環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)思政建設(shè)實現(xiàn)路徑探究
——以“大氣污染控制工程”實驗為例

谷 風(fēng),吳春英,白 鷺

(1.吉林化工學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院,吉林 吉林 132022;2.吉林化工學(xué)院 水處理吉林省重點工程研究中心,吉林 吉林 132022)

我國高等教育是高階專業(yè)教育,目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)人才,對作為培養(yǎng)載體的高校而言,課程教學(xué)是保障育人效果的最有力支撐。大學(xué)生思政教育是德育的重要組成部分,很長一段時間以來,高校對大學(xué)生的思想政治教育和在專業(yè)知識領(lǐng)域的培養(yǎng)基本是各成體系,大多數(shù)專業(yè)課教師基于自身專業(yè)背景及思想認(rèn)知領(lǐng)域,更側(cè)重于學(xué)生專業(yè)技能培養(yǎng),尤其是工科專業(yè)課,主要涉及內(nèi)容為自然科學(xué)領(lǐng)域,教師在授課過程中往往會忽視思想政治教育與理論知識的辯證統(tǒng)一關(guān)系,鮮少將二者有機(jī)融合,導(dǎo)致高校思政教育出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象。因此,開發(fā)利用與工科專業(yè)課程相關(guān)的思想政治教育元素,充分發(fā)揮各類課程蘊含的思想政治教育功能,積極推進(jìn)課程思政教育改革,是當(dāng)今我國高校亟待解決的主要問題[1-2],也是在面對多元文化背景下提高大學(xué)生思想政治教育的突破和創(chuàng)新。

一、改革實驗教學(xué)內(nèi)容,凝練課程思政元素

以課程思政建設(shè)為目標(biāo)的實驗教學(xué)內(nèi)容革新需深度領(lǐng)會《綱要》精神。課程團(tuán)隊以學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)為契機(jī)、以獲得批準(zhǔn)的環(huán)境工程國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點為依托,深度挖掘提煉了“大氣污染控制工程”實驗課程知識體系中所蘊含的思政元素,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強了課程的知識深度和廣度,力求促使大氣實驗課程與思政理論課程同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)。

(一) 融實事求是、職業(yè)素養(yǎng)于基礎(chǔ)驗證性實驗

基礎(chǔ)驗證性實驗教學(xué)方法主要是現(xiàn)場講解實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理方法以及儀器設(shè)備使用,學(xué)生按序操作即可;由于涉及比較繁雜的專業(yè)知識、機(jī)械式的實驗操作過程等,學(xué)生參與意識不強,思政因素不易融入,影響教學(xué)效果。在此部分,任課教師根據(jù)具體實驗內(nèi)容,適當(dāng)運用實例融入思政元素,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實驗技能,增強專業(yè)知識能力[3-4]。

例如在“大氣環(huán)境中TSP、SO2和NOx濃度測定”實驗、“旋風(fēng)除塵器性能測定”等基礎(chǔ)實驗中,由于涉及較多實驗試劑使用、較長采樣時間、復(fù)雜實驗現(xiàn)象以及繁瑣的數(shù)據(jù)處理等問題,難免會有操作失誤進(jìn)而導(dǎo)致整個實驗失敗的情況,此時容易發(fā)生一些學(xué)生編造數(shù)據(jù)、將實驗結(jié)果向理論值靠攏的現(xiàn)象,有悖學(xué)術(shù)誠信宗旨,此時,教師應(yīng)強調(diào)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度對今后從事大氣污染治理工作的重要性,適時引入“比利時馬斯河谷煙霧事件”“美國多諾拉煙霧事件”等案例,使學(xué)生充分認(rèn)識到大氣污染對人類的嚴(yán)重危害,增強學(xué)生保護(hù)環(huán)境、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的社會責(zé)任感[5]。

(二) 融道德修養(yǎng)、憲法法治于綜合設(shè)計性實驗

綜合設(shè)計性實驗是由學(xué)生結(jié)合“大氣污染控制工程”課程的綜合知識,圍繞特定的實驗?zāi)康暮同F(xiàn)有實驗條件,自行設(shè)計實驗方案并實施,對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和討論;此實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維,以達(dá)到從掌握基本理論和技能過渡到實際工程應(yīng)用的目的。

例如在硫和氮氧化物協(xié)同凈化綜合設(shè)計性實驗中,首先讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)理論知識從“填料塔凈化二氧化硫”虛擬仿真實驗著手,回顧SO2形成酸雨的過程機(jī)理,如果將SO2尾氣回收可用于生產(chǎn)硫酸,具有很好的經(jīng)濟(jì)性,引申到硫酸是易制毒原料,國家嚴(yán)格控制以防其流入不法市場,在這里可引導(dǎo)學(xué)生深化法治觀念,嚴(yán)格規(guī)范自己行為,杜絕利用實驗甚或?qū)砝寐殑?wù)之便行不法之事,做到知法、懂法、守法,更要增強道德修養(yǎng)、珍愛生命、遠(yuǎn)離毒品。其次,NOx在氣候變化、酸雨及霧霾的形成中都扮演著至關(guān)重要的角色,在“氮氧化物催化轉(zhuǎn)化”實驗環(huán)節(jié),有機(jī)引入近20年來隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展與污染防治工作的不斷深入,我國環(huán)境空氣質(zhì)量出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn),大規(guī)模取締中小燃煤鍋爐、在特定的重大事件或者極端天氣條件下對機(jī)動車限行或禁行等重大舉措的實施,都使得我國在大氣污染防治上取得重要成就,體現(xiàn)大國擔(dān)當(dāng),以此增強學(xué)生民族自豪感。同時,隨著我國機(jī)動車保有量的迅速增加,NOx在富氧條件下的排放控制也變得越來越緊迫,怎樣做到合乎法理、合乎工程倫理治污,是新一代環(huán)境工程人的職責(zé)所在,激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

(三) 融革故鼎新、與時俱進(jìn)于創(chuàng)新探究性實驗

創(chuàng)新探究性實驗是融基礎(chǔ)驗證、綜合設(shè)計于實驗方案創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、手段創(chuàng)新之中,學(xué)生分小組進(jìn)行,每組自行設(shè)定適合本科教學(xué)的實驗?zāi)繕?biāo),自選設(shè)備,通過改變實驗工況與參數(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究,這需要學(xué)生具備較扎實的知識基礎(chǔ)和較開闊的專業(yè)視野。由于實驗過程比較靈活、不確定因素很多,當(dāng)實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致時,學(xué)生往往會尋求幫助,此時,教師不宜于直接講解,而是應(yīng)鼓勵學(xué)生不氣餒,引導(dǎo)他們自己查找原因,找到破解之道,以此增強學(xué)生思考問題、解決問題的實踐能力和勇于探索的工匠精神。

在主要大氣污染物中,PM2.5和死亡率間存在極為顯著的關(guān)系,那么,大氣中PM2.5如何產(chǎn)生又是如何傳播的?結(jié)合這個問題可以給學(xué)生開設(shè)“顆粒污染物控制”創(chuàng)新探究實驗,以革故鼎新、與時俱進(jìn)為主線,講述我國打破傳統(tǒng)的布袋/電除塵處理工業(yè)煙塵技術(shù),自主研發(fā)多個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型電袋復(fù)合除塵器,除塵技術(shù)居世界前列,以此增強學(xué)生的民族自豪感,教育和引導(dǎo)學(xué)生弘揚以愛國主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時代精神。

二、創(chuàng)新課堂教學(xué)模式,將課程思政教育融入課堂教學(xué)全過程

“教學(xué)”是教與學(xué)的完整結(jié)合。以往的教學(xué)模式,是以“教”為主,學(xué)生被動“學(xué)”為輔,一堂課下來,教師侃侃而談、學(xué)生難發(fā)一言,師生互動僅體現(xiàn)為少數(shù)的提問,生生互動更是缺乏,也因此導(dǎo)致實施課程思政的空間小之又小?！按髿馕廴究刂乒こ獭睂嶒炞鳛閷I(yè)核心實踐類課程,其教學(xué)內(nèi)容涉及行業(yè)較廣,內(nèi)中蘊含著豐富的思政元素,但是學(xué)時比較有限;為了提高教學(xué)效果、將思政“鹽溶于水”式地貫穿于教學(xué)過程中,授課教師依托本校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,借助虛擬仿真現(xiàn)代信息技術(shù),采用混合式教學(xué)及“SPOC”+翻轉(zhuǎn)課堂等模式,努力踐行課程思政建設(shè)要求[6-8]。

(一) 混合式教學(xué)模式

將傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式與先進(jìn)的現(xiàn)代信息化技術(shù)相融合,并將之應(yīng)用于課程思政教學(xué),是師生交流平臺的延展,是專業(yè)實驗課程思政的觸點,是拓展學(xué)生專業(yè)視域以樹立科學(xué)思維、堅定學(xué)生理想信念以塑造正確價值觀的有效途徑。將虛擬仿真技術(shù)引入“大氣污染控制工程”實驗中,既能夠拓寬實驗項目涉及的領(lǐng)域,挖掘豐富的思政元素,也能夠彌補學(xué)時的局限性,使教師有更多的時間與空間循序漸進(jìn)、由淺入深地進(jìn)行思政教學(xué),將專業(yè)知識與思想政治教育有機(jī)融合。通過構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)支持環(huán)境,形成多層次、漸進(jìn)式虛擬仿真實踐教學(xué)體系,將驗證性結(jié)果轉(zhuǎn)為設(shè)計性創(chuàng)新,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造活力、增強創(chuàng)新精神,同時有效避免了使用有毒有害、易燃易爆等氣體,保證學(xué)生實驗安全。

(二) “SPOC”+翻轉(zhuǎn)課堂

本實驗課程涉及諸多學(xué)科,處處可凝練思政元素,但相對比較零散,需細(xì)細(xì)梳理、凸顯重點,以使顯性教育與隱性教育相統(tǒng)一,形成協(xié)同效應(yīng)?！癝POC”強調(diào)小規(guī)模教學(xué),對接2021年得以通過的我校環(huán)境工程專業(yè)工程教育認(rèn)證,授課教師全面升級原有的實驗教學(xué)理念及方法,分小組(2～4人)開展實驗,探索創(chuàng)新型實驗更是一人一題,在這種授課模式下,大多數(shù)學(xué)生都能夠及時了解大氣污染控制工程領(lǐng)域的新理論和新技術(shù)的發(fā)展,在實驗過程中有開辟、有創(chuàng)新,這對培養(yǎng)學(xué)生研究問題和解決問題的能力都起到至關(guān)重要的作用[9]。

翻轉(zhuǎn)課堂改變了以往“教”與“學(xué)”的主次關(guān)系,強化學(xué)生“學(xué)”的主體地位,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,強化思政效果。結(jié)合“SPOC”教學(xué)模式,學(xué)生可以小組討論、匯報交流,探討各自實驗方案的可行性及有效性,總結(jié)不足以期改進(jìn),也可以采用答辯的形式促進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。在此過程中,學(xué)生自然而然地會去思考“為何學(xué)、學(xué)什么、怎樣學(xué)”等問題,進(jìn)而在探索廣而深的專業(yè)實驗原理的同時,養(yǎng)成勤思考、會思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)勇于探索真理、勇于攀登科學(xué)高峰的大國工匠精神。

三、提升教師課程思政建設(shè)的意識和能力

“師者,所以傳道授業(yè)解惑也?！蔽覈叩冉逃谌轿煌七M(jìn)各類課程的思想政治建設(shè)進(jìn)程中,任課教師起著至關(guān)重要的作用,他們既是學(xué)習(xí)者又是踐行者。為了能夠在教學(xué)過程中不斷地挖掘、發(fā)現(xiàn)以及凝練思政元素并將之化整為零地融入理論知識當(dāng)中,提升各學(xué)科任課教師課程思政建設(shè)的高度站位意識和強有力的執(zhí)行能力顯得尤為重要。

基于此,在“大氣污染控制工程”實驗課程思政實踐過程中,課程組教師通過各種思想政治學(xué)習(xí)及課程思政培訓(xùn)來強化自身思想道德素養(yǎng),圍繞課程思政建設(shè)宗旨提升課程思政意識,隨時積累課程思政教育素材;同時,結(jié)合我校環(huán)工專業(yè)新晉國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點的實際需求,課程組教師進(jìn)一步加強專業(yè)知識學(xué)習(xí),以促進(jìn)思政要素與專業(yè)知識的契合度,使課程思政與思政課程相輔相成。另外,課程組教師還積極申報部省校各級課程思政類研究項目,力圖多層次、多維度探索專業(yè)實驗課程思政建設(shè)途徑,學(xué)校、教學(xué)院也定期開展課程思政教學(xué)討論會,分享較好的課程思政案例,這些都有助于授課教師在“大氣污染控制工程”實驗課程思政中能夠有所突破,切實提升教師課程思政建設(shè)的意識和能力[10]。

四、結(jié)束語

課程思政是我國高等教育教學(xué)改革的一項重要舉措,是推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興和國家崛起的有力支撐,那么,如何將課程思政引導(dǎo)與專業(yè)學(xué)識教育兩者相互無障礙結(jié)合、達(dá)到協(xié)同增效的效果是專業(yè)課教師需要深入思考并努力踐行的問題和責(zé)任。在近幾年的專業(yè)課程教學(xué)過程中,課程組教師深刻體會到了很多學(xué)生對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的消極態(tài)度,“大氣污染控制工程”實驗專業(yè)課程融入思政教學(xué)改革在一定程度上有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生對專業(yè)實驗課程融合課程思政的授課模式認(rèn)可度較高,也取得了較好的學(xué)習(xí)效果。可見,這種“潤物細(xì)無聲”式的、將顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一的授課模式于學(xué)生而言已經(jīng)開始入腦、入心、入行,長此以往,必將對高校全員全程全方位人才培養(yǎng)產(chǎn)生積極的效應(yīng);于專業(yè)教師而言,進(jìn)一步深入研究課程思政教學(xué)改革的有效方法,探索將課程思政元素內(nèi)化到實驗教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)模式、考核評價方法中的有效路徑,是高校教師當(dāng)下的責(zé)任和使命,因此,課程思政任重而道遠(yuǎn)。