新農科建設的 “三優兩合” 教學模式構建

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A

一、新農科人才培養面臨的挑戰

專業口徑略窄、過度關注某一專業的知識技能培養、對學生綜合素質和能力發展重視不夠是過去中國高等學校專業教育中存在的主要問題。為破解這一困境，國內高校在吸收通識教育經驗基礎上，逐步探索構建了本土專業教育模式——大類專業招生[1-2]。在鄉村振興戰略與農業現代化雙輪驅動下，中國農科人才培養體系同樣面臨深刻變革，學生跨學科解決復雜農業問題的能力有待提高，這與新農科建設要求的復合型人才培養目標形成結構性矛盾[3]

農學作為支撐國家糧食安全的戰略學科，在智能化時代面臨傳統知識體系重構的迫切需求。《中共中央國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》明確提出，要加大涉農高校、涉農職業院校、涉農學科專業建設力度。當前，盡管絕大部分涉農高校已開展跨學科課程整合，并立項了多個新農科研究與改革實踐項目[4]，但在具體實施中仍面臨一些挑戰。

（一）農科與各交叉學科的知識體系“融合難”

新農科涉及學科繁多，各學科均有各自的知識結構體系，且知識體系之間既有邊界又有邏輯關聯。因此，如何有效地梳理農科與各學科知識結構的關系，清晰地構建各知識點之間的邏輯關聯，合理地融合新農科知識結構，是一個巨大的挑戰[5]。

（二）大類培養的農學導論課程建設“開展難”

隨著各高校跨學院大類招生的逐步推進，如何向大類培養的大學生講授各學科的導論課程成為培養體系需要關注的關鍵環節。然而，農業涉及的學科繁雜，如何在農學導論課程中短時間合理組織規劃課程內容，帶領學生清晰認識農業，引導學生在大類分流中選擇為新農科建設和鄉村振興相關的職業發展方向，仍然是一個難點[6]。

（三）教學組織與教學模式“革新難”

隨著中國的城市化進程不斷加深，越來越多的學生在成長環境中鮮少接觸農業環境。如何通過教學的組織與模式創新，綜合運用虛擬現實等前沿技術合理構建農業實踐環境，幫助非農背景學生理解農業生產環境，是重要的教學革新方向[7-8]。

針對上述挑戰，中山大學農業與生物技術學院堅持“四個面向”，緊密圍繞立德樹人根本任務，立足學校發展定位、特色優勢和實際情況，組建了面向本科生物醫學工程大類（包括生物醫學工程、生態、農學）的農業文明與智慧農業導論課，構建了“三優兩合”教育教學模式，取得了顯著改革成效。該模式的核心創新體現在3個方面：一是優化形成“經一緯”分明的學科與知識體系，形成跨學科知識圖譜，破解知識融合難問題；二是整合實踐教學場景優配與跨學科教學團隊優選，有效突破城鄉認知差異，解決教學組織模式革新難問題；三是設計“思政耦合一督導閉合”相結合的質量保障體系，形成價值引領與教學規范的雙重保障，確保面向大類培養的農學導論課程的建設成效。

二、面向本科大類培養的“三優兩合”教學模式

（一）第一優：“優化”學科交叉與知識體系

“經一緯”分明的學科體系融合。課程以農業發展歷史演替為經線，以多學科知識、思想、理論、技術對農業的推動案例為緯線，融合農學與生物、環境、人工智能等學科知識，構建時空維度明確的交叉知識體系，通過梳理農學與相關學科理論技術的共性基礎，建立知識點間的邏輯關聯，解決傳統培養中知識碎片化和邏輯結構弱的問題，重構適應中國農業現代化發展需求的跨學科融合知識體系結構。例如在講授農業發展簡史中，融合基因組學、遺傳學等知識，利用精準定向育種案例解析作物的傳播與馴化過程；在智慧農業模塊，綜合介紹輻射傳輸理論和衛星遙感技術，梳理不同類型農作物和農業相關設施的光譜輻射特征，結合衛星遙感觀測的農作物長勢和產量的大范圍動態監測數據，為學生輸送前沿的國內外研究成果與發展趨勢。該體系使學生系統認知農業文明的歷史貢獻與當代價值，了解了新農科理論和核心關鍵技術，同時感悟到交叉學科對現代農業的革新作用，培養其跨學科問題解決能力。非農學專業學生亦可借此建立現代農業認知框架，為其職業發展提供多元視角。見圖1。

“經一緯”分明的知識體系傳承。針對復合型人才的培養目標，課程重構了農學與相關大類學科的知識體系，以農業文明發展時間軸為主線，設置四大模塊：分別為農業發展簡史、農業文明發展推動力、未來農業文明展望和智慧農業。課程不僅涵蓋農業資源與環境、作物學等傳統農學核心理論知識，還利用中山大學多學科優勢開展了計算機科學、生態學、遙感與地理信息學課程知識的融合講授，重點解析多學科知識對農業文明的技術驅動機制，通過時間軸串聯不同歷史節點的學科交叉案例，建立“歷史傳承一現實需求一未來創新”的知識演化脈絡。見圖2。

（二）第二優：“優配”實踐教學條件

虛擬現實農科教學。隨著非農村背景學生的比重越來越大，農學類課程知識逐漸遠離了學生的日常生活環境。目前傳統的農學類知識點多為記憶型，非農村背景學生在之前的成長環境中鮮少接觸相應知識，理解難度較大，單純的概念和理論知識點講授難以提高學生的學習興趣。對此，課程組通過虛擬現實技術，如設置虛擬農田環境等，讓學生對農作物進行觀察，學習如何進行播種管理；設置農業污染動態仿真、無人機植保環境等，使學生切身感受到科技發展為農業帶來的巨大變化，改變學生印象中落后的農村發展認知。同時，課程組利用學校圖書館展館資源，設置土壤樣本、種質資源等實物教學區，以具體、物化的方式有效提升學生對物種遷徙、資源變遷等復雜知識點的理解深度。

“一分田”實踐育人模式。為破解傳統農科教育中理論與實踐脫節的難題，課程組有效結合學院設立的“一分田”教學實習與科研訓練計劃。該計劃為每位學生分配專屬試驗田，要求學生基于課程知識完成從種植規劃到收獲評估的全周期農業生產實踐。通過與“一分田”教學實踐的有機耦合，學生可以綜合運用所學知識，在課程組老師的指導下開展創新實驗，如指導學生圍繞課程中“肥料的昨天，今天，明天”章節內容，開展植物營養學等方向的科研工作；結合“智慧農業的關鍵技術”章節內容，自主完成“智慧農業種植箱”的構建等，讓學生在真實生產場景中驗證理論的可行性，充分調動了非農村背景學生的學習積極性和興趣。相較于傳統觀摩式教學，這種“做中學”的模式不僅強化了學生的主人翁意識，更通過田間勞作培育了新時代農業人才必備的創新思維與堅韌品格。

（三）第三優：“優選”師資，構建精英團隊

課程團隊建設遵循“多元交叉、梯度傳承”的原則，組建了由11位教師構成的跨學科教學隊伍。團隊成員涵蓋遺傳育種、農業資源與環境、食品安全、植物保護、測繪遙感、人工智能等多個學科領域，其中既有執教40年的全國模范教師，也有具備海外研修經歷的青年學術骨干。團隊實施一課多師協同授課機制：針對農業的傳統核心基礎知識，由資深教授系統梳理學科發展脈絡；在智慧農業等前沿章節中，則由洞悉該領域的一線專家和青年教師負責授課。為保障教學質量，建立了包含集體備課、交叉聽課、動態更新、傳幫帶指導的四維保障體系，定期組織研討會，淘汰過時技術案例，確保教學內容與學科發展同步。

（四）第一合：思政教育的“耦合”

農業文明本身就是一個生動的思政體系，整體上傳輸中華文明五千年光輝歷史的事件、人物、思想，章章有思政，節節有社會主義核心價值觀教育。因此，課程做到了將思政教育貫穿到大類培養農學導論課程教學的全過程。例如，在農業文明發展推動力模塊，通過介紹人類文明史上發生的糧食戰爭，將作物育種理論與中國糧食安全戰略相結合，引導學生樹立“大食物觀”，進一步通過對比中外農業科技發展，解析種質資源“卡脖子”問題，激發學生使命擔當；在智慧農業和未來農業文明展望模塊中，講授農業遙感、物聯網農場、太空農業概念的同時，拓展介紹中國衛星遙感（如北斗衛星）、5G、太空探索領域的快速發展和各項技術在國際中的領先地位，增強學生科技報國的信念，使專業教學與價值引領產生深度共鳴。

（五）第二合：質量督導的“閉合”

課程構建了“多級督導一雙向反饋”教學質量保障體系。多級督導包括：學院教學督導和課程負責人定期聽課，現場記錄教學薄弱環節并提出針對性改進建議；邀請和組織學科相關教師隨堂聽課，建立教師協同發展機制，定期圍繞教學內容、教學方式、課堂氣氛等關鍵環節召開研討會，形成有針對性的教學方式改進方案。雙向反饋措施則通過匿名調查問卷、隨堂詢問等，了解學生對課程的評價、意見和建議，這種將督導評價、同行評議與學生反饋相貫通的閉環管理機制，有效提高了課堂內容的更新率與教學模式的創新性。

三、“三優兩合”教學模式實踐效果與未來課程優化建議

課程實施后對374名修課學生進行追蹤，通過發放調查問卷的方式了解學生對課程的評價，共回收有效問卷289份（有效率 77.27% ）。針對課程價值認知、目標達成度、內容吸引力等6個維度開展教學評估。調查問題具體包括以下6個問題。問題1：課程開設的重要性；問題2：是否了解課程設置的目的；問題3：對課程內容是否感興趣；問題4：該課程是否幫助你更好地了解農學專業；問題5：對課程的滿意度；問題6：學習課程的主要收獲和意見、建議。數據顯示：58% 的受訪者肯定了課程開設的必要性，其中20% 的學生高度認可該課程價值； 96% 的學生能理解課程設置的育人目標，僅 4% 存在認知偏差；84% 的學習者表現出持續學習興趣，特別是在食品與人類文明、未來農業、智慧農業等交叉領域的章節，這為后續課程內容的安排調整提供了量化依據。詳見圖3。

此外，課程顯著改善了學生對農學專業的認知， 94% 的受調查者認為其有效輔助了專業分流決策。在滿意度評價中， 26% 的學生給予“非常滿意”評級， 56% 選擇“基本滿意”。調查結果顯示，學生在該課程的核心收獲主要聚焦于兩個方面：一是全面系統地了解了農業文明的演替過程及對人類文明的主要貢獻，認識到農業文明對國家經濟社會發展大局的必要性，增強了立志解決國家重大農業戰略需求的使命感；二是系統了解了新農科理論和核心關鍵技術，熟悉了專業相關的國家戰略、方針和政策，了解了國內外的最新成果、理論前沿與發展趨勢。典型反饋如“課程顛覆了我對農業即面朝黃土背朝天的刻板認知”“無人機植保案例使我們理解了學科交叉的應用意義”等。

通過反饋可知，部分同學認為農業文明與智慧農業導論課沒有專業課重要，對本課程非常感興趣的學生人數較少，少部分學生對課程內容不感興趣；學生在反饋中也指出，課程存在對現代農業的就業方向普及不夠以及作業量偏多等問題，且由于新冠疫情的影響部分課程采用網絡授課，課堂互動性較少，對授課效果有一定影響。主要原因除了學生自身對農學不感興趣、社會家庭環境影響等原因外，也存在因設定是導學課程所以內容設置較淺、未能深入展開講授等課程設置方面的問題，也為今后課程的優化和改進指明了方向。

教學問卷體現的成效評估也顯示了該課程未來的優化空間。首先，部分同學仍存在對課程定位的認知偏差，認為導論課重要性低于專業課程（ 14% ），導致學習動力不足。其次，在內容供給維度，部分同學反饋課程存在“廣而不精”的矛盾，并提出了期望課程內容能增設對現代農業就業前景的深度介紹、提高知識點專業性和高難度內容占比等建議。最后，在教學實施環節，部分學生反饋課堂討論深度應進一步提高。上述問題的產生折射出大類培養課程普遍存在的問題——導論課定位帶來的內容廣度與深度失衡、新興技術模塊與傳統知識點的整合存在較大難度。基于此，課程后續建設提出三階優化路徑：一是建立“基礎模塊 + 進階專題”的彈性課程架構，結合“大班授課 + 小班研討”模式；二是增設“農業職業發展”等實踐導向單元，重塑課程內容，選取“農業發展簡史”與“智慧農業”模塊分別增設實踐課堂；三是進一步構建“線上資源學習一線下深度研討一田間現場教學”的混合式教學模式，進一步結合“人工智能（AI） + ；課程建設，實施精準學情干預。

參考文獻：

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[責任編輯：朱松琳]