環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的課程思政探索

李夕耀，戈 拯，楊 慶，杜 睿，王淑瑩

（北京工業(yè)大學(xué) 環(huán)境與生命學(xué)部，北京 100124）

課程思政是新時(shí)代中國(guó)高等教育的理論創(chuàng)新與實(shí)踐創(chuàng)新，是實(shí)現(xiàn)“三全育人”目標(biāo)的重要舉措，是培養(yǎng)新時(shí)代社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的重要途徑。2020年，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出：“落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂。”

針對(duì)工科專業(yè)實(shí)踐性和工程性較強(qiáng)的特點(diǎn)，需要將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和基本技能，初步掌握工程實(shí)踐能力，使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要。結(jié)合課程思政的要求及實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，在高校實(shí)驗(yàn)課中開展課程思政非常緊迫和必要。

一、高校實(shí)驗(yàn)課程思政的重要性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思政的融合能夠使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)及提高科研實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，充分提高品德修養(yǎng)及政治思想覺悟，堅(jiān)定理想信念以建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義［1］。實(shí)驗(yàn)課能充分體現(xiàn)以學(xué)生為本的教育教學(xué)理念，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和基本技能，使其具備工程實(shí)踐能力、處理設(shè)施的運(yùn)行管理能力，使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)工程型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

（一）高校實(shí)驗(yàn)課程思政特點(diǎn)與要求

如何使得實(shí)驗(yàn)課程與理論課程結(jié)合，特別是與思想政治理論課同向同行，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出：“專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，要注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問(wèn)題的實(shí)踐能力?！币虼耍瑢?shí)驗(yàn)課程與思想政治理論課有效結(jié)合是目前廣大實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該努力的方向［2］。

實(shí)驗(yàn)課的課程思政不是操作和動(dòng)手片面化、簡(jiǎn)單相加的“課程+思政”、生搬理論課的總體設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)等，而是以學(xué)生為本、教師主導(dǎo)和增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課家國(guó)情懷、政治認(rèn)同、專業(yè)倫理、科學(xué)品質(zhì)、品德修養(yǎng)、自然辯證等方面的思政教育。在課程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)課特點(diǎn)和工程領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝等，不斷升級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容［3］，深挖實(shí)驗(yàn)組織、協(xié)調(diào)和開展的水平，減少“兩張皮”現(xiàn)象［4］。

（二）專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的課程思政開展方法

思想政治教育與實(shí)踐課結(jié)合的教育理念一定程度上存在脫節(jié)情況，比如實(shí)驗(yàn)案例陳舊、科研學(xué)前沿聯(lián)系少、缺乏創(chuàng)新性等［5］。為促進(jìn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課課程思政的開展，應(yīng)結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位、專業(yè)特色、課程特點(diǎn)等，制定課程目標(biāo)和重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)課德才兼修、價(jià)值引領(lǐng)、加強(qiáng)基礎(chǔ)、強(qiáng)化實(shí)踐、引導(dǎo)探索、鼓勵(lì)創(chuàng)新的基本思路，在此基礎(chǔ)上，將世界觀與方法論結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析，挖掘?qū)嶒?yàn)課的思政元素，不斷打磨教學(xué)過(guò)程，豐富實(shí)驗(yàn)手段，激發(fā)學(xué)生自我思考、創(chuàng)新提升、終身學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

二、環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課課程思政探索與思考

北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)服務(wù)京津冀地區(qū)環(huán)境保護(hù)事業(yè)，入選國(guó)家首批一流本科專業(yè)建設(shè)計(jì)劃。專業(yè)結(jié)合北京工業(yè)大學(xué)建設(shè)研究型大學(xué)、大力發(fā)展一流工科專業(yè)的定位，培養(yǎng)具有國(guó)際視野，兼具良好科學(xué)素質(zhì)（研發(fā)型）和工程素質(zhì)（工程技術(shù)型）的一流創(chuàng)新人才，最終培養(yǎng)“知信行合一”的生態(tài)文明事業(yè)建設(shè)者。

學(xué)校專業(yè)實(shí)驗(yàn)課主要包括環(huán)境工程監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、固體廢棄物處理處置實(shí)驗(yàn)等。“水質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”為專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課程，是培養(yǎng)學(xué)生水污染治理技術(shù)必不可少的實(shí)踐環(huán)節(jié)。本校堅(jiān)持以學(xué)生為本的環(huán)境工程專業(yè)“產(chǎn)教融合、校企協(xié)同”模式，探索與思考“水質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程目標(biāo)與思政教育，也適用于其他環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)必修課，見圖1。

圖1 以學(xué)生為本的“水質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程目標(biāo)與思政探索

（一）立“志”環(huán)保、“摯”愛專業(yè)

如何讓學(xué)生堅(jiān)定信念進(jìn)行環(huán)保事業(yè)，在畢業(yè)時(shí)達(dá)到良好的人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)，具有工程倫理道德責(zé)任，尊重社會(huì)價(jià)值，這是環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課課程的第一目標(biāo)。面向生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略定位，樹立“綠色發(fā)展觀”的育人理念，應(yīng)以史為鑒，堅(jiān)定文化自信。在中國(guó)傳統(tǒng)歷史文化長(zhǎng)河中，保持“天時(shí)地利人和”“天人合一”的古樸環(huán)保理念，在習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)的道路上，培養(yǎng)“知信行合一”的生態(tài)文明事業(yè)建設(shè)者非常重要?？蓮摹八|(zhì)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、畢業(yè)達(dá)成度幾個(gè)方面進(jìn)行探索。

發(fā)揮理論課“水質(zhì)工程學(xué)”國(guó)家精品課程特色，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的課程思政建設(shè)。例如“源潔則流清，形端則影直”（王勃《上劉右相書》）、“欲流之遠(yuǎn)者，必浚其泉源”（魏徵《諫太宗十思疏》）等做人做事的行為準(zhǔn)則，融入掌握廢水的性質(zhì)、水質(zhì)特征、水體質(zhì)量的一般方法過(guò)程中。通過(guò)學(xué)習(xí)廢水處理方面的綜合技能，把社會(huì)主義核心價(jià)值觀的要求融入實(shí)驗(yàn)操作學(xué)習(xí)和分析過(guò)程，立足培養(yǎng)和弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的實(shí)驗(yàn)氛圍。

在教學(xué)內(nèi)容上，通過(guò)情境設(shè)定、實(shí)踐體驗(yàn)、熱點(diǎn)啟發(fā)、作業(yè)引導(dǎo)等方式將思政內(nèi)容和思政元素融入“水質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”課程。思政元素可從生態(tài)文明建設(shè)、綠色發(fā)展價(jià)值引領(lǐng)導(dǎo)向、中國(guó)在全球生態(tài)文明建設(shè)中的大國(guó)擔(dān)當(dāng)?shù)壤硐胄拍?，“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)、精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污等政治認(rèn)同，美麗中國(guó)、節(jié)水節(jié)能、資源化利用、水生態(tài)保護(hù)技術(shù)等家國(guó)情懷，構(gòu)建人類命運(yùn)共同體、辯證思維等文化素養(yǎng)，人物事跡、踐行職業(yè)精神等職業(yè)理想，工程案例、政策解讀、科技創(chuàng)新等科學(xué)倫理與道德等方面來(lái)挖掘。例如，在過(guò)濾反沖洗實(shí)驗(yàn)中，知識(shí)點(diǎn)“過(guò)濾時(shí)的水頭損失”和“為什么要進(jìn)行反沖洗”可引發(fā)學(xué)生思考物極必反、否極泰來(lái)等居安思危的辯證思維等。

做好課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝置等專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的綜合設(shè)計(jì)，滿足專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的畢業(yè)達(dá)成要求。結(jié)合古代和現(xiàn)代水處理工程案例，強(qiáng)化工程思維，培養(yǎng)工程素養(yǎng)，提升創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科技開發(fā)能力、科學(xué)研究能力，從單一的實(shí)踐教學(xué)模式向多元化人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)工程教育認(rèn)證以學(xué)生為本的理念。

（二）見仁見“智”、敢于“質(zhì)”疑

環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)目標(biāo)要求學(xué)生具備環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的系統(tǒng)思維、可持續(xù)發(fā)展理念和多學(xué)科知識(shí)交叉融合能力，具備創(chuàng)新性地解決不確定環(huán)境下復(fù)雜工程問(wèn)題的能力?！坝卖~者先通水，欲致鳥者先樹木。水積而魚聚，木茂而鳥集。”（劉安《淮南子·說(shuō)山訓(xùn)》）要培養(yǎng)優(yōu)秀的環(huán)境工程專業(yè)人才，必須營(yíng)造良好的硬件與人文環(huán)境，包容學(xué)生不同的想法，讓他們敢于提問(wèn)、勇于思考、善于總結(jié)。

在硬件方面，教學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室需要保證每位學(xué)生有足夠的實(shí)驗(yàn)面積和實(shí)驗(yàn)操作裝置。例如，顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn)、過(guò)濾反沖實(shí)驗(yàn)、曝氣充氧實(shí)驗(yàn)等，水處理模擬裝置體積較大，為了保證學(xué)生在課堂的動(dòng)手能力和操作過(guò)程，分組人數(shù)不宜過(guò)多，實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置占地面積較大。但為了通過(guò)不同的水處理實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)廢水處理物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程基本知識(shí)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和實(shí)際動(dòng)手的能力，實(shí)驗(yàn)硬件是基礎(chǔ)。

在人文環(huán)境方面，可以將美學(xué)教育、勞動(dòng)教育融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。例如，顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn)的原水配置，摒棄灰色、褐色、土黃色等非絮凝性固體顆粒，采用明亮的、不同粒徑、不同質(zhì)量分布的細(xì)小彩砂，引起學(xué)生關(guān)注，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程有色彩的區(qū)分和美化。實(shí)驗(yàn)課的目的之一是培養(yǎng)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)的能力，也是勞動(dòng)教育的實(shí)現(xiàn)途徑之一。通過(guò)四種樹脂類型的鑒別實(shí)驗(yàn)，根據(jù)化學(xué)試劑與不同樹脂之間的相互作用，說(shuō)明最終樹脂呈現(xiàn)苔蘚綠或蘋果綠、靛藍(lán)、玫紅或粉紅的變色規(guī)律及反應(yīng)原理。在環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備和實(shí)施環(huán)節(jié)中，從任課教師為主體，轉(zhuǎn)移至學(xué)生為主體。在此過(guò)程中，參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)有許多疑問(wèn)，例如“化糞池和管網(wǎng)的水力停留時(shí)間對(duì)完全混合式活性污泥法處理裝置進(jìn)水COD的影響”“水資源、水污染和水生態(tài)方向如何實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)”等。

通過(guò)建設(shè)環(huán)境工程專業(yè)本科教學(xué)基地、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課專職教師的美學(xué)教育、勞動(dòng)教育融合教學(xué)改革，積極落實(shí)“三全育人”，培養(yǎng)學(xué)生見仁見智、敢于質(zhì)問(wèn)的品質(zhì)，掌握環(huán)境工程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法、技能，初步鍛煉了學(xué)生良好的創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科技開發(fā)能力、科學(xué)研究能力，同時(shí)培養(yǎng)一定的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力。

（三）學(xué)以“致”用、因地“制”宜

環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課要訓(xùn)練學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展能力，如何實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，因材施教和因地制宜是關(guān)鍵。廢水處理實(shí)驗(yàn)課是本課程不可缺少的重要環(huán)節(jié)，然而，學(xué)生的公共基礎(chǔ)必修課和學(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)習(xí)掌握程度不同，且根據(jù)興趣、自身優(yōu)勢(shì)等選擇了不同的學(xué)科基礎(chǔ)選修課、專業(yè)選修課、自主課程等，所以必修和必做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中需考慮學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)、理論知識(shí)、操作技能、工藝研發(fā)、社會(huì)服務(wù)等方面的掌握程度。將多元化的課程考核方式運(yùn)用于預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作與態(tài)度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析等以學(xué)生為本的課程整體過(guò)程中，使學(xué)生能夠理解個(gè)人職責(zé)與團(tuán)隊(duì)目標(biāo)的關(guān)系，承擔(dān)好個(gè)人義務(wù)，選用或搭建實(shí)驗(yàn)裝置，安全開展實(shí)驗(yàn)并正確采集數(shù)據(jù)，結(jié)合文獻(xiàn)信息分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果以獲得合理有效的結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)觀察，鼓勵(lì)學(xué)生與教師溝通和討論，更好地完成教學(xué)大綱中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在本課程中，通過(guò)以下方式和途徑實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用、因地制宜。

1.在污水生物處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，以科教融合訓(xùn)練為主要建設(shè)內(nèi)容開發(fā)教學(xué)資源，選擇“A2O+BCO反硝化除磷工藝優(yōu)化控制”等新方法、新技術(shù)，結(jié)合國(guó)家堅(jiān)定走綠色低碳發(fā)展道路、加大溫室氣體排放控制力度等碳中和、碳達(dá)峰措施，引導(dǎo)學(xué)生理解人類命運(yùn)共同體的概念與舉措。同時(shí)，通過(guò)學(xué)生課前討論、課堂反饋等方式，引導(dǎo)學(xué)生在中試和生產(chǎn)型實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，有側(cè)重地學(xué)習(xí)工藝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、啟動(dòng)運(yùn)行方法、系統(tǒng)優(yōu)化策略、過(guò)程控制等關(guān)注點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生的興趣投入和吸引力也須突出優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)開發(fā)適合實(shí)踐創(chuàng)新的課程資源的重要性。

2.面向解決污水處理工程問(wèn)題，以工程案例和政策解讀為導(dǎo)向，利用間歇式活性污泥法實(shí)驗(yàn)及自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，直接以生活污水為實(shí)驗(yàn)水源，將實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容直接與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，以生產(chǎn)需要和未來(lái)社會(huì)需求為基礎(chǔ)，研究適合我國(guó)城市污水處理現(xiàn)狀和國(guó)情的新工藝與技術(shù)，達(dá)到SBR工藝城市污水處理廠節(jié)能降耗的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?duì)國(guó)家節(jié)約能源、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要的意義。此外，介紹我國(guó)幅員遼闊的特點(diǎn)，講述不同的進(jìn)水水量水質(zhì)、地理?xiàng)l件、常年溫度波動(dòng)等因素對(duì)工藝運(yùn)行的影響，調(diào)整SBR的運(yùn)行參數(shù)，針對(duì)不同工況，優(yōu)化組合SBR法的污水處理設(shè)備，減少能源浪費(fèi)。通過(guò)線上線下相結(jié)合，建立混合式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感和建設(shè)美麗中國(guó)的使命感，明確綠色發(fā)展價(jià)值引領(lǐng)導(dǎo)向，了解我國(guó)在全球生態(tài)文明建設(shè)中的大國(guó)擔(dān)當(dāng)，向?qū)W生傳遞環(huán)保大國(guó)的中國(guó)夢(mèng)。

3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是本科教育極為重要的環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生主觀能動(dòng)性的要求較高，但通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可以較大程度覆蓋參與學(xué)生不同的興趣點(diǎn)。在專業(yè)實(shí)踐中，面對(duì)國(guó)家重大需求，挖掘校企合作課程和實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等實(shí)踐環(huán)節(jié)蘊(yùn)含的思政元素，提供國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研平臺(tái)、引智基地、選做實(shí)驗(yàn)或開放教學(xué)實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生參加“國(guó)創(chuàng)”“科技基金”“挑戰(zhàn)杯”等科技項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新過(guò)程中仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)生的現(xiàn)象，課后認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法、技能，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、分析解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生具備良好的科學(xué)品質(zhì)，理解實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語(yǔ)

課程思政是實(shí)現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)的重要途徑，將培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀細(xì)化為學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的思政探索與思考，落實(shí)“三全育人”與立德樹人根本任務(wù)，順應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求和世界高等教育發(fā)展新趨勢(shì)，著力培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。