新农科背景下农业资源信息管理交叉学科课程立方体设计探索.pdf

收稿日期:基金项目:甘肃省高等教育教学成果培育项目()甘肃农业大学校级专业综合改革项目()甘肃农业大学新农科研究与改革实践项目()作者简介:乔蕻强()男甘肃平凉人副教授博士文章编号:()新农科背景下农业资源信息管理交叉学科课程立方体设计探索乔蕻强康永伟张 佳宋林瑞(甘肃农业大学 管理学院甘肃 兰州)摘要:新农科建设是中国涉农高校学科建设的又一时代背景将新型信息技术与农业信息化管理领域加以结合进行学科课程的交叉融合与系统协同建设是新农科建设的内在要求 基于甘肃农业大学的学科专业探索建立“课程立方体”的课程建设模式以期有效支撑农业资源信息管理交叉学科的新型课程群建设 通过研究明确了课程立方体作为新兴课程群基本组成单元的功能定位、知识串联与能力复合的教学目标运用层次设计、课程串联、课程协作等方法构建了课程立方体模式并提出课程立方体建设实现体系关键词:新农科建设农业资源信息管理交叉学科课程立方体新型课程群中图分类号:文献标志码:年 月“新农科”概念被广大的农林教育领域的专家开始关注 年教育部高等教育司成立了“新农科建设协作组”开始了前期研究和策划 年初教育部专门成立新农科建设工作领导小组新农科建设从此进入了准备工作 同年 在浙江省安吉余村达成了 安吉共识 中国新农科建设宣言开启了我国新农科建设序幕 在新农科背景下农业资源信息管理领域期望能够改变现有状况推进农林领域人才培养模式和教育形式的变革 习近平在 年 月 日访问清华大学时强调要发挥好学科交叉融合的“催化剂”作用加强基础学科人才的培育突破学科的专业壁垒促进现有的学科专业结构的优化和调整升级加快培养社会所需的专业技术人才 随着新兴技术加快向农业领域渗透我国农林院校教育发展环境发生了重大改变以往只强调高度专业化、技术化的教育方式和人才培养模式已不能适应新时期农林高等教育的发展要求 因此农业资源信息管理学科与传统学科“交叉融合”和“新型课程群”建设构想已经成为新农科建设的必要途径和现实选择农业资源信息管理交叉学科是新农科建设的代表课程群之一 农业资源信息管理主要针对不同形态、不同属性、不同用途的不同系统通过现代高新科学技术组织、协调、控制农业信息资源致力于实现农业信息领域的服务 我国农业信息资源的多样性与综合性以及农业资源信息管理既是农业领域、信息领域和管理领域的交叉融合地带决定着农业资源信息管理具有跨学科的性质相对于传统农科而言新农科”的“新”体现在“创新”的新“新农科”建设的内容既有待改造与转型的现有农林专业又有新型的涉农专业还有围绕乡村振兴战略和生态文明建设建构的涉农新学科本研究以新农科环境中农业资源信息管理学科相关专业本科生的培养为切入点甘肃农业大学集农学、资源、信息和管理等专业借鉴其他院校课程立方体设计思路结合一线本科教学经历设计一套具体可行的农业资源信息管理育人模型第 卷 第 期 年 月兰州工业学院学报 .相关研究目前美国、加拿大和欧洲等一些发达国家已经建立并健全了农业信息服务体系形成了政府、行业协会、企业、高校等多部门共同参与管理的多元化多层次的信息服务格局 世纪 年代中期我国开始兴起农业资源信息管理的跨学科研究领域 自 年以来我国的农业信息化建设取得了从无到有的成绩农业信息服务也在诸多领域得到了推广与应用农业资源信息管理技术被广泛应用于农业生产领域 当前依托、物联网等技术为基础的空、天、地一体化建设已经成为我国农业资源信息管理系统发展的重要技术为农业资源信息管理系统的建立提供了重要的技术支持国内学界认为农业资源信息管理是吸收了农业地理信息、计算机科学、云计算、大数据和管理学等多学科知识后形成的交叉应用学科 当前关注农业资源信息管理的主要期刊有中国农业科学 农业大数据学报等全面反映现代数字化农业发展、农业科学研究、农业资源信息管理及其相关领域的最新进展和最新科技成果在促进农业资源信息管理交叉学科建设中发挥着重要作用 现有对农业资源信息管理学科课程群模式研究可以归纳为“一维课程链模式”和“二维课程组模式”一维课程链模式强调了学生在学习过程中的先后次序同时考虑了课程的先导性和继任性而二维课程群模式则更加强调了课程间的联系与传统的课程群相比新型课程群不以单门课程作为基本组成单元而是以最新设计的“课程立方体”来代替并用于一线教学实践检验 课程立方体构建的核心理念.课程立方体的功能定位在新农科背景下明晰新农科课程的功能定位对学科发展至关重要 细致而全面的课程设计应明确课程功能定位“课程立方体”功能定位是交叉学科新型课程群基本构成单位 课程立方体对课程体系中的公共课、学科基础课、必修课程和实践教学进行了优化在强化核心课程教学的同时扩充新的课程作为可选课加强实验和实践课程教学 这个全新的模式不同于传统为某个专业而开设的通识课和专业课的集合而是为农业资源信息管理交叉学科人才培养设计的部分核心专业课有机组合体而形成的一种新型课程体系具有交叉学科特征与课程综合协同特性.教学目标:知识串联与能力复合第一维度即知识串联 新农科建设为新时代农林高等教育带来了人才培养滞后、科学研究难度增加、社会服务不足等挑战 在这种趋势下只有在教学过程中将知识进行串联这样才有交叉学科的体现而交叉学科的体现就可以成为农业资源信息管理交叉学科高素质人才培养的有效支撑 一方面农业资源信息管理交叉学科要加强专业内与学科间交叉融合形成跨学科教育格局 另一方面在创新、复合、应用型的高素质人才培养过程当中将思维体系和知识交叉融通注重突破学科与专业之间的壁垒全面融合管理学、人工智能、大数据分析和智慧农业等新兴学科与传统农业类专业的课程体系结合起来第二维度即能力复合 新农科环境下农业资源信息管理学科有关专业人才培养在强调培养以农业资源信息管理为导向的学生宏观视野与坚实的现代农业科学知识具有专业的多学科思维能力的同时更要关注农业科学知识的外化重点培养学生掌握技巧和全面地创造性地解决自己问题学生的发展需要主要从两个层面进行考虑一是升学时的知识储备二是就业能力 从我国的实际就业市场来看以农学与工科交叉的行业为例农工深度融合以信息技术为支撑的具有农业资源信息管理的学科交叉人才越来越受欢迎 在传统农业中运用现代化技术进行信息的共享对传统农业产业传统进行现代化改造和发展既要有多学科交叉的人才又要有创造性的思维和应用能力 课程立方体模式设计与实现.课程立方体的模式设计)课程立方体的层次结构 我们在进行“新型课程群”设计时需明确认识到以单门课程为构成单元已经不能适应新农科环境下农业资源信息管理交叉学科人才造就的需求固应该考虑设计的 兰州工业学院学报 第 卷参考基点首要考虑的是知识模块“课程立方体”由多门课程深度耦合而成并以此为最小构成单元构建起一个整体新型课程群 所以会发现单门课程还是存在于课程立方体但是它的作用相当于容器一是加载知识模块二是完成教学任务 课程立方体内课程间界限渐趋虚化泾渭分明的传统课程群“组成模块”也渐趋突破 总体而言新农科背景下农业资源信息管理交叉学科中的“新型课程群”是需要多个课程立方体来组成课程立方体中课程与课程之间的深度耦合和系统协同课程都在 门或者 门以上 在单个课程容器内充填有若干知识模块如图 所示 怎样将课程内静态深度耦合和动态系统协同也是模式设计需要考虑的关键点图 课程立方体支撑下的新型课程群建设模式 )课程立方体“课程串联”方法 课程立方体主要是运用了一种以知识模块为基础的串联衔接的方式将内部课程深度融合在一起继而实现上述课程立方体中“知识串联”教学的目的 条理清晰的知识体系范式包括一组较为抽象的集合体上位概念以及环绕其四周的隐性下位概念其实质是一个以重要概念为主线建构起来的知识框架通过课程结合将传统知识点全覆盖把更多主要理念、思维方法教给学生长此以往一个看待世界的镜头就树立在学生心中 在实际设计中知识体系的锚点可以将单独概念进行串联连结通过对单独概念进行概括形成普遍概念和集合概念由此单独概念、普遍概念、集合概念形成“知识森林”框架最终结果是由集合概念所统摄的普遍概念和单独概念综合成特定的知识模块并以常规纵向结构散布于各课程“容器”而在集合概念所产生的关联作用下新的横向连接自然而然地出现从而产生串联效应形成一个完整的课程立方体将几多课程立方体组合形成新型课程群)课程立方体的课程协同机制 课程立方体主要是靠建立在反向课程设计基础上的“统一实践”任务牵引既能使课程内的动态系统得到协同又可以将能力复合教育目的实现 在实际进行过程中将统一实践任务链接多门课程这样课程立方体内的课程会通过一个实践任务进行融合即实现课程全程合作设计教学又能将课程实践项目结果综合起来以激发学生学习热情最终达到开放式主动学习的效果 不同于传统课程群内课程的教学利用反向课程设计的方式在课程立方体上会同时教授多门关键课程而且该课程的教学进展依赖于学生对于实践任务的完成率从而达到课程间的动态协同 另外从课程教学过程和知识体系两个层面实现系统衔接并以此为基础将课程容器内的知识分类识别层次划分层次不同的知识可以进行有机结合实现了知识体系视角下课程间系统合作 最终使得农业资源信息管理相关专业所培养出来的人才有综合能力积极地为越来越复杂的信息社会创造价值.实现模式实操:一线三层四课本研究以甘肃农业大学农业资源信息管理交叉学科核心课程立方体作为设计案例并进一步对该课程立方体模式的实施方法及应用效果进行了具体阐述 在实际教学中它的教学对象主要集中在但不限于不局限本科专业可以将教学目标的专业视为大农业领域中的信息与管理学的交叉学科涵盖农学工程技术管理和经济等方面的相关知识科目 甘肃农业大学在课程立方体的实际设置过程中以管理理论为基础并进一步拓展至分析方法层与技术实践层使选修学生群更趋于多元化学生不再与往常一样可以有多种专业选择乃至到农业资源信息管理学科有知识体系或者应用领域交叉的农业工程农业信息学农业机械化及自动化智慧农业数据科学和大数据技术信息管理和信息系统农林经济管理等其它传统专业 另外课程立方体教学过程的结果多是以小组为单位输出小组成员在选配专业上存在差异实现了跨第 期 乔蕻强等:新农科背景下农业资源信息管理交叉学科课程立方体设计探索专业交叉复合型的人才培养 新型课程群的核心需求有综合性、交叉性等而课程立方体设计思想则围绕核心需求进行设计具体表现在“一线三层四课”如图 所示:图 课程立方体实现范例 课程立方体建设实现体系.牵引式课程思政构建在 提出的教育 学习框架中支撑课程内容建设必须落实立德树人的根本任务将价值塑造、知识传授、能力培养 个维度作为人才培养的主要任务 在课程立方体的设计过程中教学团队应该通过分析和总结充分意识到课堂教学中课程思政的重要性 在课程立方体教学过程中运用引导式情景教学方式默转潜移引导学生了解农业资源信息管理给社会带来的启示加快认识以生命科学技术、工程科学技术、信息科学技术、管理科学技术等为代表的新兴技术探索农业科技新领域提升综合实力 进而在综合课程实践项目的选题过程中依据学生具有个体差异性针对不同学生的个性、特点引导学生优先选择他们所擅长的情景在大农业背景下将管理和信息技术整合为视角制定了综合课程实践项目需要解决的目标问题.与时俱进的教学方法)全流程式引导教学 在教学过程中用生动的案例呈现事实细节用场景把抽象概念映射为具体事实把概念记忆与理解相结合帮助个体在新情境下迁移知识 全流程式引导教学教学增强了学生的学习兴趣加深了学生对课堂理论的理解尤其是对专业技能的掌握和健全人格的养成和创新拔尖人才的培养 首先由于学生团队的成员来自于不同的专业学生在深度学习的同时还可以做到与不同专业同学深入探讨知识和学习技能其次团队成员对课程立方体内的中学习课程与综合课程实践项目的作用亦不尽相同各成员参与教学实践时各同学以达成学习任务为前提课间时亦有深度沟通课后亦有深度团队合作 从教学成效来看全流程式引导教学不仅可以使学生自觉自愿地完成互动型的深度学习而且还可以在新农业领域中实现跨学科团队交叉合作)翻转课堂教学 在教育.时代翻转课堂教学模式填补了传统课堂在时空上的缺失被教育者们踊跃尝试和积极探索 自立方体教学开始便可以清楚地认识到在立方体的全部理论、分析方法与技术实践等方面进行教学指导学生积极主动地去发现问题针对问题利用现代化信息技术开展自主学习)课内外“双师”教学 课程立方体的教学方法采用了高等院校内和高等院校外实践导师“双师制”高等学校外导师教学中引导学生选择综合性的课程实践项目指导他们参加企业的实习并通过新的产业实践案例来增长学生眼界 同时还可以为学生提供专业指导和实践指导高等院校外实践导师对学生团队完成综合课程实践项目时所遇到的疑惑进行解答 最后对教学设计方案的执行结果采用课内评价和持续的课后评价由于综合课程实践项目的输出结果比较全面指导团队可以把将重点推荐优秀作品参加课外学术科技作品大赛、创新创业大赛等 参照外部竞争评价结果客观衡量教学效果并在此基础上不断优化教学方法 由高等学校外实践导师和高等学校内教师共同对学生的综合课程实践项目成果的汇报与展示做出指示与评价 结语本研究首先明确“课程立方体”构建的核心理念在分析传统课程链和课程组的内在机理不能满足新农科发展的基础上提出了“课程立方体”功能定位和教学目标 其次对标当前农业资源信息管理学科课程群所面对的挑战提出了课程立方体的模式设计方法以解决的课程系统性和协调性不 兰州工业学院学报 第 卷强等问题 最后对课程立方体在教学过程中验证机制进行说明验证了课程立方体的实际有效性要及时监督、总结和有效改进 此研究提出了以“课程立方体”为主线建设新型课程群这一完整体系以期为甘肃农业大学及其他农业高校以农业资源信息管理为代表的新型课程群设计与实践提供科学参考和有力支撑参考文献:教育部.安吉共识 中国新农科建设宣言.中国农业教育():.杨艺朱翠明王霞.我国农业信息化建设存在的问题、成因与发展对策研究.情报科学():.吴敬军.大数据环境下农业信息管理对农业经济的影响.现代经济信息():.宋瑞莉.大数据环境下农业信息管理对农业经济的影响.农业经济():.吕新张泽侯彤瑜等.“新农科”背景下农学类专业创新人才培养模式研究.教育现代化():.马香丽杨士同刘小峰.跨界视域下新农科人才培养模式和路径的思考.中国农业教育():.赵炬明.什么是好的课程设计.高等教育研究():.殷文柴强李玲玲等.“新农科建设”背景下农学专业实践教学的改革与创新.高教学刊():.李倩.智能化农业信息技术的应用方式研究.农村实用技术():.包军.推进新农科建设培育卓越农林新人才 以东北农业大学为例.中国农业教育():.李丽锋鲁春铭宋贽等.新农科建设背景下农林院校基础课强化课程思政研究.高等农业教育():.():.:(责任编辑:朱晓燕)第 期 乔蕻强等:新农科背景下农业资源信息管理交叉学科课程立方体设计探索