設(shè)方式，優(yōu)化現(xiàn)有課程梯隊的教學(xué)質(zhì)量保障體系與運行機制。

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