基于立德樹人任務的水質工程學教學改革與探索

楊厚云，黃健，胡昊，張華，韋偉，余麗，李衛華

(安徽建筑大學 環境與能源工程學院，合肥 230601)

教育是國之大計、黨之大計。育人的根本在于立德，落實立德樹人根本任務，是我國高等教育事業不斷取得新發展的關鍵所在，也是實現高質量發展、建設教育強國的必然要求[1]。黨的十八大以來，習近平總書記強調高校立身之本在于立德樹人。要堅持把立德樹人作為中心環節，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[2]。同時，黨的十九屆五中全會指出，要全面貫徹黨的教育方針，堅持立德樹人。而課程思政是全面落實立德樹人根本任務的戰略舉措，也是全面提高人才培養質量的重要任務[3]。因此，對高校而言，要不斷優化學科和專業結構，全面推進課程思政建設，以圍繞學生、關照學生和服務學生為中心，不斷增強學生的文明素養、社會責任和實踐能力，培養全面發展的社會主義建設者和接班人。

同時，2015 年國務院印發的《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》中提出要“加快推進人才培養模式改革，推進科教協同育人，完善高水平科研支撐拔尖創新人才培養機制”[4]。2017 年《關于深化教育體制機制改革的意見》中進一步強調要“深入推進協同育人，促進協同培養人才制度化”和“要深化科研體制改革，堅持以高水平的科研支撐高質量的人才培養”[5]。由此可見，實施科教融合是提高育人質量和培養創新人才的重要抓手，也是時代賦予高校新的歷史使命。

給排水科學與工程專業作為傳統的工科專業，在我國社會主義發展進程中發揮著重要的保障作用，具有較強的實踐性和應用性。在上述大背景下，本專業需要緊跟國家的需求，圍繞時代賦予的使命，挖掘給排水科學與工程專業課程體系中的思政元素，尋求科研方向與教學內容并重的結合點，形成具有專業特色的課程體系，結合本校的辦學理念，為國家為地方輸送具有優良品質、創新精神和實踐能力的應用型人才。

一 專業及課程概述

安徽建筑大學(以下簡稱“我校”)是安徽省內最早開設給排水科學與工程專業的高校。1984 年申請創辦并獲批準，1985 年開始首屆招生。2002 年我校本專業被評為安徽省內第一批、第一個省級教學改革示范建設專業，2007 年通過建設部專業教育評估，2017 年通過國際工程教育認證，2018 年獲批安徽省卓越工程師教育培養計劃2.0 建設專業，2019 年入選首批國家級一流專業建設點。本專業發展至今，一直以社會需求為導向，瞄準給排水專業的服務領域和發展方向，以新工科建設為背景，將卓越工程師教育、專業認證與注冊工程師執業資格制度教育相結合，大力實施產學研融合發展，著力培養學生的實踐能力、創新能力及解決專業復雜工程問題的能力。

本專業自開設以來，在教育部高等學校給排水科學與工程專業教學指導分委員會的引導下，結合我校發展定位，已形成具有鮮明地方特色的專業核心課程群。其中，水質工程學作為本專業的一門核心必修課程，是新時代培養給排水高層次人才的主陣地。該課程是本專業的特色課程，并先后成為安徽省高等學校精品資源共享課程、大規模在線開放課程(MOOC)示范項目和水質工程學MOOC 課程等。該課程也形成了以課程教學和實踐教學為基底的教學團隊，并已獲批省級水質工程學教學團隊。如圖1 所示，目前水質工程學課程教學已開展了針對性的教學改革，構建了以學生為中心的線上線下混合教學體系，在傳統教室教學的基礎上，充分利用線上教學平臺(超星學習通)和直播平臺(騰訊會議等)，即可為學生提供主動學習、自主學習和互動討論的學習環境，也方便教師完成學、評和教等方面的教學工作。通過教學改革的嘗試，取得了一定的教學效果，學生學習更加積極主動，教學效果也顯著提高。然而，隨著課程的不斷完善和建設，該課程在科教融合和課程思政方面的短板逐漸凸顯，需進一步改革來滿足新時期對高素質專業人才的需求。

圖1 以學生為中心的線上線下混合式教學體系構建

二 課程教學存在的不足之處

（一）教學以理論傳授為主，與實踐融合較為薄弱

水質工程學是基于水處理而產生的一門給排水科學與工程專業的主干課程，授課對象為本科三年級學生。本課程選用李圭白、張杰主編的《水質工程學》作為教學教材，其課程內容主要包括水質與水處理概論，物理、化學及化學處理工藝原理，生物處理理論與技術和水處理工藝系統這四篇。內容涉及面較廣，包含物理、化學、生物和工程技術等方面的知識，總學時為80 學時，每學年第二學期16 周完成全部理論教學，學習任務較為繁重，這就導致在實際教學中僅僅注重理論教學，而忽略運用工程實踐實例輔助教學、促進教學，進而使得學生在學習過程中普遍覺得枯燥乏味，教學效果欠佳。

（二）注重理論知識的傳授，忽視思政元素的融入

隨著水處理理論與技術的發展，水質工程學課程的教學內容也在不斷更新與發展。但在實際教學工程中，任課教師往往僅注重將新理論、新發現、新技術、新應用和新設備等納入教學內容中，很少將立德樹人重要理念也融入到理論教學中去，特別是思政元素。同時，任課教師在平時也很少收集、整理和關注如何將思政元素與課程內容相融合，將全部注意力都集中在學生對理論知識的掌握上，而未能將理論知識與學生個人的人生觀、世界觀和價值觀相結合，忽略了對學生綜合素質的培養。最終導致學生只是一味地學習了專業知識，而未體會到水處理理論與技術所涉及到的人文、家國等情懷。

（三）教學與科研相對獨立，科研未反哺教學

水質工程學課程知識體系除了包括理論知識，還包括工程實踐等方面的內容。而在實際教學過程中，除了學習理論知識和開展工程設計(如給水廠和污水廠設計)，基本不會涉及到水工藝與工程方面的科學研究和技術研發。這就會出現學生理論知識很強，而遇到實際工藝問題就會縮手無策的極端現象發生。未能有效地實現以教學促進科研、以科研帶動教學的目標，進一步導致了“科教融合、科研育人”理念在給排水科學與工程專業全員、全過程、全方位育人的要求中成為空談，同時也嚴重制約了學生的動手能力和獨立解決實際問題能力的培養。

三 課程教學改革與實踐

針對上述水質工程學課程教學過程中存在的不足之處，本專業教學團隊積極開展了調研、探索和總結分析，并提出了改革措施，如圖2 所示。前期在教學模式和方式上已經開展了相應改革，構建了以學生為中心的教學模式，并取得了一定的教學效果。在“立德樹人”根本任務理念下，圍繞新工科建設、卓越工程師教育培養計劃和一流專業建設的要求，給排水科學與工程專業的人才培養面臨著新的挑戰。本課程教學團隊對標上述要求，積極深化教育改革，對水質工程學課程教學進行了進一步的探索和實踐。

圖2 水質工程學課程教學改革與實踐

（一）思政元素深度挖掘與融合

根據給排水科學與工程專業的發展歷程，結合本課程的教學內容和目標，在水質工程學的專業理論知識中深度挖掘所蘊含的家國情懷、哲學思維和工程倫理等方面的思政元素，并將其與教學內容有機融合，以期在傳道授業的同時，履行對學生們思想、素質和核心價值培養的職責，最終實現立德樹人的目標。

1 家國情懷系列

通過介紹給排水科學與工程專業的發展歷程和水處理工藝、技術更替演變，一方面讓學生們認識到專業發展的艱苦歷程；另一方面，體會本專業和行業的先行者們為專業發展所付出的汗水與淚水，進而培養學生的家國情懷并激發學生們的民族自豪感、社會責任感和行業使命感。例如，在講授第一篇水質與水處理概論內容之前，可通過相關視頻給學生們播放一下國家領導人提出有關黃河或長江等重點流域生態保護和發展的重要講話及我國面臨的水資源短缺、水環境污染等實際問題，引導學生深入思考，觸發學生的社會責任感和行業使命感。或結合PPT、圖片和案例，介紹我國給排水科學與工程專業和相關行業的發展歷程，特別是介紹院士們在早期推動本專業發展和行業前進等方面所作的巨大貢獻，以及我國在水處理工藝技術上所取得的成就，讓學生們領略大國工匠精神，激發學生們的民族自豪感和愛國情懷。

2 工程倫理系列

為了進一步讓學生能在畢業后具有良好的職業操守，在水質工程學課程的教學過程中，將職業倫理與行業行為規范及職業道德規范相結合，在理論講授和工程設計過程中，培養學生的工程師素養和職業操守，讓學生畢業后可以堅守職業道德及具有勇于擔當的工匠精神。譬如，在講授水處理工藝系統這部分內容時，可通過對比國內外工藝系統之間的差距，以及介紹國內研究者們在水處理領域取得的研究進展，一方面引導學生深入思考本行業所面臨的挑戰，進而培養他們不懼艱辛、刻苦鉆研的工匠精神，另一方面培養學生應具有與時俱進、敢于創新的良好品質。或通過介紹諸如松花江水污染、五大淡水湖泊富營養化等水污染問題，向學生傳達作為本行業的從業人員應有的責任和擔當；講述李圭白、張杰等院士在給排水科學與工程專業建設和行業發展所作出的豐功偉績，為學生樹立模范作用，培養學生不忘初心、敬業愛崗和踏實嚴謹的工作作風。

3 哲學思維系列

教師作為教學過程中的引導者，要以實際生活中與學生密切相關的常識和熱點問題為切入點，遵循“發現問題—分析問題—解決問題”的總體思路，借助透過現象看本質的哲學思維，積極引導學生從實際生活中發現問題，并運用所學理論知識及辯證唯物主義思想來分析問題，而后激發學生發散思維，敢于創新地解決問題，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。如在講解工業廢水污染這部分內容的時候，以新型冠狀病毒感染疫情防控期間醫院的污水處理為切入點，引導學生思考和調研含新冠病毒的醫院污水具有哪些危害？產生危害的原因是什么？應該怎么解決這些危害？逐步培養學生解決問題的思維能力，同時提高學生們的學習熱情和主動性，構建正確的人生觀和世界觀。

（二）科研及實踐與教學的有機融合

結合我校給排水科學與工程專業核心課程水質工程學的建設和教學經驗，將工程實踐和相關的科研成果與理論知識有機結合，讓學生在汲取理論知識的同時，及時運用所學知識去指導工程實踐和科學研究，明白學以致用的真諦，不斷提升學生的動手創新和工程實踐能力，進一步全面提高教學效果及人才培養能力，真正實現“科教融合、協同育人”的教學理念。

1 企業實踐系列

水質工程學不僅是一門專業理論性較強的課程，同時也具有較強的工程實踐性。因此，為了使學生們把專業理論知識吃透，為了使學生們能更加直觀地了解和學習課程內容中所涉及的各種水處理工藝技術和構筑物的構造特點、運行方式，需積極開展工程實踐，拓展學生們的視野。近年來，安徽建筑大學給排水科學與工程專業先后與多家企業和水處理廠建立了長期穩定的合作關系，搭建了校企工程實踐鍛煉平臺，就生產、技術、研發、創新、市場和管理等方面為學生們提供系統全面、功能完備的工程實踐條件和創新環境，并邀請企業工程經驗豐富的工程技術人員參與現場指導。學生們通過企業實踐能有效地實現理論聯系實際，強化動手能力，切實地了解社會對本專業的要求，進而真正地訓練和培養學生們的工程實踐和創新能力。

2 課題研究系列

隨著社會經濟的快速發展和國家對水環境治理的重視，水質工程學課程中所涉及到的水處理工藝技術正發生著翻天覆地的變化，涌現出許多新工藝、新技術和新設備。為了使學生能較好地接觸和理解這些水處理工藝和技術，依托我校國家級實驗教學示范中心、市政與環境工程實驗中心及安徽省重點實驗室，將教師的科研課題與理論教學相結合，積極鼓勵學生參與其中，鼓勵學生申報大學生創新創業訓練項目和本專業相關的學科競賽，例如全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、中國“互聯網+”大學生創新創業大賽和“深水杯”全國大學生給排水科技創新大賽等。通過參與科研過程有助于學生將課本上的理論知識和科學研究有機融合起來，積極參與、勇于探索和敢于實踐，進一步提升學生的科研能力和創新精神。目前，我校給排水科學與工程專業的本科生獲批國家級大創項目十余項，并在節能減排“深水杯”和“互聯網+”等比賽中均取得了不錯的成績。

3 工程設計系列

水質工程學課程除了理論知識，還包含水處理工藝設計，這部分內容旨在訓練學生的工程設計能力和培養學生的工程意識。任課教師結合工程實踐案例和實際設計項目，發布設計任務書，而學生在掌握理論知識基礎上，結合水處理工程設計相關的規范、手冊、法律法規和標準，熟悉設計概況，綜合考慮水量和標準確定處理工藝，進而完成水處理工程設計計算書，完成水處理工程設計圖紙。在此過程中，積極鼓勵學生根據所學內容，將新工藝、新技術和新設備引入到課程設計中，并提出創新性設計思路。另外，邀請設計院或者相關企業的工程師全程參與課程設計，指導學生設計過程的同時，將如何解決在實際設計過程遇到復雜工程難題與同學們分享、交流，進一步強化工程理念，增強學生的工程設計興趣、職業素養和社會責任感，以及提高學生熟練運用CAD 等軟件繪圖的能力。

四 結束語

在立德樹人根本任務下，將思政元素融入到水質工程學課程的理論教學過程中及實現“科教融合、科研育人”的目標是高校教學改革的必然要求、必然趨勢。本文結合我校給排水科學與工程專業的特色和優勢，系統地闡述我校如何將課程思政和科教融合有機融入到水質工程學課程的實際教學過程中。通過此次教學改革與探索，不斷提升給排水科學與工程專業核心課程的理論教學水平，為培養應用型高素質人才提供有利條件和環境，進而為將我校建設成為國內一流、特色鮮明的高水平建筑大學提供基礎。