新农科建设背景下跨学科教学改革

罗国芝 谭洪新 张铮

［摘 要］ 在新农科背景下，面向“新渔业、新渔村、新渔民、新生态”发展目标，水产养殖学专业升级迭代学科培养体系，培养适应国家战略和产业发展需求的新水产人势在必行。水产养殖业正从传统的经验养殖模式向自动化、智能化养殖模式转型发展，快速进入智慧化时代。由于国内外首次开设“智慧渔业”课程，缺乏相关案例进行比较和分析，通过从课程建设途径、课程目标、内容安排等方面开展分析和阐述，希望在实践中进一步完善“智慧渔业”课程体系。

［关键词］ 新农科；跨学科；智慧渔业

［基金项目］ 2019年度上海市科学技术委员会上海水产养殖工程技术研究中心能力提升项目“循环水养殖系统与工程”（19DZ2284300）

［作者简介］ 罗国芝（1974—），女，湖北襄阳人，博士，上海海洋大学水产与生命学院教授，主要从事循环水养殖系统与工程研究；谭洪新（1968—），男，四川资阳人，博士，上海海洋大学水产与生命学院教授，主要从事循环水养殖系统与工程研究；张 铮（1981—），男（回族），河南平顶山人，博士，上海海洋大学工程学院副教授，主要从事渔业物联网研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）27-0045-04 ［收稿日期］2022-08-23

教育部于2018年提出新农科概念，要求用现代生物技术、信息技术、工程技术等现代科学技术改造现有涉农专业，面向“新农业、新乡村、新农民、新生态”目标培养人才，服务于国家乡村振兴战略［1］。在此背景下，未来的水产养殖业将是面向智慧化和以可持续发展为目标的现代渔业综合生态体系。智慧渔业应用物联网（IoT）、大数据、人工智能（AI）、5G、增强现实（AR）、机器人技术等实现渔业生产的远程控制和自动化，为从业者提供更加高效、安全的渔业生产系统，是实现工厂化与低碳化可持续协调发展的高效水产品生产模式（见图1）［2］，也是传统渔业和前沿科学技术的交叉融合。因此，智慧渔业的发展亟须具有相应知识储备的复合型人才做支撑。目前，水产学科的培养方案较注重水产领域知识的传授，虽然与生物学科的结合较为紧密，但忽略了与工程、信息、经济等学科的必要交叉，不符合对复合型人才培养的需求。在新农科背景下，水产养殖学专业人才培养应抓住智慧渔业的发展契机，构建适合产业需要的水产养殖技术人才培养模式，助推产业升级［3］。本研究以“智慧渔业”课程建设为例，探索新农科建设背景下跨学科水产教学的改革措施和途径，为培养复合型水产养殖技术人才提供支撑。

一、新农科建设背景下水产养殖学专业课程体系的改革路径

新农科建设要求农学学科走与其他学科深度交叉融合的发展之路；要求综合类高校要发挥综合学科优势，支持涉农专业发展；要求农林类院校实现以农林为特色优势的多学科协调发展，构建农林教育质量新标准，主动布局新兴农科专业，培养具有多学科背景的复合型新农科人才，服务智能农业等新业态发展［1］。传统水产养殖学专业课程体系按照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》制定专业人才培养标准［4］，注重专科型人才的培养。针对新农科建设和水产业发展需求，高校需要将多学科知识融合，全面重构知识体系与培養方案。

（一）梳理新农科对水产养殖学本科人才的需求，明确课程建设目标

系统梳理国内涉水产高校的相关课程设置情况。对产业开展调研，明确企业对智慧渔业人才的需求和卡点。

（二）量化现有水产养殖学专业培养方案对新农科要求的响应度，找准课程切入点

对现有水产养殖学专业培养方案进行评估，梳理现有课程知识架构，量化其对新农科要求的响应度并找准拟开设课程切入点，明确新开课程与相关课程的知识逻辑关系，确定课程开设的顺序。对于现有培养方案中缺乏的课程，可考虑开设相关专业培养方案中的配置课程。

（三）探索多学科背景的授课教师团队组建机制，构建有战斗力的师资队伍

目前，具有多学科背景的教师非常紧缺，迫切需要跨学科甚至跨学院、跨学校组建课程团队。以上海海洋大学为例，除水产学科外，工程学院、信息学院等已经初步具备相关学科背景和学缘结构的教师，虽然分布在不同学院，但具备跨学院组队的基础。“智慧渔业”课程将探索科学的教师组建机制，建设跨界交叉融合的新农科师资，建立专兼结合的教师团队，健全跨学科、跨学院、跨专业的协作授课机制。

（四）以数字教材和在线课程建设为支撑，构建开放型课程

教材是教学内容的主要载体，也是实现教学目标、确保教学质量的重要保证。当前，智慧渔业处在快速发展的阶段，新课程的教材建设具有一定的难度，尤其是跨学科课程，传统的纸质教材难以满足教学需求，亟须开展数字教材建设，以契合快速发展的产业需求。除了涉及学科所需的基础知识外，应将基于智慧渔业的实际问题、案例、科学技术前沿等整合进数字教材，不断引入、更新和优化教学内容，重视信息化手段与智慧农业发展所需的生命科学、工程学和信息科学等交叉融合知识的传授，建设丰富优质的开放型课程资源。随着产业的发展和科技前沿成果的不断更新，开放型课程应及时调整课程结构，更新课程内容，从而有效解决教学理论与实践滞后的现象。

在授课形式上，“智慧渔业”课程充分利用现代信息技术，建设在线课程，运用数字化教学工具，安排20%～50%的教学时间指导学生线上自主学习，并与线下面授有机结合开展翻转课堂、混合式教学模式，致力于打造在线课程与上海海洋大学课堂教学相融合的混合式“金课”。

（五）探索多元化教学和评价方式

探索互动式、启发式、批判式教学和翻转课堂教学模式，积极推行案例式、项目式教学，以及线上线下混合式等多种教学方式；以学生为中心，将单向“灌输”改为双向、多向互动的翻转课堂，构建一流在线课程等平台，形成移动课堂；打通校内与校外的界限，鼓励多维度学习，提高学生理论学习、实习实践的积极主动性。

依據课程培养目标，开展多层次、递进式的实践教学，构建培养目标多元的课程考核体系。要兼顾对基础概念、主要规律和范式过程等掌握程度的初级认知能力考查，更要注重对分析、评价和创造等高级认知能力的评估，通过设置多元考核方式和内容，引导学生建立正确的学习观。

（六）产教高度融合，构建智慧渔业认知与应用技能培养体系

利用上海水产养殖工程技术研究中心等相关科教平台，建设新农科养殖工程科创中心，对学生开展PBL教学实训。通过设置针对不同专业特点的科创项目，以满足不同专业背景学生的培养需求。比如，水产养殖学专业学生应聚焦工程和信息方面的实训项目，工程专业学生应聚焦养殖方面的实训项目。为了确保实训项目有效果，应构建由不同专业背景教师组成的开放的指导教师团队，并积极邀请生产一线的企业技术人员加入指导教师团队进行指导，鼓励企业导师针对企业需求设置科创项目，实现产教深度融合，构建智慧渔业认知和应用技能培养体系。

二、“智慧渔业”课程建设

（一）课程目标

水产养殖学专业是应用型专业，其人才培养需要紧跟产业发展前沿需求。智慧渔业是目前科技水平最高、技术最先进的一种产业模式。“智慧渔业”课程作为水产养殖学专业本科生的专业必修课程，旨在培养学生积极接纳和应用新技术、新科学的开放性思维方式，使学生具备在新农科背景下的交叉性学科视野，培养学生为我国由水产大国向水产强国转变过程中的产业信心和情怀，促使学生具备一流的专业精神和专业能力，为推动我国渔业绿色高效发展提供人才支撑。通过“智慧渔业”课程的学习，有利于学生了解学科和产业前沿，帮助学生建立交叉学科技术的思维方式，培养学生从事智慧渔业生产的基本技能，为学生从事智慧渔业研发夯实基础知识体系。

（二）教学内容

智慧渔业涉及多项技术集成，包括水环境参数和鱼类行为学的信息采集并转换为数据，将通信节点采集的数据传输至控制中心，分析存储在云平台中的数据和决策，对每个执行设备的决策进行反馈以及系统层面的智能、自动决策，实现生产自动化、管理信息化和决策智能化。相应地，“智慧渔业”课程包含渔业智能装备、渔业信息（生物和环境）收集与传递、渔业信息库建设、渔业信息挖掘与建模、典型渔业模式的智慧化解决方案等。

（三）教学安排

“智慧渔业”课程共32学时，根据课程教学目标，安排约三分之一的课时数用于课堂讨论，具体课程教学安排见表1。

结语

智慧渔业正在全球范围内引起广泛关注。作为水产第一大国，我国渔业正经历从自动化、智能化到智慧化的迭代升级。如何为快速迭代和交叉的产业发展提供合格的复合型人才做支撑，是新农科背景下水产学科应重点考虑的问题。本文以“智慧渔业”课程为例，从课程建设途径、课程目标、内容安排等方面进行了分析和阐述，希望在实践中进一步完善课程体系，为产业发展提供合格的人才支撑。

参考文献

［1］云南大学新闻网.新时代云南省本科教育工作会议在云南大学召开［EB/OL］.（2018-11-20）［2022-07-11］.http：//www.news.ynu.edu.cn/info/1095/24856.htm.

［2］王春琳，屠春飞.新农科背景下水产学科一流人才培养的路径探究与实践［J］.宁波大学学报（教育科学版），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］谢中国，韩庆，罗玉双，等.新农科建设背景下水产养殖学专业课程体系改革探索与实践［J］.安徽农业科学，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