新工科背景下沼氣工程設(shè)計課程思政實踐探索

楊高中，汪 霞，劉宏達，左軍平，艾 平，蔡曉勇*

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430070；2.湖北省農(nóng)村能源辦公室,湖北武漢 430070；3.廣水市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局生態(tài)能源局，湖北隨州 432700)

針對新時代高質(zhì)量農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)要求，需要在新工科新農(nóng)科高等教育改革的趨勢下，積極進行工農(nóng)結(jié)合、專思融合的農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)課程思政研究與實踐，促進農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)人才思政素質(zhì)和專業(yè)能力提升，以支撐我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略對農(nóng)業(yè)工程類高素質(zhì)拔尖人才的培養(yǎng)需求，緊密貼合新農(nóng)科建設(shè)的新思路、新結(jié)構(gòu)與新模式的教育理念。

該研究以農(nóng)業(yè)工程專業(yè)的專業(yè)選修課程沼氣工程設(shè)計為例，深度挖掘?qū)I(yè)課程中的思政元素，為實現(xiàn)“課程承載思政”與“思政寓于課程”的有機統(tǒng)一，形成可復(fù)制、可借鑒的教學(xué)范式，探索并豐富了新的教學(xué)方法與手段，尋求專業(yè)教學(xué)內(nèi)容與課程思政的嵌入點，設(shè)計經(jīng)典教學(xué)案例，設(shè)計開展思政教育的教學(xué)環(huán)節(jié)，在專業(yè)課程的教授中引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀，鑄就理想信念、錘煉高尚品格。

1 沼氣工程設(shè)計思政融合及預(yù)期效果

沼氣工程設(shè)計是華中農(nóng)業(yè)大學(xué)于2017年面向農(nóng)業(yè)工程一級學(xué)科下的能源與動力工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)，立足于工程設(shè)計實踐能力培養(yǎng)，具有鮮明的農(nóng)村能源行業(yè)特征。課程緊緊把握課程思政有別于思政課程的基本原則，通過細(xì)節(jié)挖掘、系統(tǒng)提煉、過程貫穿等方式深挖專業(yè)課程蘊含著的根植于農(nóng)村、服務(wù)于農(nóng)民、立志于農(nóng)業(yè)和綠色發(fā)展等思政元素，從教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)手段等層面出發(fā)，將思政內(nèi)容和專業(yè)知識有機結(jié)合并嵌入，形成協(xié)同育人機制，促進學(xué)生專業(yè)知識的提升和社會主義核心價值培育，結(jié)合脫貧攻堅戰(zhàn)略，培育學(xué)生對于社會和國家的責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識。

結(jié)合課程內(nèi)容布置利用生物技術(shù)和工程技術(shù)實現(xiàn)對有機廢棄物的資源化利用等工程系統(tǒng)設(shè)計分析任務(wù)，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維模式和工程思維模式，同時融入對我國生態(tài)文明建設(shè)理念的認(rèn)識和對當(dāng)前政策的跟蹤學(xué)習(xí)、思考和討論。在該課程的建設(shè)和改革過程中，引入課程思政內(nèi)容設(shè)計，緊扣我國沼氣事業(yè)百年來的變革歷程，通過國際視角比較，行業(yè)人物故事等講述以培養(yǎng)專業(yè)情感和弘揚創(chuàng)新精神。沼氣工程設(shè)計根據(jù)課程內(nèi)容發(fā)掘思政元素見表1。

以歷史情懷、創(chuàng)新思維、系統(tǒng)思維、務(wù)實精神為主要目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)情感和職業(yè)信心、提高學(xué)生職業(yè)技能和審美情趣為根本目的，增強學(xué)生的自信感、責(zé)任感，認(rèn)同感和使命感，多方面提升能力、拓寬思維以實現(xiàn)學(xué)生內(nèi)心自我驅(qū)動。通過落實專業(yè)課程思政育人，促進學(xué)生綜合發(fā)展。

2 沼氣工程設(shè)計課程思政案例分析

在沼氣工程設(shè)計課程的思政實踐探索中，針對課程思政目的設(shè)置主要思政模塊，在基本原理基礎(chǔ)上，引入專門的案例分析，結(jié)合一定的專題作業(yè)，落實專業(yè)課程思政育人，促進學(xué)生綜合發(fā)展，以實現(xiàn)思政目標(biāo)，探索方案如圖1所示。

沼氣發(fā)酵原理是大自然選擇的碳循環(huán)最簡潔的途徑，從幾種能源轉(zhuǎn)化模式的比較，直觀感受厭氧模式的自然之法，引出“道法自然”的哲學(xué)思想，剖析現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)里面“大道至簡”的哲理觀念的表現(xiàn)，引申至對我國傳統(tǒng)儒道文化中的“為學(xué)之道至簡至易”等方法論的溯源與解析。

表1 沼氣工程設(shè)計課程思政元素

圖1 沼氣工程設(shè)計課程思政實踐探索Fig.1 Ideological and political practice exploration of biogas engineering design course

以厭氧菌為對象，挖掘其所蘊含的對人們有所啟發(fā)的內(nèi)在精神，比如處于自然生態(tài)鏈最底端而發(fā)揮對地球最為重要的分解循環(huán)作用、具備以最簡單的碳源為食物合成能源產(chǎn)物的獨特本領(lǐng)、在惡劣的環(huán)境下可以不斷調(diào)整適應(yīng)以繼續(xù)工作、在極端惡劣條件下則蟄伏待環(huán)境改善即迅速恢復(fù)等。處處皆有啟迪，從小小的厭氧菌出發(fā)，分析其蘊含的成就事業(yè)所需的必要精神。加強學(xué)生對厭氧發(fā)酵技術(shù)手段的客觀認(rèn)識，并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展善于聯(lián)想、展開思考、勤于反思的思維方式，培養(yǎng)以小見大的思考方法。

通過我國近幾十年來的沼氣發(fā)展歷程，引導(dǎo)學(xué)生思考在不同時代背景下的政策制定出發(fā)點及其局限性，并了解黨和政府在農(nóng)村能源與環(huán)境事業(yè)上艱難的獨立探索過程。通過國家不斷調(diào)整的發(fā)展政策以及部分失敗案例的分析，理解“因地制宜”等發(fā)展方針的形成，領(lǐng)會在沼氣事業(yè)發(fā)展過程中必須注重事理物理的系統(tǒng)發(fā)展觀。同時，也從我國戶用沼氣、小沼工程、大型沼氣、生物天然氣等近20年來的各階段的跳躍式發(fā)展說明當(dāng)代中國的科技進步和國力增長，以及我國農(nóng)村農(nóng)業(yè)的劇烈發(fā)展和轉(zhuǎn)型。同時激勵同學(xué)們堅持行業(yè)情懷，樹立領(lǐng)跑意識，建立領(lǐng)跑機制，為新時代從“沼氣大國”到“沼氣強國”的轉(zhuǎn)變貢獻力量。

通過講述民國時期的“國瑞沼氣行”的民族企業(yè)家創(chuàng)業(yè)失敗故事，分析在民族積弱、列強欺辱等大環(huán)境下的民族企業(yè)必然失敗的結(jié)局。在此基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)而介紹我國目前沼氣大國的現(xiàn)有局面，同時講述我國現(xiàn)代沼氣發(fā)展過程中的幾起幾落，結(jié)合新中國成立以來不同時期的時代特征，分析不同時期對應(yīng)的沼氣發(fā)展政策以及其成敗內(nèi)因。同學(xué)們能夠更好地了解到我國政府對農(nóng)村能源的關(guān)注和投入，也能更理性客觀地分析技術(shù)發(fā)展過程中的瓶頸問題及相應(yīng)策略，學(xué)會從更高層級視角來分析技術(shù)系統(tǒng)的實際應(yīng)用。

從我國是沼氣大國而非沼氣強國的現(xiàn)實出發(fā)，問診把脈，提出發(fā)展建議和產(chǎn)業(yè)策略。引導(dǎo)學(xué)生從產(chǎn)業(yè)鏈整體出發(fā)，梳理影響我國當(dāng)前沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素，從政策、技術(shù)、配套、市場、管理等多方面進行深入探討，綜合分析各方面的交互影響和優(yōu)劣輕重關(guān)系。要求學(xué)生收集資料，了解德國沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，解析其發(fā)展為沼氣強國的主要原因，以及目前在沼氣技術(shù)方面的主要領(lǐng)先優(yōu)勢，并提出我國如何學(xué)習(xí)和超越的發(fā)展思路。在此基礎(chǔ)上，要求學(xué)生從政策制定者角度提出完整的產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議，以此“發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題”的思維訓(xùn)練提升學(xué)生的系統(tǒng)思考能力。同時通過對沼氣產(chǎn)業(yè)鏈的中歐對比，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的限制因素，并引導(dǎo)學(xué)生樹立擔(dān)當(dāng)精神，學(xué)習(xí)德國工匠精神，穩(wěn)步踏實的逐漸實現(xiàn)技術(shù)趕超。

以沼氣工程中的某一設(shè)備，如進料泵為例，展示德國企業(yè)各式不同的進料泵，功能各異，性能優(yōu)良，幾十年間不斷發(fā)展成一系列產(chǎn)品，小小進料泵含有諸多科技含量，以說明德國企業(yè)潛心發(fā)展，不斷創(chuàng)新的企業(yè)文化底蘊，從價格、功能方面與國產(chǎn)產(chǎn)品進行的對比，以感受幾十年專注于一個產(chǎn)品而產(chǎn)生的競爭力和生命力。以中國企業(yè)全面進口德國設(shè)備的案例，激發(fā)學(xué)生的行業(yè)情懷，樹立踏實做事，技術(shù)強國的責(zé)任感。

結(jié)合課程不同章節(jié)內(nèi)容，穿插介紹在沼氣工程領(lǐng)域的國內(nèi)外科研工作者、企業(yè)創(chuàng)業(yè)者、技術(shù)研究者、管理工作者和基層技術(shù)及服務(wù)人員。在科研工作者方面，介紹發(fā)明UASB的Lettinga教授，放棄申請專利而全球分享的故事，如發(fā)明厭氧生物濾池的McCarty教授、國內(nèi)最早從事厭氧技術(shù)的錢易院士等，學(xué)習(xí)學(xué)者們的治學(xué)精神和人格風(fēng)范。在企業(yè)發(fā)展方面，選取典型案例說明中國企業(yè)如何把握機遇，服務(wù)社會，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展精神及其特有的企業(yè)文化，以此引導(dǎo)學(xué)生感受中國人勤奮、創(chuàng)新、開拓的民族特質(zhì)，激勵樹立領(lǐng)跑意識，建立領(lǐng)跑機制。此外，再介紹我國近30年的沼氣行業(yè)發(fā)展的基層農(nóng)村能源工作者，選取典型人物故事，宣揚人物精神，通過人物事跡介紹，認(rèn)識在技術(shù)發(fā)展中的人事要素及主觀能動作用。

選取基層沼氣行業(yè)從業(yè)者的先進事例，講好基層人物故事，如農(nóng)村能源辦資深技術(shù)人員、基層沼氣服務(wù)站的家族創(chuàng)業(yè)故事等，投身沼氣服務(wù)行業(yè)，提高服務(wù)質(zhì)量，創(chuàng)新服務(wù)模式，從基層人物的先進事跡中深入挖掘克服困難、銳意進取、開拓創(chuàng)新的創(chuàng)業(yè)精神，由此分析每個人在不同條件下都能成就平凡而又不平凡的事業(yè)的深刻意義。采用沼氣行業(yè)從基層到政府管理人員、科研人員等行業(yè)故事，讓同學(xué)們領(lǐng)會到各行各業(yè)都可有一番作為，但不論任何行業(yè)，都需具有創(chuàng)新、開拓等品質(zhì)。

首先在理論上學(xué)習(xí)當(dāng)前中國特色生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略意義，深入學(xué)習(xí)我國關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)的理論思想，在課程中貫徹融入尊重自然、保護自然的傳統(tǒng)文化蘊涵的生態(tài)文明理念。布置任務(wù)要求學(xué)生整理我國近年以來生態(tài)文明建設(shè)的系列政策方針，深入領(lǐng)會習(xí)近平生態(tài)文明重要思想，并從中尋找與沼氣工程相關(guān)的具體政策內(nèi)容，如分析中央一號文件中沼氣相關(guān)政策歷年來的調(diào)整，認(rèn)識以沼氣工程為紐帶構(gòu)建的農(nóng)業(yè)廢棄物處理及能源化、資源化利用的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)理念，領(lǐng)會沼氣工程在鄉(xiāng)村振興、農(nóng)村環(huán)境治理等領(lǐng)域的可為之處，以及隨著時代發(fā)展對沼氣工程在功能效用方面要求的變化。

以縣域廢棄物處理為例，選取全縣畜禽糞污處理整縣推進項目，從項目應(yīng)用與實施方面出發(fā)，進行縣域的收儲運系統(tǒng)配套、規(guī)劃編制等方面系統(tǒng)思維模式、工程思維模式培養(yǎng)，并對縣域規(guī)?；託夤こ滩季旨捌渌l(fā)揮的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的養(yǎng)分循環(huán)功能進行分析。梳理十九大以來一系列沼氣技術(shù)相關(guān)的政策，形成近10年來沼氣工程技術(shù)規(guī)范的文檔，通過內(nèi)容和內(nèi)涵的變化，認(rèn)識我國相關(guān)農(nóng)村能源環(huán)境與能源建設(shè)政策方針的變化。培養(yǎng)學(xué)生對國家政策方針的學(xué)習(xí)能力，增強學(xué)生對生態(tài)文明建設(shè)的認(rèn)識，以及對沼氣工程建設(shè)的實踐意義。

3 結(jié)語

沼氣工程設(shè)計立足于課程學(xué)理，注重學(xué)術(shù)內(nèi)涵育人的思政教育途徑，深入研究并逐步凝練專業(yè)課程思政案例，開展了符合自身特色的探索與實踐，形成了新工科背景下的具有工農(nóng)特色思政教育的協(xié)同育人機制，形成了工農(nóng)結(jié)合、專思融合的專業(yè)課程思政的實施模式，培養(yǎng)了學(xué)生對沼氣工程技術(shù)的專業(yè)情感和社會擔(dān)當(dāng)精神，增強了學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力,從而提高學(xué)生整體綜合素質(zhì)，實現(xiàn)協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力強的高素質(zhì)創(chuàng)新農(nóng)業(yè)工程人才的實踐探索。