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新农科背景下智慧畜牧业课程教学改革探索

2024-11-20 95 上传者：管理员

摘要：新农科背景下的智慧畜牧业是动物科学专业的一门专业选修课，是培养具有现代化畜牧素养的动物科学专业人才的一门重要课程。该文从教学设计和教学模式的角度对课程进行改革探索，提出以学生为中心，突出课前预习—课中学习—课后复习主线，课中学习穿插针对教学内容的课程思政主题的教学设计，做好备学情、备教材、备教学内容、备教学方法和备教学手段等“5备1设计”的教学模式改革工作，并在实际的教学过程中进行应用，以提高教学效果和学生学习效果，为同类型新农科课程建设或教学改革提供参考。

关键词：
教学模式
教学设计
新农科
智慧畜牧业
课程教学改革
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农业农村现代化建设对我国高等农林教育提出新要求，新农科建设的核心是培养新型农林人才[1]。畜牧业是农业的重要组成部分，畜牧业智能化数字化转型升级，使养殖业组织、业态、模式正在发生重大变革，亟需具有畜牧学知识背景的信息化、智能化知识和技能的复合型人才[2]，因此在原有动物科学人才培养方案中增加体现新农科方面的课程就显得尤为重要。智慧畜牧业正是在此背景下，逐步发展起来的一门体现新农科特色的动物科学专业课程，为此本文从教学设计和教学模式的角度，进行智慧畜牧业课程改革的探索，力求更好地体现现代畜牧和课程思政特点。

1、课程概述

云南农业大学动物科学技术学院为使动物科学方向的毕业生适应现代化畜牧产业发展的人才需求，2006年就开始在动物科学专业开设计算机在畜牧生产中的应用课程，2019年根据新的动物科学专业人才培养方案将此课程变更为智慧畜牧业，学时为24理论学时。课程的设立顺应了时代发展需求，符合教育部新农科课程改革方向，是培养具有现代化畜牧素养的动科专业人才的一门重要课程。

智慧畜牧业课程不仅注重相关自动控制技术、信息技术、人工智能技术等基本知识的学习，还注重应用这些知识解决畜牧生产方面问题能力的培养，是现代畜牧生产工艺与装备、动物营养学、饲料学、动物育种学和动物生产学等课程在现代畜牧产业应用的综合体现。针对人才培养方案中“新农科，了解现代生物技术、现代工程技术在产业发展中的应用，根据需要选用合适的设备、硬件提升生产效率”的毕业要求，该课程的教学目的就是通过学习，使学生掌握智慧畜牧的基本概念，掌握智能设备和控制系统的工作原理，掌握饲料生产智能化控制、智慧养猪、智慧养鸡、奶牛智慧养殖、智慧育种、动物疾病诊断和疫病预警系统的基本原理及应用，了解智慧畜牧业的发展趋势；使学生能够在实施饲料厂、养殖场自动化生产过程中，具备解释实际生产过程出现相关问题的能力，能够选择和使用恰当的现代技术对养殖信息进行收集与处理，使用相关的软件系统，对养殖效率、品质、安全的提升提出建议或解决方案；培育学生的科学精神、探索创新精神，增强学生的民族自豪感、使命感和爱国主义情怀，树立科技兴农、强农兴国的意识并有时代担当的精神追求。针对该课程特点，课程团队进行了教学设计和教学模式的深入研究。

2、“5备1设计”的课程教学设计和模式研究

传统的高等教育的教学设计和模式，是以教师为中心，即课程教学设计时是以教师单方传授知识为主，现已逐步过渡为学生为中心的教学设计，即教学过程重视学生参与教学，学生参与课堂教学过程越多，学生为中心的主体感就会增强，从而能够进一步提升教学质量[3-4]。加之现在雨课堂等多元化的线上教学工具，使得教学手段更加多元化[5]，课程教学设计和模式的丰度也得到较大提升，学生参与教学的过程才能得到保障。

在智慧畜牧业课程更名以前，课程设计是以教师为主体，以课堂讲授为主，辅之以实验教学。在课程更名之后，课程组教师根据现代畜牧的时代特征，在课程教学设计中提升学生的参与度，并针对授课对象为本科生和专升本同学的2类情况，做好备学情、备教材、备教学内容、备教学方法和备教学手段等“5备1设计”教学模式改革工作。教学过程设计突出课前预习—课中学习—课后复习主线[3]，课中学习穿插教学内容的课程思政主题，以提升课程育人实效。

2.1 备学情

表1给出的是针对动物科学本科生和专升本学生，在讲授“第四章第一节鸡舍环境自动化控制”时给出的学情对比分析示例。

表1 动物科学专业学情分析示例

2.2 备教材

教材是教学活动的重要载体[6]，学生对教材的依赖性强，教材对学生学习有着重要的支撑作用，专业课教材是传递专业知识的重要媒介[7]。但智慧畜牧业课程受新技术发展影响较大，因此不能只局限于教材的内容，要不断学习新技术，了解前沿技术在畜牧行业中的应用情况，这样才能避免新课程讲旧知识的局面出现。

2.3 备教学内容

围绕每节课的逻辑主线条，进行教学内容的组织，客观地设计出处理教学重点与难点的措施和方法。将课程思政与专业内容相结合，采用CRE(Course课堂、Resource教学资源、Evaluation评价反馈）3项规划的建设思路和“点线面体”的课程思政四维设计模式，深度挖掘课程思政元素，落实课程立德树人根本任务。

2.4 备教学方法

针对各节教学内容，选择合适的教学方法，在智慧畜牧业课程（以下简称本课程）中，主要以课堂讲授（启发式）为主，结合课堂讨论、视频案例讨论、互动话题讨论、作业结果讨论和课程思政主题讨论，课后通过布置习题与课件复习、观看网站视频督促学生复习。

2.5 备教学手段

本课程大部分时段以教师讲解为主，因此，教师的语言和肢体艺术就显得非常重要。本课程组传帮带的形式及教研组听课活动，正好是提高教师教学语言修养的有效途径，通过老教师的言传身教，教研组教师的热心指导，参与教学比赛等活动，课程组老师的教学语言修养得到很大提高。

除此之外，课程组还在不断完善电子课件，寻找线上或线下视频资料，通过雨课堂平台发布课件，鼓励同学在雨课堂上留言，收集学生学习难点，进行线上（雨课堂、QQ群或QQ个人）或线下（课堂、一对一）解答，帮助同学更好地学习课程内容。

2.6 教学环节设计

教学环节主要由课前预习、课堂教学、课后学习三个环节构成。

课前预习：利用先进的信息化教学手段（雨课堂平台），进行课前预习，并对预习中遇到的问题进行反馈，做到教师和学生的课前互动，利于教师根据学生的实际情况，动态调整课堂讲授内容，提高课堂学习效果。

课堂教学：根据每节课教学内容，内容的逻辑主线，重点与难点，采用讲授教学、视频教学、案例教学和互动教学等教学手段，专业知识中融入思政等方法进行课堂教学。

课后学习：复习课件，完成教师布置的课后作业和网站视频观看等任务，教师根据学生的课后反馈情况，及时进行难点复习。

3、课程教学设计和模式改革实践

本文就以本课程中“第四章第一节鸡舍环境自动化控制”为例，按照“5备1设计”原则，针对大三年级动物科学专业本科班，进行课程教学设计和模式改革。

3.1 学情分析

时代特征：现代畜牧业人才的培养要符合教育部新农科改革的方向，将学生现代化技术能力的培养与社会主义核心价值观培养结合起来，为国家培养出高素质的现代化畜牧业专业人才。

知识结构：授课对象为大三上学期本科生，其已学习了动物科学专业的专业基础课程和部分专业课程，具备了动物生产的一些基本知识。在本课程的前一章还学习了猪舍环境自动化控制，学生虽然不了解鸡的养殖过程和养殖设施与工艺，但对圈舍环境控制有了一定的基础。因此，在本节的教学中，还需再次加强密闭式养殖圈舍环境控制的构成和工作原理的讲解，让学生掌握养殖舍、养殖场、智能养殖场中环境控制的递进关系。

思维特点：动物科学专业的学生好奇心重，求知欲强，思维开阔、活跃，喜欢参与，愿意探究新事物，但普遍对现代信息技术的了解不够，对畜牧生产环节的了解仅处于理论知识，对自动控制生产技术方面大多没有深入思考。因此，在学习过程中需要教师给予相应指导。

3.2 教材分析

本节教材主要涉及密闭式鸡舍环境监控系统的构成及工作原理、嵌入式WEB服务器的结构，鸡舍与鸡场环境监控系统的相关性、环境安全型鸡场无线和短信监控系统的构成三个部分，其中环境监控部分在实际生产中有较大发展，需补充目前发展迅速的鸡场巡检机器人等方面的内容。

3.3 教学内容分析

理清鸡舍与鸡场、智慧鸡场之间的逻辑关系，图1为本节的逻辑主线条。根据主线条和教学内容分析出，教学重点是密闭式鸡舍环境监控系统的构成及工作原理；嵌入式WEB服务器的结构，鸡舍与鸡场环境监控系统的相关性；环境安全型鸡场无线和短信监控系统的构成。教学难点是密闭式鸡舍环境监控系统的构成及工作原理，鸡舍与鸡场环境监控系统的异同性。

图1 鸡舍环境自动化控制教学内容逻辑主线条

3.4 教学过程设计

针对教学方法、教学手段和教学环节等方面，在教学过程中采用“课前预习—课中学习与讨论—课后复习与辅导”模式。

3.4.1 课前预习

提前一周在雨课堂平台发布课件，针对学生在预习中遇到的问题进行一对一问题解答，也可在课堂讲授中针对大多学生反映的难点进行统一讲解。

3.4.2 课中学习与讨论

教学内容的导入与课程思政：首先讲解本章学习目的和要求。其次通过观看福建圣农集团现代化鸡场的视频，引出上课内容，引入课程思政主题“科技兴农，建设农业强国，强国必先强农，农强方能国强”，提高学生以科技创新赋能乡村振兴和农业农村现代化的意识。采用师生互动方式，回忆“第三章猪场环境自动化控制”的内容，互动主题一为猪场环境自动化控制包括哪三个层次？互动主题二为猪舍环境自动化控制由哪三个部分构成？

课程内容讲授：以PPT为教学媒介，精讲课程中需要掌握的内容———按照鸡舍、鸡场、智慧鸡场的环境监控系统的层级关系进行讲授，让学生遵循逻辑关系进行学习。在教学过程中强调重点与难点知识———让学生在讲解中理解鸡舍、鸡场、智慧鸡场中的环境控制系统的异同。

案例分析：采用互动方式，针对具体案例，让学生分析鸡舍环境控制系统（图2）的构成，在互动分析中加深学生的理解。

课程内容总结：基于雨课堂平台，进行课堂现场测试（图3），使学生掌握本节学习内容。

课程内容的拓展及课后学习任务的布置：通过引入先进技术知识和布置课后学习任务，拓展学生思维和视野，激发学生学习主动性。

3.4.3 课后复习与辅导

根据课堂讲授内容，复习雨课堂中的课件，观看线上视频。

图2 鸡舍案例分析

图3 课堂学习效果检验

4、结束语

智慧畜牧业课程定位准确，目标明确，突出了现代畜牧业人才培养的新农科特色。课程应用现代计算机智能信息技术对传统畜牧产业改造提升，有效拓展学生跨学科视野，培养跨学科素养，打造具有学科交叉性、技术前沿性、引领示范性的新农科课程，助力现代智慧畜牧生产和复合应用型人才的培养。以系统观念对课程内容进行归纳分类，将自动控制装备、智慧系统、信息系统等现代化技术融入每个环节，针对不同畜禽进行实例讲授并归纳总结，通过网络视频展示现代畜牧业实景，使教学过程与企业实况保持同步甚至超前。针对课程内容，布置开放式课程作业，从资料查找、课程作业分析与撰写方面培养学生的主动思考能力。教师在传授知识的过程中，鼓励学生融会贯通，把专业知识和现代技术相结合完成开放式课程作业。今后将进一步进行教材的立体化改进，将利用多媒体技术，改进现有教材纸质化的现状，增加立体化的教学资源；在现有课程组团队成员基础上，做好做优传帮带的梯队建设方式，优化现有课程梯队的教学质量保障体系与运行机制。

参考文献:

[1]谭畅,刘峰,朱玉林,等.“新农科”拔尖创新人才选培路径研究[J].高教学刊,2021(3):59-62.

[2]王怀禹,罗通彪,刘强,等.养殖业数智化转型升级背景下的畜牧人才培养探索实践案例[J].猪业科学,2023,40(9):46-49.

[3]罗彬.高校课堂主体对学生课堂参与度影响的实证研究[J].智库时代,2020(15):169-170.

[4]许立男.通过教学设计提高高校学生课堂参与度的方法浅析[J].北华航天工业学院学报,2024,34(1):27-29.

[5]杨小凤.大学新兴智慧教学模式探索[J].科技与创新,2024(5):59-61.

[6]汪建华.新时代我国高校教材建设的原则与路径[J].黑龙江高教研究,2020,38(8):21-25.

[7]郭国庆,林雪娇,张梓琪,等.提升专业课教材思政建设质量研究——以市场营销专业为例[J].河北工程大学学报(社会科学版),2023,40(2):94-101.

基金资助:云南农业大学校级一流课程建设项目(无编号);云南农业大学课程思政教改项目(YAUKCSZJG0030);

文章来源:牛国一,曹振辉,徐乐,等.新农科背景下智慧畜牧业课程教学改革探索[J].智慧农业导刊,2024,4(22):27-30.