環境類專業實踐教學思政建設實現路徑探究
——以“大氣污染控制工程”實驗為例

谷 風,吳春英,白 鷺

(1.吉林化工學院 資源與環境工程學院,吉林 吉林 132022;2.吉林化工學院 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教育,目標是培養高素質人才,對作為培養載體的高校而言,課程教學是保障育人效果的最有力支撐。大學生思政教育是德育的重要組成部分,很長一段時間以來,高校對大學生的思想政治教育和在專業知識領域的培養基本是各成體系,大多數專業課教師基于自身專業背景及思想認知領域,更側重于學生專業技能培養,尤其是工科專業課,主要涉及內容為自然科學領域,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一關系,鮮少將二者有機融合,導致高校思政教育出現“兩張皮”現象。因此,開發利用與工科專業課程相關的思想政治教育元素,充分發揮各類課程蘊含的思想政治教育功能,積極推進課程思政教育改革,是當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生思想政治教育的突破和創新。

一、改革實驗教學內容,凝練課程思政元素

以課程思政建設為目標的實驗教學內容革新需深度領會《綱要》精神。課程團隊以學校虛擬仿真實驗教學項目建設為契機、以獲得批準的環境工程國家級一流本科專業建設點為依托,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,并在此基礎上進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,形成協同效應。

(一) 融實事求是、職業素養于基礎驗證性實驗

基礎驗證性實驗教學方法主要是現場講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數據處理方法以及儀器設備使用,學生按序操作即可;由于涉及比較繁雜的專業知識、機械式的實驗操作過程等,學生參與意識不強,思政因素不易融入,影響教學效果。在此部分,任課教師根據具體實驗內容,適當運用實例融入思政元素,培養學生的科學精神和實驗技能,增強專業知識能力[3-4]。

例如在“大氣環境中TSP、SO2和NOx濃度測定”實驗、“旋風除塵器性能測定”等基礎實驗中,由于涉及較多實驗試劑使用、較長采樣時間、復雜實驗現象以及繁瑣的數據處理等問題,難免會有操作失誤進而導致整個實驗失敗的情況,此時容易發生一些學生編造數據、將實驗結果向理論值靠攏的現象,有悖學術誠信宗旨,此時,教師應強調科學嚴謹、實事求是的學習態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,使學生充分認識到大氣污染對人類的嚴重危害,增強學生保護環境、打贏藍天保衛戰的社會責任感[5]。

(二) 融道德修養、憲法法治于綜合設計性實驗

綜合設計性實驗是由學生結合“大氣污染控制工程”課程的綜合知識,圍繞特定的實驗目的和現有實驗條件,自行設計實驗方案并實施,對實驗結果進行分析和討論;此實驗旨在培養學生發散性思維,以達到從掌握基本理論和技能過渡到實際工程應用的目的。

例如在硫和氮氧化物協同凈化綜合設計性實驗中,首先讓學生結合所學理論知識從“填料塔凈化二氧化硫”虛擬仿真實驗著手,回顧SO2形成酸雨的過程機理,如果將SO2尾氣回收可用于生產硫酸,具有很好的經濟性,引申到硫酸是易制毒原料,國家嚴格控制以防其流入不法市場,在這里可引導學生深化法治觀念,嚴格規范自己行為,杜絕利用實驗甚或將來利用職務之便行不法之事,做到知法、懂法、守法,更要增強道德修養、珍愛生命、遠離毒品。其次,NOx在氣候變化、酸雨及霧霾的形成中都扮演著至關重要的角色,在“氮氧化物催化轉化”實驗環節,有機引入近20年來隨著經濟社會的快速發展與污染防治工作的不斷深入,我國環境空氣質量出現明顯好轉,大規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,體現大國擔當,以此增強學生民族自豪感。同時,隨著我國機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,是新一代環境工程人的職責所在,激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

(三) 融革故鼎新、與時俱進于創新探究性實驗

創新探究性實驗是融基礎驗證、綜合設計于實驗方案創新、方法創新、手段創新之中,學生分小組進行,每組自行設定適合本科教學的實驗目標,自選設備,通過改變實驗工況與參數進行創新研究,這需要學生具備較扎實的知識基礎和較開闊的專業視野。由于實驗過程比較靈活、不確定因素很多,當實驗結果與預期結果不一致時,學生往往會尋求幫助,此時,教師不宜于直接講解,而是應鼓勵學生不氣餒,引導他們自己查找原因,找到破解之道,以此增強學生思考問題、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系,那么,大氣中PM2.5如何產生又是如何傳播的?結合這個問題可以給學生開設“顆粒污染物控制”創新探究實驗,以革故鼎新、與時俱進為主線,講述我國打破傳統的布袋/電除塵處理工業煙塵技術,自主研發多個擁有自主知識產權的創新型電袋復合除塵器,除塵技術居世界前列,以此增強學生的民族自豪感,教育和引導學生弘揚以愛國主義為核心的民族精神和以改革創新為核心的時代精神。

二、創新課堂教學模式,將課程思政教育融入課堂教學全過程

“教學”是教與學的完整結合。以往的教學模式,是以“教”為主,學生被動“學”為輔,一堂課下來,教師侃侃而談、學生難發一言,師生互動僅體現為少數的提問,生生互動更是缺乏,也因此導致實施課程思政的空間小之又小。“大氣污染控制工程”實驗作為專業核心實踐類課程,其教學內容涉及行業較廣,內中蘊含著豐富的思政元素,但是學時比較有限;為了提高教學效果、將思政“鹽溶于水”式地貫穿于教學過程中,授課教師依托本校網絡教學平臺,借助虛擬仿真現代信息技術,采用混合式教學及“SPOC”+翻轉課堂等模式,努力踐行課程思政建設要求[6-8]。

(一) 混合式教學模式

將傳統的實驗教學模式與先進的現代信息化技術相融合,并將之應用于課程思政教學,是師生交流平臺的延展,是專業實驗課程思政的觸點,是拓展學生專業視域以樹立科學思維、堅定學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域,挖掘豐富的思政元素,也能夠彌補學時的局限性,使教師有更多的時間與空間循序漸進、由淺入深地進行思政教學,將專業知識與思想政治教育有機融合。通過構建智慧學習支持環境,形成多層次、漸進式虛擬仿真實踐教學體系,將驗證性結果轉為設計性創新,激發學生的創造活力、增強創新精神,同時有效避免了使用有毒有害、易燃易爆等氣體,保證學生實驗安全。

(二) “SPOC”+翻轉課堂

本實驗課程涉及諸多學科,處處可凝練思政元素,但相對比較零散,需細細梳理、凸顯重點,以使顯性教育與隱性教育相統一,形成協同效應。“SPOC”強調小規模教學,對接2021年得以通過的我校環境工程專業工程教育認證,授課教師全面升級原有的實驗教學理念及方法,分小組(2～4人)開展實驗,探索創新型實驗更是一人一題,在這種授課模式下,大多數學生都能夠及時了解大氣污染控制工程領域的新理論和新技術的發展,在實驗過程中有開辟、有創新,這對培養學生研究問題和解決問題的能力都起到至關重要的作用[9]。

翻轉課堂改變了以往“教”與“學”的主次關系,強化學生“學”的主體地位,激發學習興趣,強化思政效果。結合“SPOC”教學模式,學生可以小組討論、匯報交流,探討各自實驗方案的可行性及有效性,總結不足以期改進,也可以采用答辯的形式促進學習興趣。在此過程中,學生自然而然地會去思考“為何學、學什么、怎樣學”等問題,進而在探索廣而深的專業實驗原理的同時,養成勤思考、會思考的學習習慣,培養勇于探索真理、勇于攀登科學高峰的大國工匠精神。

三、提升教師課程思政建設的意識和能力

“師者,所以傳道授業解惑也?！蔽覈叩冉逃谌轿煌七M各類課程的思想政治建設進程中,任課教師起著至關重要的作用,他們既是學習者又是踐行者。為了能夠在教學過程中不斷地挖掘、發現以及凝練思政元素并將之化整為零地融入理論知識當中,提升各學科任課教師課程思政建設的高度站位意識和強有力的執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習及課程思政培訓來強化自身思想道德素養,圍繞課程思政建設宗旨提升課程思政意識,隨時積累課程思政教育素材;同時,結合我校環工專業新晉國家級一流本科專業建設點的實際需求,課程組教師進一步加強專業知識學習,以促進思政要素與專業知識的契合度,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、多維度探索專業實驗課程思政建設途徑,學校、教學院也定期開展課程思政教學討論會,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的意識和能力[10]。

四、結束語

課程思政是我國高等教育教學改革的一項重要舉措,是推進中華民族偉大復興和國家崛起的有力支撐,那么,如何將課程思政引導與專業學識教育兩者相互無障礙結合、達到協同增效的效果是專業課教師需要深入思考并努力踐行的問題和責任。在近幾年的專業課程教學過程中,課程組教師深刻體會到了很多學生對專業知識學習的消極態度,“大氣污染控制工程”實驗專業課程融入思政教學改革在一定程度上有效激發了學生的學習興趣,學生對專業實驗課程融合課程思政的授課模式認可度較高,也取得了較好的學習效果?？梢?這種“潤物細無聲”式的、將顯性教育和隱性教育相統一的授課模式于學生而言已經開始入腦、入心、入行,長此以往,必將對高校全員全程全方位人才培養產生積極的效應;于專業教師而言,進一步深入研究課程思政教學改革的有效方法,探索將課程思政元素內化到實驗教學內容、課堂教學模式、考核評價方法中的有效路徑,是高校教師當下的責任和使命,因此,課程思政任重而道遠。