區塊鏈和農業交叉學科課程體系探究
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摘要：近年來，隨著區塊鏈技術在數字貨幣、產品溯源等領域的應用不斷加深，企業對區塊鏈技術人才，特別是“區塊鏈+行業”交叉學科人才需求逐漸增多，而社會上區塊鏈技術人才缺乏全面的培訓體系。基于此，課題組以農業為研究對象，通過分析區塊鏈技術相關課程研究背景和國內外區塊鏈課程體系建設情況，結合本地產業需求，從總體思路、培養目標、課程設計、課程思政四個方面出發，利用區塊鏈作為底層技術，構建了基于“區塊鏈+農業”交叉學科課程體系，為培養交叉學科人才奠定基礎。
關鍵詞：區塊鏈；農業；交叉學科；課程體系
1研究背景
近年來，區塊鏈作為新一代數字信息技術的代表，與量子信息、人工智能、物聯網等科技應用一同引領“第四次工業革命”。2019年，習近平總書記在主持中央政治局第十八次學習時強調，要探索“區塊鏈+”在民生領域的應用，積極推動區塊鏈技術在教育、就業、養老、精準脫貧、醫療健康、商品防偽、食品安全、公益、社會救助等領域的應用。2020年，江西省人民政府發布的《江西省數字經濟發展三年行動計劃（2020—2022年）》強調，搶抓區塊鏈發展機遇，強化頂層設計，加快研究制定區塊鏈指導意見[1]。雖然區塊鏈技術逐漸在各行業凸顯價值，但是目前區塊鏈技術人才培養和發展缺乏系統的成長路線。截至目前，全國已有多所本科院校開設區塊鏈技術專業，2019年，成都信息工程大學成功申報全國首個的“區塊鏈工程”本科專業，為抓住發展機遇，江西軟件職業技術大學于2019年率先在全國開設首個區塊鏈學院，將區塊鏈技術與軟件工程、信息安全等專業結合。近年來，一方面區塊鏈技術在各領域應用發展迅速，而另一方面區塊鏈相關人才卻嚴重短缺，無法滿足企業用人需求。因此，各高等院校應該抓住機遇，產教結合，積極申報區塊鏈技術專業，開設區塊鏈跨學科課程體系，為培養交叉學科領域人才打好基礎。
2國內外研究現狀
國外對區塊鏈技術研究較早，2013年，麻省理工學院[2]就推出“數字貨幣研究”課程。2014年，紐約大學推出“比特幣和加密貨幣”課程，隨后，“數字貨幣入門”課出現在普林斯頓大學課堂上。但是，這些大學相關課程主要講授區塊鏈技術在數字貨幣金融領域應用，未涉及農業領域。我國第一個開設區塊鏈相關課程的學校是中央財經大學，早在2016年7月，中央財經大學和世紀互聯共同啟動了區塊鏈合作項目，設立了國內第一個基于區塊鏈的校企聯合實驗室。2020年5月，清華大學創辦了x-lab，為具有區塊鏈技術的創業者提供更好的服務和平臺，把握最新的創業動態；清華…x-lab…聯合鏈塊學院，為入駐團隊提供了區塊鏈行業與應用班課程。浙江大學成立區塊鏈研究中心，開設“區塊鏈與數字貨幣”課程[3]。但是這些課程主要研究區塊鏈原理以及在金融領域應用，對于區塊鏈在農業領域應用的課程較少，并且專業課程設置缺乏實際應用場景，產教結合不夠緊密，無法學以致用。羅鵬程[4]分析高職院校工業機器人技術課程改革對策，李晉江等[5]主要介紹基于區塊鏈技術的計算機類課程體系構建，探討相關基礎課程之間的關聯性和邏輯性。張凱等[6]把區塊鏈技術由面向計算機專業課程轉向全校通識類課程，結合學校電力能源特色，融合課程思政理念，探索區塊鏈新工科教育課程體系建設。郭曉雨等[7]介紹了如何構建審計學專業課程體系，目的是培養具備審計和區塊鏈技術交叉學科領域人才。邱佳[8]…探索區塊鏈和“人工智能+X”相結合課程，根據區塊鏈與“人工智能+X”的發展目標，提出具體實施途徑與方法。雖然研究人員已對區塊鏈相關課程體系建設有所探究，部分高校也開設了區塊鏈技術相關課程，但是，目前區塊鏈課程體系尚未成熟，多以理論研究、數字貨幣等金融領域為主，應用場景單一，不利于培養區塊鏈在其他領域的應用型人才。長期以來，農產品質量安全溯源是一個痛點問題，而區塊鏈技術不可篡改的特性正好可以解決這一問題，可將農產品從生產、運輸、銷售全流程上鏈，打造可信的農產品質量安全溯源體系。隨著區塊鏈技術在農業領域應用日益成熟，對“區塊鏈+農業”交叉學科人才需求日益增長，培養相關專業人才，建設“區塊鏈+農業”課程體系刻不容緩。
3產教融合，精準對接本地行業需求
產教融合，意味著課程設置要與產業結合，特別是與本地產業融合。吉安特色農產品主要有井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦，針對農產品質量安全溯源難問題，可利用區塊鏈技術解決，而且政府未來將會對“區塊鏈+農業”在資金、人力、政策上給予傾斜，從統計局官網獲悉，2020年全市農林牧漁業產值為459.7億元，占全市GDP比重21.2%，農業經濟是本地經濟重要組成部分。采用區塊鏈技術不僅能降低產品交易成本，而且能夠追蹤農產品全流程信息，保證農產品質量安全。近年來，借助“互聯網+農業”浪潮，農業信息化取得一定進展，但是農業數據依然分散，無法有效整合。因此，需要一個平臺整合農業數據，打破長期以來的數據壁壘問題。而區塊鏈技術正是構建該數據平臺的技術基礎架構。農業領域除溯源問題，生產者與需求方的信息也存在不透明的問題。此外，利用區塊鏈技術，結合大數據分析，建立農戶、商家信用體系，并將農民、加工商、倉儲商、零售商、消費者和監管機構等一系列全流程數據統一管理，使系統更加透明便利。2020年吉安市人民政府發布《吉安市區塊鏈技術應用和產業發展三年行動計劃（2020—2022年）》[9]，鼓勵本地高校開設區塊鏈相關課程，優先推動區塊鏈技術在井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦等上應用，培養“區塊鏈+農業”交叉學科人才。
4“區塊鏈+農業”交叉課程體系建設思路
4.1總體思路
根據本地企業的用人需求及產業結構的調整，確定了“區塊鏈+農業”交叉體系課程主要以服務本地區塊鏈產業為宗旨，充分利用企業資源，共同組成區塊鏈技術服務專業產學研用建設指導委員會，形成校企深度合作長效運行機制。與本地區塊鏈行業企業實施校企共建專業，協同共育人才?；谥腔勐毥獭W堂在線等網絡學習平臺資源，實施課程改革、人才培養模式改革。打造專業教學團隊，探索技能人才培養新模式。從地方特色產業出發，如井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦等，以實際需求為導向，建設具有實踐意義的“區塊鏈+農業”交叉課程體系。
4.2培養目標
通過對本地行業、兄弟院校調研以及召開產研學會議，確定了“區塊鏈+農業”交叉課程人才培養目標，首先要掌握區塊鏈、農業交叉應用領域專業技能，其次要快速學習行業知識，最后回歸到提升認知能力、學習能力、創新能力、溝通能力四大基礎素質上來。1）掌握行業專業技能。作為交叉學科人才培養目標，在專業技能上不僅要掌握Go語言設計、智能合約算法設計、網絡安全應用等區塊鏈專業技能，還需要掌握農作物生產流程、農作物質量安全監測等農業類知識技能，甚至要了解農業信息化、區塊鏈在農業領域應用。這樣才能更全面地掌握專業基礎技能，為后期區塊鏈應用打牢基礎。2）快速學習行業知識。區塊鏈技術發展日新月異，要緊跟時代前沿，閱讀最新相關領域頂尖期刊文章，積極參與行業會議，深入一線企業，與行業人士溝通，了解行業發展動態，保持課程的前瞻性、知識的時效性。3）提升四大基礎素質?！皡^塊鏈+農業”交叉課程體系目標是提高學生對行業的認知能力，自我提高的學習能力，與行業人士的溝通能力，開拓新方法解決問題的創新能力，最終追求的不僅僅是學生收獲專業知識技能，還要提升自我素質。
4.3交叉課程體系設計
“區塊鏈+農業”交叉課程體系不僅包含公共基礎課，而且有專業知識課、實踐技能實訓課，交叉課程主要設置在專業類課程。區塊鏈技術底層知識涉及計算機類課程，通常使用Go語言編程實現區塊鏈節點之間信息傳播，利用分布式技術和共識算法以實現分布式記賬功能，此外，區塊鏈技術的保密性涉及網絡安全技術中加密算法。農業類除了基本的作物生產技術、農業信息技術、農產品質量安全與檢測外，還要增加針對特殊應用場景、與企業合作開發特色課程。1）Go語言程序設計。區塊鏈技術本質上是一種分布式技術，而Go…語言具有高效編譯速度和并發特性，非常適合分布式場景開發，因此，Go語言常被作為編程設計語言。開發本課程主要是學習Go語言的歷史特性、環境搭建、并發機制等編程語法，能使用Go語言解決基本的問題。2）區塊鏈概論。區塊鏈概論課程主要了解比特幣歷史，比特幣內部原理和參數，運行機制；了解區塊鏈技術概念，掌握區塊鏈技術特點，區塊鏈系統運行方式，區塊鏈的共識機制；區塊鏈發展階段，未來的發展方向等開放性內容的討論。3）分布式技術和共識算法。區塊鏈技術本質上是一種分布式系統，如果各區塊鏈節點對某件事要達成共識，那么要采用共識算法完成。本課程需要掌握區塊鏈技術常用的共識算法，比如PoW、PoS、DPoS、PoA等算法的具體實現原理。此外，還需掌握分布式系統的部署、架構，分布式系統通信協議。4）網絡安全技術及應用。由于區塊鏈技術具有保密特性，因此還需要了解網絡安全知識，本門課程介紹密碼學發展歷史、概念，對稱加密算法、非對稱加密RSA算法、公鑰與私鑰理解、密鑰的保存與管理等密碼學知識。5）作物生產技術。作物生產技術課程主要介紹農作物（水稻、蜜柚、狗牯腦等）的生長發育規律，學習農作物生產計劃制定、播種育苗、田間管理。課程以項目為載體，通過學中做、做中學，能在實際工作中進行農業高產高效生產。6）農業信息技術。本課程介紹農業信息技術系統、農業模擬模型、虛擬農業、專家系統、農業生產計算機測控技術知識，未來能夠進行遙感系統、地理信息系統、全球定位系統原理應用，推廣使用新品種、新技術，制定新的技術標準，建立技術培訓體系。7）農產品質量安全與檢測。介紹農產品質量安全基本常識，熟悉導致農產品質量安全的主要因素，了解農產品質量安全法以及管理條例、農產品抽樣、農產品檢測方法和農產品生產基地的選擇。課程采用項目化為教學載體，實施翻轉課堂，以學生為中心的教學手段達到教學目的。8）企業合作開發課程。針對特殊應用場景需求，比如吉安特色農產品，如泰和烏雞、井岡蜜柚、遂川狗牯腦等，共同開發“區塊鏈+泰和烏雞”“區塊鏈+井岡蜜柚”“區塊鏈+遂川狗牯腦”等特色課程。
4.4課程思政教育，弘揚工匠精神
課程思政教育是老師在教學過程中要把立德樹人、德育優先作為目標，同時融入理想信念和社會主義核心價值觀[10]。將思政教育融入“區塊鏈+農業”課程體系當中，培養學生的工匠精神。在講述區塊鏈發展史時，可引導學生關注區塊鏈前沿技術發展現狀，找出科技發展差距，提高學生的愛國情操。在講述區塊鏈算法時，加入科學家們艱苦卓絕的奮斗事跡，比如“雜交水稻之父”袁隆平為解決世界饑荒問題，長期奮斗在一線。
5總結
近年來，區塊鏈技術的不斷發展，應用領域逐漸擴大，與金融、農業、醫療、教育等領域結合更深入，催生產業新變革。目前，全國很多高校、科研院所在搶占區塊鏈學科發展高地，組建區塊鏈學院，積極申報區塊鏈專業，打造區塊鏈技術相關課程。課題組結合當地特色產業（井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦）需求，利用自身產業優勢，將區塊鏈技術應用在農業領域，構建“區塊鏈+農業”交叉課程體系，培養交叉學科人才，助推本地產業發展壯大，助力鄉村振興戰略。
作者:陳小強 黃敏超 單位:吉安職業技術學院