基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的水污染控制及資源化課程教學(xué)改革與實踐

鄭羽西，魯赟

（茅臺學(xué)院，貴州仁懷 564500）

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020 年）》明確指出[1]：“我國正處在改革發(fā)展的關(guān)鍵階段，經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)以及生態(tài)文明建設(shè)全面推進，工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場化、國際化深入發(fā)展，人口、資源、環(huán)境壓力日益加大，經(jīng)濟發(fā)展方式加快轉(zhuǎn)變，都凸顯了提高國民素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要性和緊迫性?！苯陙恚珖髮W(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動蓬勃發(fā)展[2-6]，推動了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展。然而，如果脫離專業(yè)知識開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，將偏離專業(yè)科研知識和實踐活動開展的方向[7-9]。循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生大多期望繼續(xù)深造或進入科研院所從事相關(guān)研究[10]，因此，在專業(yè)課程中增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素，培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和實踐經(jīng)驗的綜合型人才，已成為專業(yè)改革的迫切需求。

針對這一需求，本文以茅臺學(xué)院循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)核心課程水污染控制及資源化為例，探討立足培養(yǎng)循環(huán)工程與環(huán)境領(lǐng)域急需的創(chuàng)新型人才，以創(chuàng)新意識和科研能力培養(yǎng)為核心，探索符合學(xué)科發(fā)展規(guī)律和教育教學(xué)規(guī)律的課程教學(xué)體系。本文秉持理論與實踐相結(jié)合的研究原則，結(jié)合中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等活動，在專業(yè)課程中融入創(chuàng)新課程教育模式，旨在為循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維、推動交叉學(xué)科發(fā)展的復(fù)合型人才，并為高校教育教學(xué)改革和專業(yè)課程優(yōu)化提供借鑒和參考。

1 水污染控制及資源化課程教學(xué)背景

水污染控制及資源化主要關(guān)注水污染治理和水污染資源化利用等方面的知識和技能[11]。作為循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)的重要課程之一，該課程不僅涵蓋了環(huán)境化學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境污染控制工程等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識，還緊密聯(lián)系實踐應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生在水環(huán)境污染治理和資源化利用方面的能力。隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和人們環(huán)保意識的日益提高，水污染治理和資源化利用已成為當(dāng)前和未來重要的研究領(lǐng)域。水污染控制及資源化課程旨在培養(yǎng)學(xué)生在水污染管理、科研和檢測等方面的知識和技能，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何應(yīng)用這些知識和技能來解決實際工程問題，具備初步的科學(xué)研究和管理的能力，并積極對資源化利用進行創(chuàng)新。教師在課程中注重實踐教學(xué)，并積極邀請政府部門人員參與教學(xué)，使學(xué)生能夠充分了解水處理的基本過程，重點培養(yǎng)其解決實際工程問題的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識。

在當(dāng)前高等教育深度改革的背景下，探索并實踐教育教學(xué)改革已成為學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在需求。以水污染控制及資源化課程為例，創(chuàng)新教學(xué)模式，更新教學(xué)方法，完善教學(xué)內(nèi)容，已成為提高教育教學(xué)質(zhì)量的必要方式。在教學(xué)中，教師應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力，鼓勵學(xué)生探索和實踐，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。同時，針對當(dāng)前環(huán)保領(lǐng)域的新發(fā)展方向，教師應(yīng)及時更新課程內(nèi)容，使學(xué)生能夠了解最新的研究成果和技術(shù)動態(tài)，保持學(xué)科發(fā)展的前沿性和創(chuàng)新性。總之，水污染控制及資源化課程是循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)的重要課程，也是培養(yǎng)具有水環(huán)境治理和資源化利用能力的創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。創(chuàng)新教學(xué)模式，更新教學(xué)方式，完善教學(xué)內(nèi)容，將有助于學(xué)生掌握最新的理論知識和實踐技能，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才提供有力保障。

2 水污染控制及資源化課程教學(xué)存在的問題

水污染控制及資源化是資源循環(huán)和環(huán)保工程領(lǐng)域的核心內(nèi)容，我國水污染治理措施主要集中在治理和阻止方面，與發(fā)達國家相比，仍有較大差距。高校的水污染控制及資源化課程，在教學(xué)模式、授課形式和教學(xué)方法等方面有待改進。例如，當(dāng)前我國部分高校的水污染控制及資源化課程教學(xué)模式相對單一，缺乏多樣化的教學(xué)方式和實踐機會，無法充分培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和獨立思考能力。同時，課程內(nèi)容與社會需求脫節(jié)，難以適應(yīng)不斷變化的環(huán)保行業(yè)需求。此外，課程評估方式單一，無法全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和實際能力。為提高課程的趣味性和實用性，教師需要改進教學(xué)方法，增強課程的實踐性和互動性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

2.1 教學(xué)內(nèi)容與社會需求脫節(jié)

高校人才培養(yǎng)機制應(yīng)具有靈活性和多樣性，同時，應(yīng)將學(xué)生劃分為多種類型，并針對不同類型設(shè)置教學(xué)重點，以便更好地滿足學(xué)生的就業(yè)需求。然而，在一些高校中，教學(xué)內(nèi)容與社會需求脫節(jié)[12-13]，主要表現(xiàn)為教學(xué)內(nèi)容單一且陳舊，缺乏對最新科研成果的介紹。此外，教學(xué)內(nèi)容與實踐需求缺乏有效的銜接，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的知識無法順利應(yīng)用于實際場景，特別是在水污染控制及資源化課程中，實踐能力的培養(yǎng)尤為重要。然而，部分教師的教學(xué)理念陳舊，對行業(yè)和領(lǐng)域前沿動態(tài)的了解不足，難以及時掌握最新的技術(shù)和理論。部分高校教學(xué)資源不足，缺乏與行業(yè)對接的渠道，難以獲取最新的行業(yè)信息。

2.2 課程教學(xué)模式單一

部分高校專業(yè)的教學(xué)模式仍然相對單一，課堂教學(xué)存在教師只讓學(xué)生記憶知識點、未解釋公式的來源和用途、未按照循序漸進的方式講解知識等問題，難以充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，導(dǎo)致課堂教學(xué)質(zhì)量不高，缺乏針對性和啟發(fā)性，忽視對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，難以激發(fā)學(xué)生參與科研的興趣。

2.3 課程考核方式片面化

課堂評估方法是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評價和總結(jié)?；凇皟尚砸欢取钡脑u估方式應(yīng)該強調(diào)課堂討論、隨堂作業(yè)成績和總結(jié)報告等環(huán)節(jié)，以考查學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立思考的意識。然而，部分高校專業(yè)課程的評估方式相對單一。以水污染控制及資源化課程為例，其主要采用考試模式進行評估，側(cè)重于計算題解答和知識點記憶，難以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和提高學(xué)生科研能力的目標。

2.4 課堂氛圍沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低

部分高校教師依然沿用傳統(tǒng)的講授方式進行教學(xué)，忽視了師生間的互動交流，導(dǎo)致學(xué)生被動接受知識，缺乏參與感和主動性。此外，課程設(shè)置過于強調(diào)理論知識講授，實踐和操作環(huán)節(jié)較少，使得學(xué)生難以將所學(xué)知識應(yīng)用于實際，從而影響了學(xué)習(xí)興趣。通過進一步觀察發(fā)現(xiàn)，在課程設(shè)計中，有大量的公式、概念和計算過程需要學(xué)生在短時間內(nèi)記憶和理解，使得學(xué)生在課堂中長時間處于精力高度集中的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3 水污染控制及資源化新型課程教學(xué)模式的構(gòu)建

3.1 基于創(chuàng)造性思維引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用課程專業(yè)知識

根據(jù)“兩性一度”標準，本文基于創(chuàng)造性思維，在課程教學(xué)中實施“234”教學(xué)模式。其中，“2”代表全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，“3”指提高知識水平、注重實踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。教師以課堂教學(xué)為主、以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔，同時輔以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，并開展實習(xí)項目（與數(shù)個廢棄物資源化利用相關(guān)的環(huán)保領(lǐng)域企業(yè)展開合作）。這種“4”方綜合力量的合作可以有效培養(yǎng)學(xué)生與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力相關(guān)的認知、技能。在教學(xué)過程中，教師注重基礎(chǔ)知識，講解創(chuàng)造性思維的基本原理，并確保基礎(chǔ)學(xué)科知識之間的銜接。同時，教師充分利用課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)兩方面的資源，使學(xué)生能夠熟練掌握與創(chuàng)造性思維相關(guān)的知識、方法和技巧，從而在學(xué)習(xí)科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時掌握創(chuàng)新思維。在能力培養(yǎng)方面，教師注重課程教學(xué)深度，根據(jù)創(chuàng)造性思維的內(nèi)在邏輯，引導(dǎo)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中運用所學(xué)知識，并參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和競賽，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力[14-15]。

3.2 多層次的教學(xué)組織實施方陣

多層次教學(xué)組織實施方陣以拓展教學(xué)的寬度和深度為目標，以突破常規(guī)課程認知和學(xué)習(xí)模式為特征，培養(yǎng)學(xué)生深度分析的能力，并鼓勵他們形成勇于質(zhì)疑和創(chuàng)新的精神。此外，教師也注重體現(xiàn)廢水處理和資源循環(huán)相關(guān)前沿技術(shù)的時代性，鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，能夠主動適應(yīng)以新技術(shù)、新思維、新觀點、新業(yè)態(tài)為特征的“四新”模式的發(fā)展，實現(xiàn)專業(yè)課程“兩性一度”“金課”建設(shè)的目標。

多層次的教學(xué)組織方陣能夠通過鼓勵學(xué)生積極表達、輔以數(shù)字智慧教室和優(yōu)質(zhì)在線課程平臺，營造與傳統(tǒng)課堂不同的教學(xué)環(huán)境，并建立以高階性和交互性為特征的教學(xué)形式，發(fā)揮線上線下相結(jié)合教學(xué)模式的優(yōu)勢。同時，教師積極鼓勵學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)來提升布魯姆認知目標分類中的知識和領(lǐng)會能力，通過實施翻轉(zhuǎn)教學(xué)，在課堂上重點培養(yǎng)學(xué)生運用、分析、綜合和評價的高階能力，檢驗學(xué)生主動學(xué)習(xí)的成果。在此基礎(chǔ)上，教師通過分析案例，鼓勵學(xué)生主動思考廢水處理中的資源化利用問題，引導(dǎo)他們主動進行探究式學(xué)習(xí)。教師希望學(xué)生能夠主動發(fā)現(xiàn)問題、提出任務(wù)，并通過分組交互溝通、合作解決問題以及完成任務(wù)，形成創(chuàng)新思維。最終，學(xué)生將主動分享個人和團隊的創(chuàng)新成果，實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)的教學(xué)目標。

3.3 創(chuàng)新教學(xué)評價體系

根據(jù)“兩性一度”“金課”標準，結(jié)合水污染控制及資源化課程教學(xué)評價體系，教師嚴格考核和評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，在“234”教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，建立包括課堂考核、團隊考核、實踐考核和考試考核在內(nèi)的4 大課程評價體系。

課堂考核內(nèi)容為教師通過隨機提問專業(yè)知識點，引申出新的知識點，并邀請學(xué)生主動進行回答，答對的學(xué)生獲得加分，考查學(xué)生是否掌握課程的基本理論知識；團隊考核為創(chuàng)新能力考核，主要將團隊作業(yè)的完成質(zhì)量、團隊完成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作業(yè)的總體表現(xiàn)，以及分享思考成果的表現(xiàn)等作為主要觀測指標；實踐考核主要聚焦學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)知識嘗試思考常見環(huán)境問題的能力，如2023 年度的實踐考核題目分別為：“假如茅臺學(xué)院有一個生活廢水處理廠”和“如何從釀造廢水中回收磷元素”，要求學(xué)生獨立提出設(shè)計方案并嘗試解決問題，根據(jù)方案合理性和學(xué)生實踐動手能力進行評分；考試考核即該課程傳統(tǒng)的考核方式，是對學(xué)生基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)運算能力的全面考核。通過以上的評價體系，教師旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，提高他們對知識和能力的追求，并增強他們在學(xué)習(xí)過程中的成就感。這樣的評價方式能夠全面考查學(xué)生的綜合能力，促進他們的全面發(fā)展。

3.4 課后深度參與教師科研項目與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和競賽

深度參與課后活動是指學(xué)生主動報名，教師選擇學(xué)有余力的學(xué)生參與教師負責(zé)的科研項目，所選課題均與課堂內(nèi)容有緊密聯(lián)系，并通過競賽獲獎、專利申報、發(fā)表論文等形式增加參與學(xué)生的正反饋，提高學(xué)生的參與積極性，從而吸引更多的學(xué)生深度參與課后活動。通過深度參與課后科研活動，課程主講人培養(yǎng)了多名優(yōu)秀畢業(yè)生、優(yōu)秀學(xué)生干部與國家獎學(xué)金獲得者。以水污染控制及資源化課程專業(yè)知識為基礎(chǔ)，教師積極鼓勵學(xué)生自愿組隊，基于相關(guān)知識和專業(yè)背景申報國家級、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃等孵化類項目，對于有較強創(chuàng)新性的項目，讓其申請茅臺學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專項資金，資助其參加“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)作品競賽以及全國大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”比賽等。近三年，授課主講人以第一指導(dǎo)教師身份指導(dǎo)國家級、省級和校級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”項目6項，其中國家級項目2 項，參與學(xué)生近40 余人次；以第一指導(dǎo)教師身份指導(dǎo)學(xué)生獲得省級以上大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類競賽獎勵8 項，其中包括中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽高教主賽道金獎1項，貴州省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎1 項、銀獎2 項目、銅獎2 項，貴州省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽決賽金獎1 項、銀獎1 項，取得了豐碩的成果，基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育獲得的相關(guān)成果切實推動了專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

4 結(jié)語

圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，本文結(jié)合水污染控制及資源化的課程特征，針對傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的課程教學(xué)模式相對單一、缺乏多樣化的教學(xué)方式和實踐機會、課程內(nèi)容與社會需求脫節(jié)、難以適應(yīng)不斷變化的環(huán)保行業(yè)需求、課程評估方式單一、課堂氛圍較為沉悶、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低等問題，進行基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的課程體系建設(shè)。通過實施基于“雙創(chuàng)”教育的教學(xué)改革和實踐活動，形成理論與實踐相結(jié)合的新型教學(xué)模式，提升專業(yè)課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，使核心專業(yè)課程朝著“兩性一度”標準的“金課”目標建設(shè)，以期為相關(guān)領(lǐng)域的課程改革提供有益的參考和借鑒，構(gòu)建具有新時代特色的高校課程體系。