环境类专业实践教学思政建设实现路径探究——以“大气污染控制工程”实验为例

谷 风,吴春英,白 鹭

(1.吉林化工学院 资源与环境工程学院,吉林 吉林 132022;2.吉林化工学院 水处理吉林省重点工程研究中心,吉林 吉林 132022)

我国高等教育是高阶专业教育,目标是培养高素质人才,对作为培养载体的高校而言,课程教学是保障育人效果的最有力支撑。大学生思政教育是德育的重要组成部分,很长一段时间以来,高校对大学生的思想政治教育和在专业知识领域的培养基本是各成体系,大多数专业课教师基于自身专业背景及思想认知领域,更侧重于学生专业技能培养,尤其是工科专业课,主要涉及内容为自然科学领域,教师在授课过程中往往会忽视思想政治教育与理论知识的辩证统一关系,鲜少将二者有机融合,导致高校思政教育出现“两张皮”现象。因此,开发利用与工科专业课程相关的思想政治教育元素,充分发挥各类课程蕴含的思想政治教育功能,积极推进课程思政教育改革,是当今我国高校亟待解决的主要问题[1-2],也是在面对多元文化背景下提高大学生思想政治教育的突破和创新。

一、改革实验教学内容,凝练课程思政元素

以课程思政建设为目标的实验教学内容革新需深度领会《纲要》精神。课程团队以学校虚拟仿真实验教学项目建设为契机、以获得批准的环境工程国家级一流本科专业建设点为依托,深度挖掘提炼了“大气污染控制工程”实验课程知识体系中所蕴含的思政元素,并在此基础上进一步增强了课程的知识深度和广度,力求促使大气实验课程与思政理论课程同向同行,形成协同效应。

(一) 融实事求是、职业素养于基础验证性实验

基础验证性实验教学方法主要是现场讲解实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理方法以及仪器设备使用,学生按序操作即可;由于涉及比较繁杂的专业知识、机械式的实验操作过程等,学生参与意识不强,思政因素不易融入,影响教学效果。在此部分,任课教师根据具体实验内容,适当运用实例融入思政元素,培养学生的科学精神和实验技能,增强专业知识能力[3-4]。

例如在“大气环境中TSP、SO2和NOx浓度测定”实验、“旋风除尘器性能测定”等基础实验中,由于涉及较多实验试剂使用、较长采样时间、复杂实验现象以及繁琐的数据处理等问题,难免会有操作失误进而导致整个实验失败的情况,此时容易发生一些学生编造数据、将实验结果向理论值靠拢的现象,有悖学术诚信宗旨,此时,教师应强调科学严谨、实事求是的学习态度对今后从事大气污染治理工作的重要性,适时引入“比利时马斯河谷烟雾事件”“美国多诺拉烟雾事件”等案例,使学生充分认识到大气污染对人类的严重危害,增强学生保护环境、打赢蓝天保卫战的社会责任感[5]。

(二) 融道德修养、宪法法治于综合设计性实验

综合设计性实验是由学生结合“大气污染控制工程”课程的综合知识,围绕特定的实验目的和现有实验条件,自行设计实验方案并实施,对实验结果进行分析和讨论;此实验旨在培养学生发散性思维,以达到从掌握基本理论和技能过渡到实际工程应用的目的。

例如在硫和氮氧化物协同净化综合设计性实验中,首先让学生结合所学理论知识从“填料塔净化二氧化硫”虚拟仿真实验着手,回顾SO2形成酸雨的过程机理,如果将SO2尾气回收可用于生产硫酸,具有很好的经济性,引申到硫酸是易制毒原料,国家严格控制以防其流入不法市场,在这里可引导学生深化法治观念,严格规范自己行为,杜绝利用实验甚或将来利用职务之便行不法之事,做到知法、懂法、守法,更要增强道德修养、珍爱生命、远离毒品。其次,NOx在气候变化、酸雨及雾霾的形成中都扮演着至关重要的角色,在“氮氧化物催化转化”实验环节,有机引入近20年来随着经济社会的快速发展与污染防治工作的不断深入,我国环境空气质量出现明显好转,大规模取缔中小燃煤锅炉、在特定的重大事件或者极端天气条件下对机动车限行或禁行等重大举措的实施,都使得我国在大气污染防治上取得重要成就,体现大国担当,以此增强学生民族自豪感。同时,随着我国机动车保有量的迅速增加,NOx在富氧条件下的排放控制也变得越来越紧迫,怎样做到合乎法理、合乎工程伦理治污,是新一代环境工程人的职责所在,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

(三) 融革故鼎新、与时俱进于创新探究性实验

创新探究性实验是融基础验证、综合设计于实验方案创新、方法创新、手段创新之中,学生分小组进行,每组自行设定适合本科教学的实验目标,自选设备,通过改变实验工况与参数进行创新研究,这需要学生具备较扎实的知识基础和较开阔的专业视野。由于实验过程比较灵活、不确定因素很多,当实验结果与预期结果不一致时,学生往往会寻求帮助,此时,教师不宜于直接讲解,而是应鼓励学生不气馁,引导他们自己查找原因,找到破解之道,以此增强学生思考问题、解决问题的实践能力和勇于探索的工匠精神。

在主要大气污染物中,PM2.5和死亡率间存在极为显著的关系,那么,大气中PM2.5如何产生又是如何传播的?结合这个问题可以给学生开设“颗粒污染物控制”创新探究实验,以革故鼎新、与时俱进为主线,讲述我国打破传统的布袋/电除尘处理工业烟尘技术,自主研发多个拥有自主知识产权的创新型电袋复合除尘器,除尘技术居世界前列,以此增强学生的民族自豪感,教育和引导学生弘扬以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神。

二、创新课堂教学模式,将课程思政教育融入课堂教学全过程

“教学”是教与学的完整结合。以往的教学模式,是以“教”为主,学生被动“学”为辅,一堂课下来,教师侃侃而谈、学生难发一言,师生互动仅体现为少数的提问,生生互动更是缺乏,也因此导致实施课程思政的空间小之又小。“大气污染控制工程”实验作为专业核心实践类课程,其教学内容涉及行业较广,内中蕴含着丰富的思政元素,但是学时比较有限;为了提高教学效果、将思政“盐溶于水”式地贯穿于教学过程中,授课教师依托本校网络教学平台,借助虚拟仿真现代信息技术,采用混合式教学及“SPOC”+翻转课堂等模式,努力践行课程思政建设要求[6-8]。

(一) 混合式教学模式

将传统的实验教学模式与先进的现代信息化技术相融合,并将之应用于课程思政教学,是师生交流平台的延展,是专业实验课程思政的触点,是拓展学生专业视域以树立科学思维、坚定学生理想信念以塑造正确价值观的有效途径。将虚拟仿真技术引入“大气污染控制工程”实验中,既能够拓宽实验项目涉及的领域,挖掘丰富的思政元素,也能够弥补学时的局限性,使教师有更多的时间与空间循序渐进、由浅入深地进行思政教学,将专业知识与思想政治教育有机融合。通过构建智慧学习支持环境,形成多层次、渐进式虚拟仿真实践教学体系,将验证性结果转为设计性创新,激发学生的创造活力、增强创新精神,同时有效避免了使用有毒有害、易燃易爆等气体,保证学生实验安全。

(二) “SPOC”+翻转课堂

本实验课程涉及诸多学科,处处可凝练思政元素,但相对比较零散,需细细梳理、凸显重点,以使显性教育与隐性教育相统一,形成协同效应。“SPOC”强调小规模教学,对接2021年得以通过的我校环境工程专业工程教育认证,授课教师全面升级原有的实验教学理念及方法,分小组(2～4人)开展实验,探索创新型实验更是一人一题,在这种授课模式下,大多数学生都能够及时了解大气污染控制工程领域的新理论和新技术的发展,在实验过程中有开辟、有创新,这对培养学生研究问题和解决问题的能力都起到至关重要的作用[9]。

翻转课堂改变了以往“教”与“学”的主次关系,强化学生“学”的主体地位,激发学习兴趣,强化思政效果。结合“SPOC”教学模式,学生可以小组讨论、汇报交流,探讨各自实验方案的可行性及有效性,总结不足以期改进,也可以采用答辩的形式促进学习兴趣。在此过程中,学生自然而然地会去思考“为何学、学什么、怎样学”等问题,进而在探索广而深的专业实验原理的同时,养成勤思考、会思考的学习习惯,培养勇于探索真理、勇于攀登科学高峰的大国工匠精神。

三、提升教师课程思政建设的意识和能力

“师者,所以传道授业解惑也。”我国高等教育在全方位推进各类课程的思想政治建设进程中,任课教师起着至关重要的作用,他们既是学习者又是践行者。为了能够在教学过程中不断地挖掘、发现以及凝练思政元素并将之化整为零地融入理论知识当中,提升各学科任课教师课程思政建设的高度站位意识和强有力的执行能力显得尤为重要。

基于此,在“大气污染控制工程”实验课程思政实践过程中,课程组教师通过各种思想政治学习及课程思政培训来强化自身思想道德素养,围绕课程思政建设宗旨提升课程思政意识,随时积累课程思政教育素材;同时,结合我校环工专业新晋国家级一流本科专业建设点的实际需求,课程组教师进一步加强专业知识学习,以促进思政要素与专业知识的契合度,使课程思政与思政课程相辅相成。另外,课程组教师还积极申报部省校各级课程思政类研究项目,力图多层次、多维度探索专业实验课程思政建设途径,学校、教学院也定期开展课程思政教学讨论会,分享较好的课程思政案例,这些都有助于授课教师在“大气污染控制工程”实验课程思政中能够有所突破,切实提升教师课程思政建设的意识和能力[10]。

四、结束语

课程思政是我国高等教育教学改革的一项重要举措,是推进中华民族伟大复兴和国家崛起的有力支撑,那么,如何将课程思政引导与专业学识教育两者相互无障碍结合、达到协同增效的效果是专业课教师需要深入思考并努力践行的问题和责任。在近几年的专业课程教学过程中,课程组教师深刻体会到了很多学生对专业知识学习的消极态度,“大气污染控制工程”实验专业课程融入思政教学改革在一定程度上有效激发了学生的学习兴趣,学生对专业实验课程融合课程思政的授课模式认可度较高,也取得了较好的学习效果。可见,这种“润物细无声”式的、将显性教育和隐性教育相统一的授课模式于学生而言已经开始入脑、入心、入行,长此以往,必将对高校全员全程全方位人才培养产生积极的效应;于专业教师而言,进一步深入研究课程思政教学改革的有效方法,探索将课程思政元素内化到实验教学内容、课堂教学模式、考核评价方法中的有效路径,是高校教师当下的责任和使命,因此,课程思政任重而道远。