“环境工程微生物学实验”课程思政建设的探索和实践

李艳红 林钰涓 宋晓红

摘  要：课程思政是增强教学育人的有效途径，是落实立德树人的必然追求。高校要利用实验室育人载体，将思想政治教育贯穿于实验教学，实现全方位育人。在新时代教育思想指导下，“环境工程微生物学实验”课程结合“新工科”建设和工程教育专业认证的要求，以学生为中心，基于“自主、探究、创新、应用”理念，将实验教学和立德树人相融合，切合实际充分挖掘实验教学各环节的思政元素，围绕实验教学全过程构建了课程思政教学体系，并进行教学改革和实践，全面培养学生的实践能力、创新意识和科学素养，引导学生树立正确的工程伦理、职业道德和可持续发展价值观，实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。

关键词：环境工程微生物学实验;课程思政;教学改革实践

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1673-7164（2022）18-0109-04

课程思政将习近平新时代中国特色社会主义思想、社会主义核心价值观、中华优秀传统文化、职业理想和道德等融入课程教学的各环节[1]，實现立德树人，润物无声，以价值观引领知识传授和能力培养过程。课程思政既是一种教育理念，也是一种思维方法[2]，与专业知识学习相辅相成，有助于完善专业课构架，增强教学育人功效。开展课程思政建设，需要坚持知识传授和价值引领，显性教育和隐性教育相统一。实验课是开展思政教育的优势平台，如何开展课程思政，以实现育人和育才目标，需要深入思考和分析。

一、教师是打通课程思政“最后一公里”的主力军

习近平总书记指出，高校要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人[3]。课程思政是政治教育与课程教学改革有效融合的契合点。在课程建设中，需加强教师的角色转变，发挥育人主体功能，按照“六个要求”对照、审视和检查自己[4]，将思政要素融入育人方案中，在知识传授中注重素质培养。

（一）政治要强，情怀要深

教师自身要具备高尚的道德情操、良好的职业道德和专业素养，引导学生把社会主义核心价值观内化为精神追求、外化为自觉行动;强化马克思主义理论，以丰富的学识引导学生运用辩证唯物主义发现和解决专业技术问题;把家国情怀、民族精神和传统文化融入课程教学实践，不断增强专业课的理论厚度、思想深度和情感温度。

（二）思维要新，视野要广

教师要不断夯实自身思想理论知识，增强学术功底，更新自身知识体系，跟上时代的发展，用切合当代教育的思维和方法，挖掘和改革专业课程教学模式，用深厚的知识素养、广博的科学文化知识引导学生将专业课程教学和未来职业发展有机联系，帮助学生树立正确的职业理想和职业道德。

（三）自律要严，人格要正

教师是专业知识的传授者，更是学生思想政治教育的实施者。教师三观要正，具备堂堂正正做人做事的品格，通过言传身教潜移默化地感染学生，弘扬主旋律、传播正能量;以自身的人格魅力引导学生健康成长，用坚定的信仰引领学生，用真挚的情感打动学生。

二、构建贯穿教学全过程的特色实验课程思政体系

“环境工程微生物学实验”课程的教学目标是使学生了解环境工程实践中微生物处理法的重要性和作用原理，掌握环境微生物基本的研究方法和实验技术，培养学生的实践能力、创新意识和科学素养，提高学生应用微生物实验方法和技术分析、解决环境工程领域实际问题的能力，引导学生树立正确的工程伦理、职业道德和价值观。

教学团队结合实际教学构建了课程思政教学体系（见图1）。本课程围绕实验目的、实验原理、仪器试剂、实验步骤、实验注意事项、数据分析、思考和讨论等教学环节，不断挖掘和融入丰富的思政元素，营造良好的科研氛围，培养学生安全实验的意识、团结协作的精神、实事求是的态度，引导学生养成良好的实验习惯、认真严谨的科学作风，鼓励学生勇于探索、不断创新。

（一）结合人才培养目标开展分类教学

本课程所隶属的环境工程专业，按照不同的人才培养方案，对学生开展分类培养，分别为偏重工程应用的普通班、偏重科研能力培养的实验班。本课程于2013年独立成课，共设计了8个必修实验项目，根据不同培养的侧重点和人才定位，选择不同的实验组合开展教学（见表1）。

针对应用型的普通班，按照微生物生长规律，设计了7个内容连贯、凸显“水特色”的一体化项目式实验（①—⑦）：以“水处理”为核心，融入校园污水站工程案例，让学生制备无菌实验用品，对污水厂进水、出水、中水回用和自来水等不同水处理工艺水体，开展生物相诊断，检测4大类微生物指标，对细菌进行分离纯化培养，开展探索性染色鉴别和生化测定，实验内容环环相扣，层层递进，凸显了“水特色”，着重培养学生的工程实践能力。

针对创新型的实验班，在基础性实验基础上，课程设计了凸显环境特色的“开放性、设计性、个性化”综合创新实验，打破“实验内容由老师统一指定、实验用品由老师统一准备”的传统，学生按照科研小组进行“四自”实验，即学生自由选题，自己设计实验方案，自行准备所有的实验用品，自主完成所有的实验操作;围绕“水、土、空气”三大环境介质，进行特定微生物的分离、计数、纯化、生化测定、简单鉴定等（要求包含实验③—⑦相关的实验技能），撰写科技小论文形式的综合实验报告，为学生提供更多选择和探索空间，着重培养学生的科研创新能力。

（二）切合实际挖掘丰富的课程思政元素

本课程根据教学目标和实验内容，有意识、有目的地开展教学设计，将思政元素融入教学中（见表1）。

1. 营造实验安全文化

实验室安全是实验教学有序开展的保障。在实验中，学生需使用灭菌锅、烘箱、酒精灯和化学药剂等，教师应通过实验室安全事故举例，强调实验室安全，引导学生养成良好的实验习惯和规范的实验操作，树立实验室安全理念。在新冠肺炎疫情背景下，学生已无形中认识了生物安全和微生物知识的重要性。教师可结合微生物无处不在的特点，强调实验中要注意生物安全、无菌操作，对培养的微生物进行有效灭菌和分类处置。

2. 引入工程伦理和职业道德元素

本课程在微生物实验基础上融入环境工程实际案例。例如，实验④中，教师设计了4种不同水处理工程水样，同时模拟了污水处理厂的氯消毒工艺;分析不同水体的微生物指标时，要求学生参考相关的国家和行业标准，评价水质状况。在实验①中，为学生提供污水处理厂的实际样品，开展活性污泥微生物镜检工作，分析污水处理设施的负荷和运行状况，体验污水处理厂技术员的日常运营与管理工作，引导学生树立正确的工程伦理和职业道德，加强课程和行业的联系，提升学生学习热情。

3. 培养可持续发展理念和环保意识

在实验③中，引入饮用水细菌总数测定内容，分析饮用水被污染的情况，引导学生爱护环境和节能减排。实验④中，在检测景观水大肠菌群数的环节，融入污水处理厂出水的中水回用工程概念，引导学生树立水资源循环利用的可持续发展理念。实验后，要求学生对实验废液、废物进行分类收集处理和回收使用，培养学生的环保意识。

4. 培养实事求是的学术道德

微生物实验操作要求精细以避免染菌，故需培养学生认真严谨的工作态度。实验③—⑦，实验设计复杂，步骤较多，学生易操作出错，甚至得到错误的结果（如细菌的革兰氏染色过程中易出现假阳性或假阴性结果）。本课程要求学生如实记录实验结果，在处理和分析数据时做到求实事求是。若实验失败，教师应引导学生学会思考，查找可能的原因，考查学生对结果的如实分析和反思，杜绝学生抄袭其他学生的实验结果，培养学生的学术道德。

5. 培养科研创新和团结协作精神

实验④中教师介绍了不同大肠菌群数的测定方法及其发展历史，引导学生勇于探索、不断创新。在实验⑤中，鼓励学生开展“细菌画”创作，培养学生的创新能力。实验⑧中，学生通过自由选题、自己设计、自行准备、自主完成，锻炼了独立开展课题研究的能力，为科研学习夯实基础。本课程的大部分实验均以小组合作的形式完成，学生自行分组分工，增强沟通能力，培养了学生的团队协作精神。

三、课程思政教学改革实践与成效

（一）以问题为导向开展实验教学

在实验③和④的课前预习和新课导入环节，教师以“如何评价污水处理厂进出水微生物指标，出水是否达到中水回用的标准”等问题为导向，使学生在实验操作、结果分析和讨论环节有目的、有深度、有意义地思考和解决问题，充分激发学生的创新潜能和学习积极性。

综合创新实验中，学生以2—3人的科研小组为单位课前查阅文献资料，自主选题，以具体研究课题为导向设计撰写实验方案，由教师指导修改完善后，学生在课堂上按照方案完成实验，课后提交科技论文的实验报告。课程引入科研小组的形式，培养了学生的团队合作，当学生遇到挫折时，教师鼓励和引导学生查找问题，使其继续完成实验，培养学生百折不挠和不断探索的科研精神，可有效提升学生主动学习、主动思索、主动解决问题的能力。

本课程锻炼了学生的多种能力，也获得了学生的认同。例如，在综合实验报告中，学生表示“通过实验培养了自身的动手能力、观察能力、思维能力、表达能力、合作能力和创新能力”;也有学生写到“实验失败后，在教师耐心细致的指导以及同伴的帮助下，找到了失败原因，从头再来，实验成功后，努力得到回报，这种心情妙不可言”。

（二）引入实际工程案例深化课程学习意义

本课程采用情景式教学法[5]，引导学生代入相应的职场角色去分析和解决实际工程问题。例如，实验③和④引导学生扮演水质检验员，参照国家和行业标准评价不同水体的水质;实验⑤—⑧引导学生扮演科研人员角色，掌握如何从环境介质中分离培养目的微生物，分析菌落形态特征，开展革兰氏染色鉴定、生化特性测定等，培养学生的辩证思维、学术思维，勇于探索、锐意创新的科研精神。学生在实验中代入不同的角色去思考和分析问题，能提升学生的专业技能，为学生就业奠定坚实的基础。

通过一体化项目式实验，学生参与一套完整的实验流程，深入体会实验设计层层深入、不断挖掘的过程。在课堂上，学生经常自豪地介绍“这是我准备的试剂”“这是我培养的细菌”，极大提升了学生的学习成就感。

（三）学生成绩稳步提升，创新应用能力不断增强

本课程教学改革期间，学生成绩稳步提升。近5年，普通班学生成绩优良率增长率了43.9%，实验班学生成绩优良率增长了53.8%，学生评教皆为优秀，满意度很高。以本课程为基础，教学团队指导学生参加大学生创新创业计划项目15项，指导学生参加科技竞赛获奖7项。由此可见，本课程通过课程思政教育和实践，有效提升了学生的学习效果，增强了学生的综合素质及其对学科专业的兴趣。

參考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.高等学校课程思政建设指导纲要[EB/OL]. （2020-06-01）. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/2 02006/t20200603_ 462437.html.

[2] 陈海玉，徐福卫. 理工科类专业课程如何实现“课程思政”的思考[J]. 教育教学论坛，2019（31）：221-222.

[3] 习近平. 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N]. 人民日报，2016-12-09.

[4] 秦书生，樊周艺，梅可欣. 新时代高素质思政课教师的“六个要求”[J]. 科教文汇（下旬刊），2021（12）：69-71.

[5] 李冲伟，李海英，宋福强. 浅析提高微生物学课堂教学效果的方法[J]. 宏观经济管理，2017（S1）：100-101.

（责任编辑：邹宇铭）