基于“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉學(xué)科課程體系研究*

陳小強(qiáng) ， 黃敏超

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343006）

1 研究背景

近年來，區(qū)塊鏈作為新一代數(shù)字信息技術(shù)的代表，與量子信息、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等科技應(yīng)用一同引領(lǐng)“第四次工業(yè)革命”。2019年，習(xí)近平總書記在主持中央政治局第十八次學(xué)習(xí)時強(qiáng)調(diào)，要探索“區(qū)塊鏈+”在民生領(lǐng)域的應(yīng)用，積極推動區(qū)塊鏈技術(shù)在教育、就業(yè)、養(yǎng)老、精準(zhǔn)脫貧、醫(yī)療健康、商品防偽、食品安全、公益、社會救助等領(lǐng)域的應(yīng)用。2020年，江西省人民政府發(fā)布的《江西省數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展三年行動計劃（2020—2022年）》強(qiáng)調(diào)，搶抓區(qū)塊鏈發(fā)展機(jī)遇，強(qiáng)化頂層設(shè)計，加快研究制定區(qū)塊鏈指導(dǎo)意見[1]。

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)逐漸在各行業(yè)凸顯價值，但是目前區(qū)塊鏈技術(shù)人才培養(yǎng)和發(fā)展缺乏系統(tǒng)的成長路線。截至目前，全國已有多所本科院校開設(shè)區(qū)塊鏈技術(shù)專業(yè)，2019年，成都信息工程大學(xué)成功申報全國首個的“區(qū)塊鏈工程”本科專業(yè)，為抓住發(fā)展機(jī)遇，江西軟件職業(yè)技術(shù)大學(xué)于2019年率先在全國開設(shè)首個區(qū)塊鏈學(xué)院，將區(qū)塊鏈技術(shù)與軟件工程、信息安全等專業(yè)結(jié)合。近年來，一方面區(qū)塊鏈技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展迅速，而另一方面區(qū)塊鏈相關(guān)人才卻嚴(yán)重短缺，無法滿足企業(yè)用人需求。因此，各高等院校應(yīng)該抓住機(jī)遇，產(chǎn)教結(jié)合，積極申報區(qū)塊鏈技術(shù)專業(yè)，開設(shè)區(qū)塊鏈跨學(xué)科課程體系，為培養(yǎng)交叉學(xué)科領(lǐng)域人才打好基礎(chǔ)。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外對區(qū)塊鏈技術(shù)研究較早，2013年，麻省理工學(xué)院[2]就推出“數(shù)字貨幣研究”課程。2014年，紐約大學(xué)推出“比特幣和加密貨幣”課程，隨后，“數(shù)字貨幣入門”課出現(xiàn)在普林斯頓大學(xué)課堂上。但是，這些大學(xué)相關(guān)課程主要講授區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字貨幣金融領(lǐng)域應(yīng)用，未涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。

我國第一個開設(shè)區(qū)塊鏈相關(guān)課程的學(xué)校是中央財經(jīng)大學(xué)，早在2016年7月，中央財經(jīng)大學(xué)和世紀(jì)互聯(lián)共同啟動了區(qū)塊鏈合作項目，設(shè)立了國內(nèi)第一個基于區(qū)塊鏈的校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。2020年5月，清華大學(xué)創(chuàng)辦了x-lab，為具有區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)業(yè)者提供更好的服務(wù)和平臺，把握最新的創(chuàng)業(yè)動態(tài)；清華 x-lab 聯(lián)合鏈塊學(xué)院，為入駐團(tuán)隊提供了區(qū)塊鏈行業(yè)與應(yīng)用班課程。浙江大學(xué)成立區(qū)塊鏈研究中心，開設(shè)“區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣”課程[3]。但是這些課程主要研究區(qū)塊鏈原理以及在金融領(lǐng)域應(yīng)用，對于區(qū)塊鏈在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的課程較少，并且專業(yè)課程設(shè)置缺乏實(shí)際應(yīng)用場景，產(chǎn)教結(jié)合不夠緊密，無法學(xué)以致用。羅鵬程[4]分析高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程改革對策，李晉江等[5]主要介紹基于區(qū)塊鏈技術(shù)的計算機(jī)類課程體系構(gòu)建，探討相關(guān)基礎(chǔ)課程之間的關(guān)聯(lián)性和邏輯性。張凱等[6]把區(qū)塊鏈技術(shù)由面向計算機(jī)專業(yè)課程轉(zhuǎn)向全校通識類課程，結(jié)合學(xué)校電力能源特色，融合課程思政理念，探索區(qū)塊鏈新工科教育課程體系建設(shè)。郭曉雨等[7]介紹了如何構(gòu)建審計學(xué)專業(yè)課程體系，目的是培養(yǎng)具備審計和區(qū)塊鏈技術(shù)交叉學(xué)科領(lǐng)域人才。邱佳[8]探索區(qū)塊鏈和“人工智能+X”相結(jié)合課程，根據(jù)區(qū)塊鏈與“人工智能+X”的發(fā)展目標(biāo)，提出具體實(shí)施途徑與方法。

雖然研究人員已對區(qū)塊鏈相關(guān)課程體系建設(shè)有所探究，部分高校也開設(shè)了區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)課程，但是，目前區(qū)塊鏈課程體系尚未成熟，多以理論研究、數(shù)字貨幣等金融領(lǐng)域?yàn)橹鳎瑧?yīng)用場景單一，不利于培養(yǎng)區(qū)塊鏈在其他領(lǐng)域的應(yīng)用型人才。長期以來，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源是一個痛點(diǎn)問題，而區(qū)塊鏈技術(shù)不可篡改的特性正好可以解決這一問題，可將農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售全流程上鏈，打造可信的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日益成熟，對“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉學(xué)科人才需求日益增長，培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才，建設(shè)“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”課程體系刻不容緩。

3 產(chǎn)教融合，精準(zhǔn)對接本地行業(yè)需求

產(chǎn)教融合，意味著課程設(shè)置要與產(chǎn)業(yè)結(jié)合，特別是與本地產(chǎn)業(yè)融合。吉安特色農(nóng)產(chǎn)品主要有井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦，針對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源難問題，可利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決，而且政府未來將會對“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”在資金、人力、政策上給予傾斜，從統(tǒng)計局官網(wǎng)獲悉，2020年全市農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值為459.7億元，占全市GDP比重21.2%，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)是本地經(jīng)濟(jì)重要組成部分。

采用區(qū)塊鏈技術(shù)不僅能降低產(chǎn)品交易成本，而且能夠追蹤農(nóng)產(chǎn)品全流程信息，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。近年來，借助“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”浪潮，農(nóng)業(yè)信息化取得一定進(jìn)展，但是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)依然分散，無法有效整合。因此，需要一個平臺整合農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，打破長期以來的數(shù)據(jù)壁壘問題。而區(qū)塊鏈技術(shù)正是構(gòu)建該數(shù)據(jù)平臺的技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域除溯源問題，生產(chǎn)者與需求方的信息也存在不透明的問題。此外，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，建立農(nóng)戶、商家信用體系，并將農(nóng)民、加工商、倉儲商、零售商、消費(fèi)者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)等一系列全流程數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，使系統(tǒng)更加透明便利。

2020年吉安市人民政府發(fā)布《吉安市區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2020—2022年）》[9]，鼓勵本地高校開設(shè)區(qū)塊鏈相關(guān)課程，優(yōu)先推動區(qū)塊鏈技術(shù)在井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦等上應(yīng)用，培養(yǎng)“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉學(xué)科人才。

4 “區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉課程體系建設(shè)思路

4.1 總體思路

根據(jù)本地企業(yè)的用人需求及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，確定了“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉體系課程主要以服務(wù)本地區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)為宗旨，充分利用企業(yè)資源，共同組成區(qū)塊鏈技術(shù)服務(wù)專業(yè)產(chǎn)學(xué)研用建設(shè)指導(dǎo)委員會，形成校企深度合作長效運(yùn)行機(jī)制。與本地區(qū)塊鏈行業(yè)企業(yè)實(shí)施校企共建專業(yè)，協(xié)同共育人才。基于智慧職教、學(xué)堂在線等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺資源，實(shí)施課程改革、人才培養(yǎng)模式改革。打造專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊，探索技能人才培養(yǎng)新模式。從地方特色產(chǎn)業(yè)出發(fā)，如井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦等，以實(shí)際需求為導(dǎo)向，建設(shè)具有實(shí)踐意義的“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉課程體系。

4.2 培養(yǎng)目標(biāo)

通過對本地行業(yè)、兄弟院校調(diào)研以及召開產(chǎn)研學(xué)會議，確定了“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉課程人才培養(yǎng)目標(biāo)，首先要掌握區(qū)塊鏈、農(nóng)業(yè)交叉應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技能，其次要快速學(xué)習(xí)行業(yè)知識，最后回歸到提升認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、溝通能力四大基礎(chǔ)素質(zhì)上來。

1）掌握行業(yè)專業(yè)技能。作為交叉學(xué)科人才培養(yǎng)目標(biāo)，在專業(yè)技能上不僅要掌握Go語言設(shè)計、智能合約算法設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用等區(qū)塊鏈專業(yè)技能，還需要掌握農(nóng)作物生產(chǎn)流程、農(nóng)作物質(zhì)量安全監(jiān)測等農(nóng)業(yè)類知識技能，甚至要了解農(nóng)業(yè)信息化、區(qū)塊鏈在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。這樣才能更全面地掌握專業(yè)基礎(chǔ)技能，為后期區(qū)塊鏈應(yīng)用打牢基礎(chǔ)。

2）快速學(xué)習(xí)行業(yè)知識。區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展日新月異，要緊跟時代前沿，閱讀最新相關(guān)領(lǐng)域頂尖期刊文章，積極參與行業(yè)會議，深入一線企業(yè)，與行業(yè)人士溝通，了解行業(yè)發(fā)展動態(tài)，保持課程的前瞻性、知識的時效性。

3）提升四大基礎(chǔ)素質(zhì)?！皡^(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉課程體系目標(biāo)是提高學(xué)生對行業(yè)的認(rèn)知能力，自我提高的學(xué)習(xí)能力，與行業(yè)人士的溝通能力，開拓新方法解決問題的創(chuàng)新能力，最終追求的不僅僅是學(xué)生收獲專業(yè)知識技能，還要提升自我素質(zhì)。

4.3 交叉課程體系設(shè)計

“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉課程體系不僅包含公共基礎(chǔ)課，而且有專業(yè)知識課、實(shí)踐技能實(shí)訓(xùn)課，交叉課程主要設(shè)置在專業(yè)類課程。區(qū)塊鏈技術(shù)底層知識涉及計算機(jī)類課程，通常使用Go語言編程實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)之間信息傳播，利用分布式技術(shù)和共識算法以實(shí)現(xiàn)分布式記賬功能，此外，區(qū)塊鏈技術(shù)的保密性涉及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)中加密算法。農(nóng)業(yè)類除了基本的作物生產(chǎn)技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測外，還要增加針對特殊應(yīng)用場景、與企業(yè)合作開發(fā)特色課程。

1）Go語言程序設(shè)計。區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上是一種分布式技術(shù)，而Go 語言具有高效編譯速度和并發(fā)特性，非常適合分布式場景開發(fā)，因此，Go語言常被作為編程設(shè)計語言。開發(fā)本課程主要是學(xué)習(xí)Go語言的歷史特性、環(huán)境搭建、并發(fā)機(jī)制等編程語法，能使用Go語言解決基本的問題。

2）區(qū)塊鏈概論。區(qū)塊鏈概論課程主要了解比特幣歷史，比特幣內(nèi)部原理和參數(shù)，運(yùn)行機(jī)制；了解區(qū)塊鏈技術(shù)概念，掌握區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)運(yùn)行方式，區(qū)塊鏈的共識機(jī)制；區(qū)塊鏈發(fā)展階段，未來的發(fā)展方向等開放性內(nèi)容的討論。

3）分布式技術(shù)和共識算法。區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上是一種分布式系統(tǒng)，如果各區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)對某件事要達(dá)成共識，那么要采用共識算法完成。本課程需要掌握區(qū)塊鏈技術(shù)常用的共識算法，比如PoW、PoS、DPoS、PoA等算法的具體實(shí)現(xiàn)原理。此外，還需掌握分布式系統(tǒng)的部署、架構(gòu)，分布式系統(tǒng)通信協(xié)議。

4）網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及應(yīng)用。由于區(qū)塊鏈技術(shù)具有保密特性，因此還需要了解網(wǎng)絡(luò)安全知識，本門課程介紹密碼學(xué)發(fā)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(xué)知識。

5）作物生產(chǎn)技術(shù)。作物生產(chǎn)技術(shù)課程主要介紹農(nóng)作物（水稻、蜜柚、狗牯腦等）的生長發(fā)育規(guī)律，學(xué)習(xí)農(nóng)作物生產(chǎn)計劃制定、播種育苗、田間管理。課程以項目為載體，通過學(xué)中做、做中學(xué)，能在實(shí)際工作中進(jìn)行農(nóng)業(yè)高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

6）農(nóng)業(yè)信息技術(shù)。本課程介紹農(nóng)業(yè)信息技術(shù)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)模擬模型、虛擬農(nóng)業(yè)、專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計算機(jī)測控技術(shù)知識，未來能夠進(jìn)行遙感系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)原理應(yīng)用，推廣使用新品種、新技術(shù)，制定新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立技術(shù)培訓(xùn)體系。

7）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測。介紹農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全基本常識，熟悉導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要因素，了解農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法以及管理條例、農(nóng)產(chǎn)品抽樣、農(nóng)產(chǎn)品檢測方法和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地的選擇。課程采用項目化為教學(xué)載體，實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，以學(xué)生為中心的教學(xué)手段達(dá)到教學(xué)目的。

8）企業(yè)合作開發(fā)課程。針對特殊應(yīng)用場景需求，比如吉安特色農(nóng)產(chǎn)品，如泰和烏雞、井岡蜜柚、遂川狗牯腦等，共同開發(fā)“區(qū)塊鏈+泰和烏雞”“區(qū)塊鏈+井岡蜜柚”“區(qū)塊鏈+遂川狗牯腦”等特色課程。

4.4 課程思政教育，弘揚(yáng)工匠精神

課程思政教育是老師在教學(xué)過程中要把立德樹人、德育優(yōu)先作為目標(biāo)，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(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”課程體系當(dāng)中，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。在講述區(qū)塊鏈發(fā)展史時，可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注區(qū)塊鏈前沿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，找出科技發(fā)展差距，提高學(xué)生的愛國情操。在講述區(qū)塊鏈算法時，加入科學(xué)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(jié)

近年來，區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，與金融、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域結(jié)合更深入，催生產(chǎn)業(yè)新變革。目前，全國很多高校、科研院所在搶占區(qū)塊鏈學(xué)科發(fā)展高地，組建區(qū)塊鏈學(xué)院，積極申報區(qū)塊鏈專業(yè)，打造區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)課程。課題組結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)（井岡蜜柚、泰和烏雞、遂川狗牯腦）需求，利用自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，構(gòu)建“區(qū)塊鏈+農(nóng)業(yè)”交叉課程體系，培養(yǎng)交叉學(xué)科人才，助推本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。