新工科背景下环境工程专业“金课”建设的认知和实现策略

韩照祥 张梦亦 孙霞

[摘    要] 新工科背景下的“金课”建设，对环境工程类专业教学提出了新的要求。文章针对环境工程类课程教学现状及存在的问题，从建设一流课程，培养一流应用型人才的目标出发，分析了环境工程专业“金课”建设的意义和价值，从环境工程专业“金课”建设的研究方法、“金课”建设的目标、“金课”建设的难点问题和环境工程专业“金课”建设的应对策略出发，落实立德树人的根本任务，切实推进课程思政建设，以学生为中心提升教学质量，加强一流专业和一流课程建设，全力打造混合式“金课”，全面提升大学生综合素质和核心竞争力，面向区域经济社会需求，培养一流应用型人才。

[关键词] 新工科;环境工程;金课;实现策略

0      引    言

2018年，教育部召开了新时代中国高等学校本科教育工作会议，就如何“打好全面振兴我国本科教育的攻坚战”，提出了2019年要建设3 000门“金课”的计划。会议提出“消灭水课、打造金课”，并指出“两性一度”，即高阶性、创新性、挑战度是“金课”的三大特点。建设高等教育“金课”，培养一流人才，是重塑以学习者为中心的新型教育教学生态[1]。李向东教授和他的课程团队围绕这一目标进行了大量的研究实践，采用了以问题为导向的课程设计方式。同时，围绕重新设计的课程，深度改进了教学方法和教学手段，创新性地以天文知识为依托，润物无声地传递了价值理念，实现了思政元素与课程建设目标的有机融合。就“金课”建设而言，关键是要找到教学目标与立德树人根本任务契合紧密的那一“点”。正是这一“点”，给予了大学生德、识、能全面发展的无限可能性。也正是这一“点”，赋予了“金课”最大的创新性和挑战度，带来了“金课”及内容的高阶性[2]。很多高校开展混合式教学，构建“在线视频+课程论坛+微信公众号+直播讲座”的新媒体融合应用模式，促使学生围绕慕课拓展学习，线下实体课堂采用互动式和探究式教学模式，力推课堂演讲、案例展示和分析等，提高了混合式学习成效。大连理工大学“无机化学”课程在慕课基础上，创造性地引入“慕课堂”教学小程序，通过课堂小测试，检验大学生自学和课堂教学效果，针对测试结果的统计，得出学习过程评价和个性化教学方案，辅以课前的慕课自学和在线自测，形成了一个以数据统计为基础的完整“三段式”教学模式，极大地提升了大学生的学习效率。20世纪美国一流大学课程极具“积累性”，无论争议多么激烈，都不是两种力量非此即彼的较量，而在每次博弈后会出现一定程度的融合[3]。这样“循环上升”的变革规律使课程完成了三个重要的逻辑转向，这些转向对于我国高校本科专业“金课”建设提供了理论导向。

1      环境工程专业“金课”建设的意义和价值

（1）体现以“学生发展为中心”理念的“最后一公里”，其建设质量直接关乎人才培养质量。2018年，教育部部长陈宝生提出，要真正把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。同年9月，教育部再次要求各高校全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”，打造“金课”。“金课”的标准可归结为“两性一度”，即“高阶性、创新性、挑战度”，以“两性一度”为标准的“金课”有力地突破了国外MOOC、SPOC、微课的课程意识形态，是新工科背景下极具中国特色的“金课”[4]。淘汰“水课”，进行课程改革，打造有“高阶性、创新性、挑战度”的“金课”，无疑对构建新时代、新工科环境工程人才培養模式，具有重大的实践意义。

（2）“金课”的目的是提升教学质量，“金课”的“两性一度”标准不仅适用于“双万”课程，更应成为大学所有高质量课程的标准。校校有“金课”，师师有“金课”，生生学“金课”，将会成为每个学校在“金课”建设过程中永恒的目标[5]。开展环境工程专业“金课”建设理论、方法和实践研究，从新时代发展的角度出发，立足工作岗位需求，并充分结合不同高校人才培养特点，构建适合环境工程专业特色的“金课”建设思路、手段和方法，形成一套完善的高质量人才培养新模式，能为新时代、新工科环境工程人才的培养提供理论基础，为高校其他专业“金课”建设提供技术支撑和注入新的动力。

（3）新工科背景下，环境工程专业现有的课程教学内容、教学方法和考核方式已经不能够很好地满足“两性一度”的高标准高要求，需要在教学内容、教学方法和考核方式等方面以“两性一度”为标准开展理论研究和实践探索，需要侧重思考环境工程专业“金课”建设存在的问题，结合我校特色，提出环境工程专业课程“金课”建设的基本方法和路径，对进一步优化环境工程专业课程教学内容，丰富教学方法，增强教学质量，提升毕业生与未来工作岗位需求契合度，促进学生创新能力培养，具有重要的实用价值。

2      环境工程专业“金课”建设的研究方法

通过归类分析法，分析环境工程专业课程内容;通过比较分析法，分析环境工程专业课程教学方法;通过定量分析法，分析环境工程专业课程考核方式。选取环境工程专业代表性核心课程进行“两性一度”标准全面建设，总结课程建设实践经验，并结合理论分析，归纳总结环境工程专业“金课”建设方法。

对用人单位、毕业生和在校大学生进行问卷调查和座谈，根据用人单位需求，分析和研究教学过程中存在的问题，提出持续改进方案;将持续的课程建设应用到实际教学和改革中去，对不同的教学方法和教学手段进行实证研究，用客观的结论指导“金课”建设持续完善[5]。科学合理制订环境工程核心课程中每个专题设计题目的教学任务、教学内容、教学方法和教学过程;授课教师实行导师引领、集体备课、集体建课，规范授课内容;组织授课教师参与指导学生设计竞赛、“互联网+”、大学生创新创业项目和科研实践活动，教师全员、全方位、多角度、多途径指导大学生创新创业活动，为培养大学生课程设计的创新意识和创新思维拓展路径;将企业工程师引入课堂，建立长效的产学研商合作机制，加强理论与实践应用的有效衔接，熟悉行业的最新动态。

3      环境工程专业“金课”建设的目标

（1）打造线上线下混合式的“金课”。高校教师通过线上课程信息分享，大学生获取知识信息并反馈，教师再将反馈信息运用于课堂教学。教师和学生转换角色，教师从课堂上的权威者转变为知识的引路人，学生从被动的接受者转变为课堂上的主动者。

（2）构建以学生为主体的分组案例设计、讨论及汇报模式的“金课”。理论结合案例的生动课堂讲解，细分为“应用”“分析”“评价”和“创造”，满足“金课”的高阶性、创新性和挑战度。如将“环境工程设计”课程的两个环境工程专业80余名学生，分成多个4-5人组成工作小组，通过课上所学知识，课下查阅资料，利用课下时间对教师给出的“三效降膜蒸发装置设计”“生活污水膜生物反应器工艺设计”等设备设施案例进行工艺设计。要求每个小组需经过提出设计方案、小组论证方案、分析各组成部分的优缺点、提出方案改进思路和措施，并通过计算验证最后方案能否满足设计要求。在分小班组织的案例设计课上，各小组代表通过PPT和相应讲解展示所在组的设计作品。这种方式给了学生思考、表达意见的空间，强化了可供学生自己应用综合知识的环节，学生能在经过自己较充分的思考后再听取别人的设计和想法，比较各组所长，相互促进。

（3）加强与其他专业知识耦合，提升环境工程新工科内涵的“金课”。现代环境工程问题，需不同学科协同合作来解决。需要化工、安全、给水排水、环境规划与管理和计算机等专业知识的综合支撑，此时，环境工程技术人才培养模式将是一种“工程+智能”的复合人才培养模式。在新工科建设背景下，要对环境工程专业进行升级改造，提升环境工程专业的“工程属性”，以积极应对新工科对环境工程技术人才在知识和能力结构上的需求。

（4）融合现代化教学方法和手段，探索“参与—体验”式教学模式的“金课”。探索以授课教师主导的教学模式转入学生为主导的授课模式，结合信息化环境，充分利用智慧教室、网络平台、社交媒体、实体模型和现场调研等现代化教学方法和手段，提高学生的课堂参与度和体验度。

4      环境工程专业“金课”建设的难点问题

（1）实现“教师+学生+企业”三个层面教育主体的更新。在“金课”建设过程中，聘请环保相关单位有实践经历的高级工程师走进课堂，课程设计模拟甲方布置设计任务、进行现场调查、方案研讨和设计方案审核等，让学生体验实际工作中方案设计的整个流程。

（2）探索“线上+线下+实践”三种教学方法的耦合模式。探索线上学习专业理论，培养专业修养，线下辅导课程设计，强化理论体系的灵活应用，实际案例参观增加感性。依据环境工程设计需要掌握的理论体系，包括书本知识、社会阅历、实践环节，具有广博性、跨学科和不断更新的特点，耦合线上、线下和实践课程的内容，提升教学层次，鼓励学生自己到现实生活中实际调研、收集优秀案例和行业先进技术与工艺，和教师共同建课。

（3）构建“知识+技能+创新”三个层次的能力培养体系。构建设计原理、相关技术、设计规范、人文社科等知识体系，增加艺术修养、品质修养和创意修养的课程内容：精选设计题目，提升大学生课堂知识的运用能力、设计方案的创新性、逻辑分析判断力、团队协作精神、语言沟通表达能力、辨识判断能力和克服挫折的意志力等综合技能。将行业的新技术、新工艺、新理念等前沿知识以线上自学形式推送给学生，将教师的科研项目、“互联网+”、大学生创新创业项目、设计竞赛与课程设计相结合，根据学生的学习兴趣，选择不同的理论知识应用形式，强化大学生个性化创新能力培养[6]。

（4）打造线上线下混合式的“金课”。探索将线上线下混合式教学、信息化教学、项目化教学、自主探究式学习深度融合，从课堂教学模式、教学内容设置、实践教学平台建设和课程效果评价等对环境工程类课程进行混合式“金课”建设探索。

（5）探索以“金课”建设为契机，强化课程教学团队的发展模式。借助“金课”建设为契机，打造集群性的课程教学团队，实行青年教师教学导师制、青年教师“以老带新”等措施，提高青年教师的整体教学水平，加大团队、领军人物和平台建设，以人才培养为中心，初步形成自己的优势和特色。

5      环境工程专业“金课”建设的应对策略

（1）转变高校教育教学模式，构建师生“学习共同体”。采取以学习者为中心的教育教学模式，把教师的“教”转变为大学生的“学”，构筑以学生、学习和学绩的“三学中心”融合模式，打造“师生学习共同体”，切实重视大学课堂教育教学的五重境界（Silence-Answer-Dialogue-Critical-Debate） ，在 Silence 的课堂上的大学生是按部就班和被迫接受知识的无所用心者，而在 Critical 或者 Debate 的课堂上的学习者，完全转变为独持异议、敢于批评、敢于质疑，敢于创新和敢于活跃的时代新人。

（2）构思好课堂教学内容，体现知识传授的针对性和时代性。尊重大学生的专业层次和创新创业能力，使所构思的教学内容与大学生的“最近发展区”相吻合，遵循“接收-质疑-反思-体验-内化”的动态认知。同时，在资源共享的新时代，高校教师应与时俱进完善和充实教育教学内容，紧跟学科专业发展的最前沿，运用新思想、新方法、新手段、新理念和新成果，着眼于范式教学大纲，致力于挖掘课本中的金矿并适度拓展，设计好课堂教学的探究问题，力争做到深刻、饱满、丰厚和实用。

（3）面向教育现代化2035，重塑环境工程专业课程体系。基于教育现代化2035、教育信息化2.0时代和人工智能新时代，紧跟高等教育发展趋势，亟待重塑地方高校环境工程专业课程体系。迎合新时代需求，遵循卓越拔尖人才成长规律，优化环境工程专业知识结构和体系，创新课程教学内容，重构新时代的师生关系和重塑课程体系，确保“金课”的“含金量”。

（4）以“智慧+新兴教育理念+技术手段”，推进“金课”建设。高等教育领域的智慧化，已成为新时代教育的新生态。运用教育人工智能、教育大数据、教育机器人、物联网、3D技术、体感技术和5G等技术驱动高校教育教学变革，使人工智能与高校教学相互赋能成为新时代命题。

（5）打造区域特色，构建环境工程“金课”生态体系。立足地方高校自身特色，铸就专业品牌，构建可持续发展的生态课程体系。同时，对“金课”建设及实践进行归纳、总结、提升和凝练，形成地方特色高校环境工程类“金课”品牌，实现课程与教学的交相融合，构建高校永续发展的“金课”生态课程体系，切实提升地方高校的教育教学质量。

主要参考文献

[1]赵昕. 新工科背景下环境生态工程专业“金课”建设的研究[J]. 教育教学论坛，2020，3（12）：293-294.

[2]史剑，张雪艳.以“两性一度”为标准建设海洋科学专业“金课”的思考[J].教育现代化，2019（A3）：142-143.

[3]孙芳，王凯.20世纪美国一流大学本科课程变革的“遗产”[J].黑龙江高教研究，2019（10）：6-10.

[4]薄蓉蓉，冷明祥.高校“金課”建设的基本认知、现实困境与实践路径[J].黑龙江高教研究，2019（8）：141-144.

[5]肖进丽，肖方亮.新工科背景下船舶导航类课程“金课”建设探究[J].航海教育研究，2019，2（36）：59-62.

[6]谢方，罗洪镇.以“金课”建设为契机的地方工科院校课程改革探索[J].教育教学论坛，2019，11（48）：113-114.