沈崢 王佳琪 周海一 周雪飛 張亞雷 王詩卓 聶發(fā)輝

摘 要 多學科交叉是學科發(fā)展的必由之路，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要途徑。農(nóng)業(yè)環(huán)境工程是農(nóng)業(yè)工程與環(huán)境工程兩門學科的交叉融合。然而，傳統(tǒng)的教學模式和人才培養(yǎng)模式無法充分利用交叉學科帶來的優(yōu)勢。為了持續(xù)推進黨的二十大提出的對人才培養(yǎng)改革創(chuàng)新要求，針對當前農(nóng)業(yè)環(huán)境工程的教學模式現(xiàn)狀，并以同濟大學新農(nóng)村發(fā)展研究院的實踐改革經(jīng)驗為例，在多學科交叉融合的背景下制定“多學科、重實踐、講創(chuàng)新”的教學改革方案，并探索新時期“新農(nóng)科改革和實踐”的人才培養(yǎng)模式，從而進一步加快農(nóng)業(yè)環(huán)境類創(chuàng)新型人才建設。

關鍵詞 農(nóng)業(yè)環(huán)境工程；多學科交叉；教學改革；人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：G42 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.13.064

學科建設是實現(xiàn)我國科技創(chuàng)新的關鍵，當前單一學科的培養(yǎng)模式已經(jīng)無法適應現(xiàn)代創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，我國的教育模式也正由單一學科的“孤軍奮戰(zhàn)”逐漸向多學科交叉融合的“并肩作戰(zhàn)”轉變。因此，跨學科建設已經(jīng)成為學科建設的主要手段，學科交叉融合也逐漸成為教學改革和人才培養(yǎng)的趨勢[1]。利用學科交叉融合的手段對傳統(tǒng)工科專業(yè)進行改革，不僅積極推進了我國工程教育改革的建設，而且為培養(yǎng)新興領域人才提供了條件。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，習近平總書記在黨的二十大報告中明確指出：“全面推進鄉(xiāng)村振興，加快建設農(nóng)業(yè)強國”，這為中國式農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展指明了方向。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術也得到了升級，但在發(fā)展“金山銀山”的同時，也要考慮到對“綠水青山”的保護，因此農(nóng)業(yè)環(huán)境工程逐漸走進大眾視野[2]。

為了解決日臻嚴重的農(nóng)業(yè)污染問題，大量工科類或農(nóng)業(yè)類院校都會開設這門學科，但在形式和內(nèi)容上仍存在許多弊端。南京農(nóng)業(yè)大學梁劍茹老師強調(diào)農(nóng)業(yè)大學在工科方面實踐條件嚴重不足，且此現(xiàn)象長期存在[3]；青島農(nóng)業(yè)大學牟少巖教授指出一些地方性農(nóng)業(yè)院校學科發(fā)展不平衡，這種不平衡對于學科交叉融合具有不利的影響[4]。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)院校的教學模式和人才培養(yǎng)模式無法充分利用交叉學科帶來的優(yōu)勢，導致高校在環(huán)境工程方面的人才培養(yǎng)要求與我國日益加重的農(nóng)業(yè)環(huán)境現(xiàn)狀不相適應[5]。而同濟大學作為一所以工科為主的綜合性研究型高校，具有很強的工科優(yōu)勢與學科創(chuàng)新能力，同時也提供了大量科研實踐平臺，為多學科交叉發(fā)展提供了條件。

文章通過分析農(nóng)業(yè)環(huán)境工程的教學模式現(xiàn)狀，從同濟大學自身實際出發(fā)，整合規(guī)劃、建筑、能源、電子信息等多學科協(xié)同交叉，制定“多學科、重實踐、講創(chuàng)新”的農(nóng)業(yè)環(huán)境工程教學改革方案，探索多學科交叉融合“新農(nóng)科改革和實踐”人才培養(yǎng)模式機制創(chuàng)新與實踐。

1? 農(nóng)業(yè)環(huán)境工程學科教學模式現(xiàn)狀

1.1? 課程內(nèi)容老舊冗雜，學生自主學習能力差

當前高校在農(nóng)業(yè)環(huán)境工程這門課上設置的課程內(nèi)容單一老舊，重復冗雜，缺少整體性，只限于對特定的課程進行教學，而不能與其他學科進行橫向的聯(lián)系。比如在課程內(nèi)容的設計上缺乏創(chuàng)新意識，不能反映出現(xiàn)代科學技術的發(fā)展程度，教師沒有意識去增設一些課外的相關內(nèi)容，并講授一些與生態(tài)環(huán)境相關的課外書籍。若課堂上老師輸出的內(nèi)容極難引起學生們的興趣，那么學生的自主學習能力也得不到提高。聯(lián)合國教科文組織在《學會生存》的報告中指出：“未來社會的文盲，將不會是沒有掌握一定知識的人，而是那些不會學習的人”。由此可見，傳統(tǒng)的“灌輸式”教學只能傳授學生知識，而不能提高學生的學習能力，自主學習對于一個學生是尤為重要的。然而，當前我國高校學生自主學習能力普遍偏低，很少有學生會主動思考并提出疑問，學生也很少在課后主動查閱相關書籍進行拓展學習，這是在教育教學中需要引起重視的地方[6]。

1.2? 依附理論課程，缺乏實踐經(jīng)驗

“重理論、輕實踐、重知識、輕能力”的教學方式導致了大部分學生的創(chuàng)造性、分析問題和解決問題的能力十分匱乏。教師教授傳統(tǒng)的理論課程僅僅是對書本上已有的理論進行簡單的闡述，而缺少對所學知識的交叉滲透和融會貫通能力的培養(yǎng)，更缺少的是對綜合分析、設計和科研等綜合能力的培養(yǎng)。在《農(nóng)業(yè)環(huán)境工程》這門課程傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方式下，教師灌輸理論，學生認真聽講，整個過程缺乏師生互動，缺少必要的思考和對未知領域的探索，難以培養(yǎng)動手能力和分析解決問題的能力，更談不上創(chuàng)新意識的養(yǎng)成。實踐是理論的基礎，只有通過實踐才能對一個事物有充分認識，但一些高校將實踐能力的培養(yǎng)流于形式。在目前的實驗教學中，高校設置的實驗大多為演示實驗，致使學生的動手能力下降，創(chuàng)新能力不足。高校開展相關的實踐活動也是走馬觀花、不求甚解，自身能力沒提升的同時也造成了實踐資源的浪費。

1.3? 思維無法發(fā)散，學科交叉流于表面

學生無法將所學知識融會貫通的原因主要有以下2個。1）當前我國普通院校師資力量薄弱，教師與外部環(huán)境的接觸的機會少，不能適應國際上的最新研究趨勢，且教師的專業(yè)知識結構較為單一，對其他學科的涉獵較少，因此缺乏對課程內(nèi)容的創(chuàng)新能力。與此同時，多數(shù)學生沒有主動學習的意識，教師和學生的思維皆無法發(fā)散。然而，發(fā)散思維是創(chuàng)新思維最基本和最普遍的方法，是人類思維創(chuàng)新的原動力，因此在教育和學習的過程中想要得到創(chuàng)新能力的提高必須先培養(yǎng)思維發(fā)散能力。2）大多數(shù)情況下在教學中涉及的學科交叉融合都停留在初級階段，即捆綁式學科交叉[7]。捆綁式學科交叉是學科之間最簡單的融合方式，將兩門或者兩門以上學科進行捆綁，例如利用微生物處理污染廢水，將生物學的知識應用于環(huán)境治理，這是淺層的學科交叉。由此可見，目前的學科交叉模式仍流于表面，并不深入，學生在多學科交叉融合方面的探索非常缺乏。多學科交叉融合不僅僅是表面的結合，更是學科知識之間進行螯合后產(chǎn)生一些“奇妙的反應”，從而形成一種更加具體生動的產(chǎn)物。

2? 農(nóng)業(yè)環(huán)境工程學科教學改革方案

2.1? 改革課程教學模式，培養(yǎng)自主學習能力

培養(yǎng)學生自主學習能力是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的首要任務，其中改革課程教學模式是邁出培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的第一步。1）在課堂上，教師不能固守傳統(tǒng)的教育方式，要改變教育理念，構建以“以人為本”的教育方式。農(nóng)業(yè)環(huán)境工程這門學科并沒有那么成熟，因此給學生和教師留有很多思考的空間[8]。如果教室里的教學只是老師的“一言堂”，那么學生就很少會進行自主學習，因為他們沒有參與的意識，也沒有自己的想法。給學生提供展示自我想法的“舞臺”是改善教學氛圍的一劑“良藥”。以同濟大學新農(nóng)村發(fā)展研究院的農(nóng)業(yè)環(huán)境工程課程教學為例，教師在課前給學生布置上課任務，比如分享自己身邊發(fā)現(xiàn)的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題，引導學生各抒己見，暢所欲言。結合本專業(yè)的相關知識與生活中的所見所聞，在環(huán)境污染危害、環(huán)境治理手段和相關理論知識等方面進行匯報。學生通過主動思考，引出相關話題，教師再進行知識的延伸，有利于學生更好地掌握相關知識點，培養(yǎng)學生自主學習的興趣與能力。2）在考核過程中，考核方式應呈現(xiàn)多樣化，建立開放式的考核機制。一般的考核方法以“課堂+考試”的模式為主，然而，在書本上能找到答案的考試嚴格意義上來說對培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力都并無益處。應試能力的考核對于現(xiàn)如今大多數(shù)高校學子來說皆不在話下，但對思維創(chuàng)新能力和自主學習能力的考核在如今的考核形式中卻很少。開放式考核即根據(jù)教學內(nèi)容的特點，靈活地采取理論課程的考核，給學生提供機會和平臺，讓學生進行自我學習、自我測試與自我評價?？己藘?nèi)容相對自由，測試形式呈現(xiàn)多樣化的趨勢，旨在培養(yǎng)學生在考核中學習的習慣，提高教學質(zhì)量[9]。

2.2? 探索多平臺合作模式，增長學生實踐經(jīng)驗

增長學生實踐經(jīng)驗是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關鍵。1）建立校內(nèi)的多學科交叉實踐平臺，同濟大學新農(nóng)村發(fā)展研究院深入貫徹黨的二十大提出的推動鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、人才和生態(tài)振興的要求，建設同濟大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程與新能源研究的公共學科平臺——新奧同濟生態(tài)園（新奧同濟生態(tài)園依托同濟大學在農(nóng)業(yè)工程、新農(nóng)村人居環(huán)境建設、農(nóng)村規(guī)劃建筑、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境等方面的科教與人才優(yōu)勢，是個跨越多個學科專業(yè)的農(nóng)業(yè)生態(tài)綜合平臺），為同學們提供科研實踐和交流的平臺。2）探索校企合作模式，為同學們提供多平臺實踐服務。同濟大學作為常務理事單位，聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學、浙江大學等國內(nèi)外42家高校科研機構和企業(yè)聯(lián)合發(fā)起成立“國家農(nóng)業(yè)科技發(fā)展戰(zhàn)略智庫聯(lián)盟”，旨在打造“國際知名、國內(nèi)領先的專業(yè)化農(nóng)業(yè)科技發(fā)展戰(zhàn)略智庫聯(lián)合體”。上海設施農(nóng)業(yè)技術研究中心依托同濟大學，與上海市有關部門開展多學科交叉，拓展和強化設施農(nóng)業(yè)的工程技術與基礎理論，并建立相應的機制，以推動設施農(nóng)業(yè)的成果轉化。加速科技成果向生產(chǎn)力的轉換，縮短成果轉化的時間，滿足企業(yè)、鄉(xiāng)村生產(chǎn)的需求，提高已有的技術成果的成熟性、配套性與工程化程度，并在產(chǎn)業(yè)內(nèi)實現(xiàn)擴散，推動產(chǎn)業(yè)技術進步與經(jīng)濟發(fā)展，為我國的設施農(nóng)業(yè)工程建設提供高水平人才與技術支撐。

2.3? 構建跨專業(yè)教學團隊，深入學科交叉融合

深入學科交叉融合是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心。習近平總書記指出中國式現(xiàn)代化與農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化密不可分。然而，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展離不開多學科交叉技術作為支撐，有專家學者提出信息技術與生物技術在農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展上提供了大量支持。“新農(nóng)科建設”已從“提檔升級”逐漸向“交叉融合”過渡，這也要求農(nóng)業(yè)學科在教學改革方面要有新的進展[10]。農(nóng)業(yè)環(huán)境工程是利用環(huán)境工程方面的工程技術去解決日臻嚴重的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題，本質(zhì)上也是一種交叉學科。然而淺層的學科交叉無法滿足現(xiàn)如今人才培養(yǎng)的需要，高校的教學改革必須引導農(nóng)業(yè)環(huán)境工程突破傳統(tǒng)學科的界限，實現(xiàn)能源、材料、電子信息等的深度交叉融合，因此，智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境工程逐漸成為研究熱點[11]。同濟大學新農(nóng)村發(fā)展研究院在農(nóng)村環(huán)境治理方面按照“變單純污染治理為廢物資源化”思想，開發(fā)了厭氧-微藻聯(lián)合資源化處理高濃度有機廢水新工藝，并研發(fā)出相關核心專用設備，為農(nóng)村的水污染治理提供了新方法。其次，教師組成的教學團隊在教學改革中起著相當重要的作用，且智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境工程涉及知識面較廣且更新速度快的特點，因此構建以農(nóng)學教師為基礎，整合資源環(huán)境、電子信息方面教師，甚至跨學科、跨學院支撐的教師隊伍迫在眉睫。同濟大學從自身出發(fā)，建成包含國內(nèi)外超過300名多領域?qū)＜业膸熧Y庫，他們均為相關高校、科研院所、社會組織、地方政府和龍頭企業(yè)等方面的領軍人物。逐步建立以新農(nóng)村發(fā)展研究院為依托，農(nóng)科教相結合的綜合服務模式，推動產(chǎn)學研合作、科研教學模式改革與機制體制創(chuàng)新，建立基于村鎮(zhèn)多種形式的服務基地和跨地區(qū)、跨學科的信息化網(wǎng)絡服務平臺。

3? 農(nóng)業(yè)環(huán)境工程學科人才培養(yǎng)模式

3.1? 優(yōu)化培養(yǎng)目標，樹立跨學科培養(yǎng)觀念

建立跨學科人才培養(yǎng)觀念是進行人才培養(yǎng)的第一步，對人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新具有決定性的作用。眾多學者研究發(fā)現(xiàn)，許多世界一流大學都較早地樹立了跨學科意識，從而積累了更為豐富的跨學科建設經(jīng)驗。從20世紀90年代開始，日本就開始了學科建設的改革，跨學科研究領域逐漸成為日本教育教學的焦點領域，京都大學作為日本頂尖的綜合類研究型大學，有著深厚的跨學科研究積淀，并且建設了國際頂尖的跨學科研究平臺——iCeMS（京都大學細胞材料綜合研究中心）[12]。德國的大學非常重視跨學科教研工作，在前瞻性學科交叉與培育新學科方面處于世界領先地位，并且它們能夠做到“因地制宜”，在不同的學校、不同的跨學科領域具有不同的培養(yǎng)機制[13]。這些研究型高校的跨學科理念根植于科技創(chuàng)新改革，為學科發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)勢并培養(yǎng)了一系列跨學科研究團隊，同時也為我國的跨學科平臺建設與人才培養(yǎng)模式提供了借鑒依據(jù)。我國人才培養(yǎng)的當務之急是樹立跨學科培養(yǎng)觀念。樹立跨學科培養(yǎng)觀念首先應優(yōu)化人才培養(yǎng)目標。當今社會不僅僅需要能解決這些跨學科問題的人才，更需要培養(yǎng)能夠運用多學科知識提出問題并分析解決的人才。因此，“新農(nóng)科改革與實踐”人才培養(yǎng)目標要從“學會”向“運用”轉變，從“單一”向“多元”轉變，培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型人才。

3.2? 強化學科交叉，建立人才培養(yǎng)第二通道

革新傳統(tǒng)培養(yǎng)模式，構建“以學科交叉為基礎，強化學生創(chuàng)新意識”的人才培養(yǎng)第二通道。強化學科交叉體現(xiàn)了辦學組織的靈活性、管理的開放性和資源的整合性等諸多優(yōu)勢，是“新農(nóng)科改革與實踐”人才培養(yǎng)模式的一種有效載體。1）高校應優(yōu)化交叉學科教師隊伍的建設，教師在教育教學過程中起著主導作用，教師隊伍的建設在進行強化學科交叉的進程中有著不容小覷的作用。在教學過程中，教師要開設具有交叉學科特點的課程，以優(yōu)化學生的交叉學科知識結構，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維意識。2）“學科交叉”不局限于課本知識的學習，更強調(diào)在實踐中的應用。高校應更加重視學生在交叉學科背景下的創(chuàng)新能力、動手能力和實踐能力的培養(yǎng)。南京信息工程大學深化教育改革體制，拓展共建主體，形成多元化的共建體系，構建“政－產(chǎn)－學－研”協(xié)同培養(yǎng)機制，為學生的科研學習構建多學科交叉實踐平臺，有效提升了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量[14]。

3.3? 改革考核方式，完善人才評價體系

人才考核與評價是檢驗人才培養(yǎng)質(zhì)量的標準。在交叉學科的背景下，“新農(nóng)科改革與實踐”人才培養(yǎng)模式要求以交叉學科的創(chuàng)新意識為切入點，改革考核方式，完善人才評價體系。1）高校應提出權威的評價標準。結合學科交叉的優(yōu)勢，建立評價體系中的評價標準。學科交叉融合有利于增長學生的思維創(chuàng)新能力，使其對知識體系的深度掌握得更加透徹，也有助于學生們對跨學科的橫向知識進行了解與掌握，從而提高創(chuàng)新實踐能力。因此，需要建立包括學科知識、創(chuàng)新意識、探索能力和實踐能力在內(nèi)的可量化和不可量化的指標體系，并改進學生綜合測評考核辦法，將“新農(nóng)科創(chuàng)新”精神和能力納入考核指標體系中[15]。2）樹立科學的考核觀念，端正對考核目的的認識。當前我們對人才考核的方式趨于多樣化，只有當考核目的與人才培養(yǎng)的要求一致時，才能對“新農(nóng)科改革與實踐”人才培養(yǎng)質(zhì)量進行準確的評價，否則培養(yǎng)出的學生創(chuàng)新意識差，無法適應社會發(fā)展的新需求。最后，人才培養(yǎng)評價體系若只是針對學生而言未免過于局限，因此評價范圍應擴大到教師隊伍和高校資源，建立健全多學科交叉的考核評價體系[16]。

4? 結語

綜上所述，隨著當代科學技術的進步，各個學科在不斷發(fā)展的同時交叉融合也逐漸成為主流趨勢。培養(yǎng)高層次人才不僅僅需要扎實的基礎，更需要發(fā)散的思維，因此，多學科交叉融合是培養(yǎng)高層次人才的“必由之路”。本文針對當前農(nóng)業(yè)環(huán)境工程教學存在的弊端，結合同濟大學的實踐改革經(jīng)驗總結該學科教學改革的措施，并在教學改革的基礎上提出“新農(nóng)科改革和實踐”人才培養(yǎng)模式。為高校農(nóng)業(yè)環(huán)境工程教學改革提供可借鑒的方案，發(fā)揮多學科交叉的優(yōu)勢，為我國人才培養(yǎng)探索新的模式，輸送更多能在農(nóng)業(yè)方向上解決問題的高水平人才。

參考文獻：

[1]? 黃婭.多學科交叉研究生培養(yǎng)模式探究[J].科技風，2022（28）：52-54.

[2]? 廖慶喜，張擁軍，廖宜濤，等.基于學科交叉融合的農(nóng)業(yè)工程類一流專業(yè)建設探索與實踐[J].高等工程教育研究，2019（5）：11-15.

[3]? 梁劍茹，崔春紅，丁葆亭，等.新工科背景下農(nóng)業(yè)高校環(huán)境工程專業(yè)學生實踐能力培養(yǎng)模式的探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2022（2）：121-127.

[4]? 牟少巖，劉煥奇，李敬鎖.“新農(nóng)科”專業(yè)建設的內(nèi)涵、思路及其對策——基于青島農(nóng)業(yè)大學實踐探索的思考[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2020（1）：7-11.

[5]? 張航程.基于智慧物流的高職院校物流專業(yè)人才培養(yǎng)改革[J].湖北開放職業(yè)學院學報，2019，32（12）：67-68，81.

[6]? 鐘海蓮.大學生自主學習問題及對策研究——基于混合式學習背景[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2022.

[7]? 隋濤.基于多學科交叉融合的環(huán)境工程專業(yè)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)[J].西部素質(zhì)教育，2020，6（2）：165-167.

[8]? 周權鎖，鄒建文，徐蕾.農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制趨勢下的環(huán)境工程專業(yè)改革探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2020（7）：26-28.

[9]? 陳燕萍.開放式考核標準在“教學做”一體化課程中的應用[J].考試周刊，2016（48）：158.

[10] 陳鵬.新農(nóng)科：從“提檔升級”到“交叉融合”[N].光明日報，2022-10-11（13）.

[11] 閆立龍，曲建華，王一帆.新工科背景下農(nóng)科院校環(huán)境工程專業(yè)建設思路與實踐[J].高教學刊，2022，8（23）：83-86.

[12] 張惠，朱春雨.世界一流大學跨學科研究平臺的促進機制——以京都大學iCeMS為例[J].高等工程教育研究，2022（6）：172-179.

[13] 張曉東.農(nóng)業(yè)高?？鐚W科科研平臺的構建與實現(xiàn)策略[J].中國農(nóng)業(yè)教育，2013（2）：6-9.

[14] 李北群.行業(yè)特色高校拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究——基于南京信息工程大學的探索[J].江蘇高教，2022（4）：52-56.

[15] 胡童.交叉學科視域下高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系優(yōu)化研究[J].應用型高等教育研究，2022，7（1）：49-54.

[16] 孫真榮.積極推進學科交叉融合 全面提升高校創(chuàng)新能力[J].中國高等教育，2013（1）：27-29.

（責任編輯：敬廷桃）

收稿日期：2023-01-30

基金項目：教育部新農(nóng)科研究與改革實踐項目“多學科交叉融合的農(nóng)業(yè)工程人才培養(yǎng)模式機制創(chuàng)新與實踐”（202009）；國家重點研發(fā)計劃政府間國際合作項目（2022YFE0120600）；國家自然科學基金面上項目（21978224）；江西省級教改課重點課題“‘工程教育引領，產(chǎn)學協(xié)同驅(qū)動，多元培養(yǎng)支撐’卓越環(huán)境工程人才實踐能力培養(yǎng)體系構建與實踐”（JXJG-22-5-4）；江西省學位與研究生教育教學改革研究項目（JXYJG-2021-110）。

作者簡介：沈崢（1978—），男，浙江奉化人，博士，教授，研究方向為農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理。E-mail：shenzheng@#edu.cn。

*為通信作者，E-mail：zhangyalei@#edu.cn。