“環(huán)境工程微生物學實驗”課程思政建設的探索和實踐

李艷紅 林鈺涓 宋曉紅

摘? 要：課程思政是增強教學育人的有效途徑，是落實立德樹人的必然追求。高校要利用實驗室育人載體，將思想政治教育貫穿于實驗教學，實現全方位育人。在新時代教育思想指導下，“環(huán)境工程微生物學實驗”課程結合“新工科”建設和工程教育專業(yè)認證的要求，以學生為中心，基于“自主、探究、創(chuàng)新、應用”理念，將實驗教學和立德樹人相融合，切合實際充分挖掘實驗教學各環(huán)節(jié)的思政元素，圍繞實驗教學全過程構建了課程思政教學體系，并進行教學改革和實踐，全面培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新意識和科學素養(yǎng)，引導學生樹立正確的工程倫理、職業(yè)道德和可持續(xù)發(fā)展價值觀，實現知識傳授、價值塑造和能力培養(yǎng)的多元統一。

關鍵詞：環(huán)境工程微生物學實驗;課程思政;教學改革實踐

中圖分類號：G642? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1673-7164（2022）18-0109-04

課程思政將習近平新時代中國特色社會主義思想、社會主義核心價值觀、中華優(yōu)秀傳統文化、職業(yè)理想和道德等融入課程教學的各環(huán)節(jié)[1]，實現立德樹人，潤物無聲，以價值觀引領知識傳授和能力培養(yǎng)過程。課程思政既是一種教育理念，也是一種思維方法[2]，與專業(yè)知識學習相輔相成，有助于完善專業(yè)課構架，增強教學育人功效。開展課程思政建設，需要堅持知識傳授和價值引領，顯性教育和隱性教育相統一。實驗課是開展思政教育的優(yōu)勢平臺，如何開展課程思政，以實現育人和育才目標，需要深入思考和分析。

一、教師是打通課程思政“最后一公里”的主力軍

習近平總書記指出，高校要把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人[3]。課程思政是政治教育與課程教學改革有效融合的契合點。在課程建設中，需加強教師的角色轉變，發(fā)揮育人主體功能，按照“六個要求”對照、審視和檢查自己[4]，將思政要素融入育人方案中，在知識傳授中注重素質培養(yǎng)。

（一）政治要強，情懷要深

教師自身要具備高尚的道德情操、良好的職業(yè)道德和專業(yè)素養(yǎng)，引導學生把社會主義核心價值觀內化為精神追求、外化為自覺行動;強化馬克思主義理論，以豐富的學識引導學生運用辯證唯物主義發(fā)現和解決專業(yè)技術問題;把家國情懷、民族精神和傳統文化融入課程教學實踐，不斷增強專業(yè)課的理論厚度、思想深度和情感溫度。

（二）思維要新，視野要廣

教師要不斷夯實自身思想理論知識，增強學術功底，更新自身知識體系，跟上時代的發(fā)展，用切合當代教育的思維和方法，挖掘和改革專業(yè)課程教學模式，用深厚的知識素養(yǎng)、廣博的科學文化知識引導學生將專業(yè)課程教學和未來職業(yè)發(fā)展有機聯系，幫助學生樹立正確的職業(yè)理想和職業(yè)道德。

（三）自律要嚴，人格要正

教師是專業(yè)知識的傳授者，更是學生思想政治教育的實施者。教師三觀要正，具備堂堂正正做人做事的品格，通過言傳身教潛移默化地感染學生，弘揚主旋律、傳播正能量;以自身的人格魅力引導學生健康成長，用堅定的信仰引領學生，用真摯的情感打動學生。

二、構建貫穿教學全過程的特色實驗課程思政體系

“環(huán)境工程微生物學實驗”課程的教學目標是使學生了解環(huán)境工程實踐中微生物處理法的重要性和作用原理，掌握環(huán)境微生物基本的研究方法和實驗技術，培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新意識和科學素養(yǎng)，提高學生應用微生物實驗方法和技術分析、解決環(huán)境工程領域實際問題的能力，引導學生樹立正確的工程倫理、職業(yè)道德和價值觀。

教學團隊結合實際教學構建了課程思政教學體系（見圖1）。本課程圍繞實驗目的、實驗原理、儀器試劑、實驗步驟、實驗注意事項、數據分析、思考和討論等教學環(huán)節(jié)，不斷挖掘和融入豐富的思政元素，營造良好的科研氛圍，培養(yǎng)學生安全實驗的意識、團結協作的精神、實事求是的態(tài)度，引導學生養(yǎng)成良好的實驗習慣、認真嚴謹的科學作風，鼓勵學生勇于探索、不斷創(chuàng)新。

（一）結合人才培養(yǎng)目標開展分類教學

本課程所隸屬的環(huán)境工程專業(yè)，按照不同的人才培養(yǎng)方案，對學生開展分類培養(yǎng)，分別為偏重工程應用的普通班、偏重科研能力培養(yǎng)的實驗班。本課程于2013年獨立成課，共設計了8個必修實驗項目，根據不同培養(yǎng)的側重點和人才定位，選擇不同的實驗組合開展教學（見表1）。

針對應用型的普通班，按照微生物生長規(guī)律，設計了7個內容連貫、凸顯“水特色”的一體化項目式實驗（①—⑦）：以“水處理”為核心，融入校園污水站工程案例，讓學生制備無菌實驗用品，對污水廠進水、出水、中水回用和自來水等不同水處理工藝水體，開展生物相診斷，檢測4大類微生物指標，對細菌進行分離純化培養(yǎng)，開展探索性染色鑒別和生化測定，實驗內容環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，凸顯了“水特色”，著重培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

針對創(chuàng)新型的實驗班，在基礎性實驗基礎上，課程設計了凸顯環(huán)境特色的“開放性、設計性、個性化”綜合創(chuàng)新實驗，打破“實驗內容由老師統一指定、實驗用品由老師統一準備”的傳統，學生按照科研小組進行“四自”實驗，即學生自由選題，自己設計實驗方案，自行準備所有的實驗用品，自主完成所有的實驗操作;圍繞“水、土、空氣”三大環(huán)境介質，進行特定微生物的分離、計數、純化、生化測定、簡單鑒定等（要求包含實驗③—⑦相關的實驗技能），撰寫科技小論文形式的綜合實驗報告，為學生提供更多選擇和探索空間，著重培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。

（二）切合實際挖掘豐富的課程思政元素

本課程根據教學目標和實驗內容，有意識、有目的地開展教學設計，將思政元素融入教學中（見表1）。

1. 營造實驗安全文化

實驗室安全是實驗教學有序開展的保障。在實驗中，學生需使用滅菌鍋、烘箱、酒精燈和化學藥劑等，教師應通過實驗室安全事故舉例，強調實驗室安全，引導學生養(yǎng)成良好的實驗習慣和規(guī)范的實驗操作，樹立實驗室安全理念。在新冠肺炎疫情背景下，學生已無形中認識了生物安全和微生物知識的重要性。教師可結合微生物無處不在的特點，強調實驗中要注意生物安全、無菌操作，對培養(yǎng)的微生物進行有效滅菌和分類處置。

2. 引入工程倫理和職業(yè)道德元素

本課程在微生物實驗基礎上融入環(huán)境工程實際案例。例如，實驗④中，教師設計了4種不同水處理工程水樣，同時模擬了污水處理廠的氯消毒工藝;分析不同水體的微生物指標時，要求學生參考相關的國家和行業(yè)標準，評價水質狀況。在實驗①中，為學生提供污水處理廠的實際樣品，開展活性污泥微生物鏡檢工作，分析污水處理設施的負荷和運行狀況，體驗污水處理廠技術員的日常運營與管理工作，引導學生樹立正確的工程倫理和職業(yè)道德，加強課程和行業(yè)的聯系，提升學生學習熱情。

3. 培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展理念和環(huán)保意識

在實驗③中，引入飲用水細菌總數測定內容，分析飲用水被污染的情況，引導學生愛護環(huán)境和節(jié)能減排。實驗④中，在檢測景觀水大腸菌群數的環(huán)節(jié)，融入污水處理廠出水的中水回用工程概念，引導學生樹立水資源循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展理念。實驗后，要求學生對實驗廢液、廢物進行分類收集處理和回收使用，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。

4. 培養(yǎng)實事求是的學術道德

微生物實驗操作要求精細以避免染菌，故需培養(yǎng)學生認真嚴謹的工作態(tài)度。實驗③—⑦，實驗設計復雜，步驟較多，學生易操作出錯，甚至得到錯誤的結果（如細菌的革蘭氏染色過程中易出現假陽性或假陰性結果）。本課程要求學生如實記錄實驗結果，在處理和分析數據時做到求實事求是。若實驗失敗，教師應引導學生學會思考，查找可能的原因，考查學生對結果的如實分析和反思，杜絕學生抄襲其他學生的實驗結果，培養(yǎng)學生的學術道德。

5. 培養(yǎng)科研創(chuàng)新和團結協作精神

實驗④中教師介紹了不同大腸菌群數的測定方法及其發(fā)展歷史，引導學生勇于探索、不斷創(chuàng)新。在實驗⑤中，鼓勵學生開展“細菌畫”創(chuàng)作，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。實驗⑧中，學生通過自由選題、自己設計、自行準備、自主完成，鍛煉了獨立開展課題研究的能力，為科研學習夯實基礎。本課程的大部分實驗均以小組合作的形式完成，學生自行分組分工，增強溝通能力，培養(yǎng)了學生的團隊協作精神。

三、課程思政教學改革實踐與成效

（一）以問題為導向開展實驗教學

在實驗③和④的課前預習和新課導入環(huán)節(jié)，教師以“如何評價污水處理廠進出水微生物指標，出水是否達到中水回用的標準”等問題為導向，使學生在實驗操作、結果分析和討論環(huán)節(jié)有目的、有深度、有意義地思考和解決問題，充分激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能和學習積極性。

綜合創(chuàng)新實驗中，學生以2—3人的科研小組為單位課前查閱文獻資料，自主選題，以具體研究課題為導向設計撰寫實驗方案，由教師指導修改完善后，學生在課堂上按照方案完成實驗，課后提交科技論文的實驗報告。課程引入科研小組的形式，培養(yǎng)了學生的團隊合作，當學生遇到挫折時，教師鼓勵和引導學生查找問題，使其繼續(xù)完成實驗，培養(yǎng)學生百折不撓和不斷探索的科研精神，可有效提升學生主動學習、主動思索、主動解決問題的能力。

本課程鍛煉了學生的多種能力，也獲得了學生的認同。例如，在綜合實驗報告中，學生表示“通過實驗培養(yǎng)了自身的動手能力、觀察能力、思維能力、表達能力、合作能力和創(chuàng)新能力”;也有學生寫到“實驗失敗后，在教師耐心細致的指導以及同伴的幫助下，找到了失敗原因，從頭再來，實驗成功后，努力得到回報，這種心情妙不可言”。

（二）引入實際工程案例深化課程學習意義

本課程采用情景式教學法[5]，引導學生代入相應的職場角色去分析和解決實際工程問題。例如，實驗③和④引導學生扮演水質檢驗員，參照國家和行業(yè)標準評價不同水體的水質;實驗⑤—⑧引導學生扮演科研人員角色，掌握如何從環(huán)境介質中分離培養(yǎng)目的微生物，分析菌落形態(tài)特征，開展革蘭氏染色鑒定、生化特性測定等，培養(yǎng)學生的辯證思維、學術思維，勇于探索、銳意創(chuàng)新的科研精神。學生在實驗中代入不同的角色去思考和分析問題，能提升學生的專業(yè)技能，為學生就業(yè)奠定堅實的基礎。

通過一體化項目式實驗，學生參與一套完整的實驗流程，深入體會實驗設計層層深入、不斷挖掘的過程。在課堂上，學生經常自豪地介紹“這是我準備的試劑”“這是我培養(yǎng)的細菌”，極大提升了學生的學習成就感。

（三）學生成績穩(wěn)步提升，創(chuàng)新應用能力不斷增強

本課程教學改革期間，學生成績穩(wěn)步提升。近5年，普通班學生成績優(yōu)良率增長率了43.9%，實驗班學生成績優(yōu)良率增長了53.8%，學生評教皆為優(yōu)秀，滿意度很高。以本課程為基礎，教學團隊指導學生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目15項，指導學生參加科技競賽獲獎7項。由此可見，本課程通過課程思政教育和實踐，有效提升了學生的學習效果，增強了學生的綜合素質及其對學科專業(yè)的興趣。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.高等學校課程思政建設指導綱要[EB/OL]. （2020-06-01）. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/2 02006/t20200603_ 462437.html.

[2] 陳海玉，徐福衛(wèi). 理工科類專業(yè)課程如何實現“課程思政”的思考[J]. 教育教學論壇，2019（31）：221-222.

[3] 習近平. 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N]. 人民日報，2016-12-09.

[4] 秦書生，樊周藝，梅可欣. 新時代高素質思政課教師的“六個要求”[J]. 科教文匯（下旬刊），2021（12）：69-71.

[5] 李沖偉，李海英，宋福強. 淺析提高微生物學課堂教學效果的方法[J]. 宏觀經濟管理，2017（S1）：100-101.

（責任編輯：鄒宇銘）