基于创新创业能力培养的水污染控制及资源化课程教学改革与实践

郑羽西，鲁赟

（茅台学院，贵州仁怀 564500）

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》明确指出[1]：“我国正处在改革发展的关键阶段，经济建设、政治建设、文化建设、社会建设以及生态文明建设全面推进，工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展，人口、资源、环境压力日益加大，经济发展方式加快转变，都凸显了提高国民素质、培养创新人才的重要性和紧迫性。”近年来，全国大学生“互联网+”创新创业大赛和“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等创新创业活动蓬勃发展[2-6]，推动了创新创业教育的发展。然而，如果脱离专业知识开展创新创业教育，将偏离专业科研知识和实践活动开展的方向[7-9]。循环科学与工程专业毕业生大多期望继续深造或进入科研院所从事相关研究[10]，因此，在专业课程中增加创新创业元素，培养具备创新能力和实践经验的综合型人才，已成为专业改革的迫切需求。

针对这一需求，本文以茅台学院循环科学与工程专业核心课程水污染控制及资源化为例，探讨立足培养循环工程与环境领域急需的创新型人才，以创新意识和科研能力培养为核心，探索符合学科发展规律和教育教学规律的课程教学体系。本文秉持理论与实践相结合的研究原则，结合中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛和“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等活动，在专业课程中融入创新课程教育模式，旨在为循环科学与工程专业培养具有创新创业思维、推动交叉学科发展的复合型人才，并为高校教育教学改革和专业课程优化提供借鉴和参考。

1 水污染控制及资源化课程教学背景

水污染控制及资源化主要关注水污染治理和水污染资源化利用等方面的知识和技能[11]。作为循环科学与工程专业的重要课程之一，该课程不仅涵盖了环境化学、环境微生物学、环境污染控制工程等多个学科领域的知识，还紧密联系实践应用，培养学生在水环境污染治理和资源化利用方面的能力。随着我国经济社会的发展和人们环保意识的日益提高，水污染治理和资源化利用已成为当前和未来重要的研究领域。水污染控制及资源化课程旨在培养学生在水污染管理、科研和检测等方面的知识和技能，学生将学习如何应用这些知识和技能来解决实际工程问题，具备初步的科学研究和管理的能力，并积极对资源化利用进行创新。教师在课程中注重实践教学，并积极邀请政府部门人员参与教学，使学生能够充分了解水处理的基本过程，重点培养其解决实际工程问题的创新能力和创业意识。

在当前高等教育深度改革的背景下，探索并实践教育教学改革已成为学科发展的内在需求。以水污染控制及资源化课程为例，创新教学模式，更新教学方法，完善教学内容，已成为提高教育教学质量的必要方式。在教学中，教师应充分体现学生主体地位，注重培养学生的创新意识和实践能力，鼓励学生探索和实践，提高学生综合素质。同时，针对当前环保领域的新发展方向，教师应及时更新课程内容，使学生能够了解最新的研究成果和技术动态，保持学科发展的前沿性和创新性。总之，水污染控制及资源化课程是循环科学与工程专业的重要课程，也是培养具有水环境治理和资源化利用能力的创新型人才的关键环节。创新教学模式，更新教学方式，完善教学内容，将有助于学生掌握最新的理论知识和实践技能，提高学生的综合素质，为培养高素质创新型人才提供有力保障。

2 水污染控制及资源化课程教学存在的问题

水污染控制及资源化是资源循环和环保工程领域的核心内容，我国水污染治理措施主要集中在治理和阻止方面，与发达国家相比，仍有较大差距。高校的水污染控制及资源化课程，在教学模式、授课形式和教学方法等方面有待改进。例如，当前我国部分高校的水污染控制及资源化课程教学模式相对单一，缺乏多样化的教学方式和实践机会，无法充分培养学生的实践能力和独立思考能力。同时，课程内容与社会需求脱节，难以适应不断变化的环保行业需求。此外，课程评估方式单一，无法全面评估学生的学习成果和实际能力。为提高课程的趣味性和实用性，教师需要改进教学方法，增强课程的实践性和互动性，以激发学生的学习热情和兴趣。

2.1 教学内容与社会需求脱节

高校人才培养机制应具有灵活性和多样性，同时，应将学生划分为多种类型，并针对不同类型设置教学重点，以便更好地满足学生的就业需求。然而，在一些高校中，教学内容与社会需求脱节[12-13]，主要表现为教学内容单一且陈旧，缺乏对最新科研成果的介绍。此外，教学内容与实践需求缺乏有效的衔接，导致学生所学的知识无法顺利应用于实际场景，特别是在水污染控制及资源化课程中，实践能力的培养尤为重要。然而，部分教师的教学理念陈旧，对行业和领域前沿动态的了解不足，难以及时掌握最新的技术和理论。部分高校教学资源不足，缺乏与行业对接的渠道，难以获取最新的行业信息。

2.2 课程教学模式单一

部分高校专业的教学模式仍然相对单一，课堂教学存在教师只让学生记忆知识点、未解释公式的来源和用途、未按照循序渐进的方式讲解知识等问题，难以充分调动学生主动学习的热情，导致课堂教学质量不高，缺乏针对性和启发性，忽视对学生创新思维的培养，难以激发学生参与科研的兴趣。

2.3 课程考核方式片面化

课堂评估方法是对学生学习成果的评价和总结。基于“两性一度”的评估方式应该强调课堂讨论、随堂作业成绩和总结报告等环节，以考查学生对专业知识的掌握程度，激发学生自主学习和独立思考的意识。然而，部分高校专业课程的评估方式相对单一。以水污染控制及资源化课程为例，其主要采用考试模式进行评估，侧重于计算题解答和知识点记忆，难以实现培养学生创新思维和提高学生科研能力的目标。

2.4 课堂氛围沉闷，学生学习兴趣较低

部分高校教师依然沿用传统的讲授方式进行教学，忽视了师生间的互动交流，导致学生被动接受知识，缺乏参与感和主动性。此外，课程设置过于强调理论知识讲授，实践和操作环节较少，使得学生难以将所学知识应用于实际，从而影响了学习兴趣。通过进一步观察发现，在课程设计中，有大量的公式、概念和计算过程需要学生在短时间内记忆和理解，使得学生在课堂中长时间处于精力高度集中的学习状态。

3 水污染控制及资源化新型课程教学模式的构建

3.1 基于创造性思维引导学生应用课程专业知识

根据“两性一度”标准，本文基于创造性思维，在课程教学中实施“234”教学模式。其中，“2”代表全面培养学生的创新思维和创造能力，“3”指提高知识水平、注重实践能力和培养创新能力。教师以课堂教学为主、以网络教学为辅，同时辅以创新创业竞赛，并开展实习项目（与数个废弃物资源化利用相关的环保领域企业展开合作）。这种“4”方综合力量的合作可以有效培养学生与创新创业能力相关的认知、技能。在教学过程中，教师注重基础知识，讲解创造性思维的基本原理，并确保基础学科知识之间的衔接。同时，教师充分利用课堂教学和网络教学两方面的资源，使学生能够熟练掌握与创造性思维相关的知识、方法和技巧，从而在学习科学与工程专业基础知识的同时掌握创新思维。在能力培养方面，教师注重课程教学深度，根据创造性思维的内在逻辑，引导学生在课程学习中运用所学知识，并参与创新创业训练和竞赛，以培养学生的创新应用能力[14-15]。

3.2 多层次的教学组织实施方阵

多层次教学组织实施方阵以拓展教学的宽度和深度为目标，以突破常规课程认知和学习模式为特征，培养学生深度分析的能力，并鼓励他们形成勇于质疑和创新的精神。此外，教师也注重体现废水处理和资源循环相关前沿技术的时代性，鼓励学生在学习基础知识的同时，能够主动适应以新技术、新思维、新观点、新业态为特征的“四新”模式的发展，实现专业课程“两性一度”“金课”建设的目标。

多层次的教学组织方阵能够通过鼓励学生积极表达、辅以数字智慧教室和优质在线课程平台，营造与传统课堂不同的教学环境，并建立以高阶性和交互性为特征的教学形式，发挥线上线下相结合教学模式的优势。同时，教师积极鼓励学生通过主动学习来提升布鲁姆认知目标分类中的知识和领会能力，通过实施翻转教学，在课堂上重点培养学生运用、分析、综合和评价的高阶能力，检验学生主动学习的成果。在此基础上，教师通过分析案例，鼓励学生主动思考废水处理中的资源化利用问题，引导他们主动进行探究式学习。教师希望学生能够主动发现问题、提出任务，并通过分组交互沟通、合作解决问题以及完成任务，形成创新思维。最终，学生将主动分享个人和团队的创新成果，实现课堂翻转的教学目标。

3.3 创新教学评价体系

根据“两性一度”“金课”标准，结合水污染控制及资源化课程教学评价体系，教师严格考核和评价学生的学习成果，在“234”教学模式的基础上，建立包括课堂考核、团队考核、实践考核和考试考核在内的4 大课程评价体系。

课堂考核内容为教师通过随机提问专业知识点，引申出新的知识点，并邀请学生主动进行回答，答对的学生获得加分，考查学生是否掌握课程的基本理论知识；团队考核为创新能力考核，主要将团队作业的完成质量、团队完成创新创业作业的总体表现，以及分享思考成果的表现等作为主要观测指标；实践考核主要聚焦学生应用课堂所学知识尝试思考常见环境问题的能力，如2023 年度的实践考核题目分别为：“假如茅台学院有一个生活废水处理厂”和“如何从酿造废水中回收磷元素”，要求学生独立提出设计方案并尝试解决问题，根据方案合理性和学生实践动手能力进行评分；考试考核即该课程传统的考核方式，是对学生基础知识与基础运算能力的全面考核。通过以上的评价体系，教师旨在激发学生的学习动力，提高他们对知识和能力的追求，并增强他们在学习过程中的成就感。这样的评价方式能够全面考查学生的综合能力，促进他们的全面发展。

3.4 课后深度参与教师科研项目与创新创业训练和竞赛

深度参与课后活动是指学生主动报名，教师选择学有余力的学生参与教师负责的科研项目，所选课题均与课堂内容有紧密联系，并通过竞赛获奖、专利申报、发表论文等形式增加参与学生的正反馈，提高学生的参与积极性，从而吸引更多的学生深度参与课后活动。通过深度参与课后科研活动，课程主讲人培养了多名优秀毕业生、优秀学生干部与国家奖学金获得者。以水污染控制及资源化课程专业知识为基础，教师积极鼓励学生自愿组队，基于相关知识和专业背景申报国家级、省级和校级大学生创新创业训练计划等孵化类项目，对于有较强创新性的项目，让其申请茅台学院大学生创新创业专项资金，资助其参加“挑战杯”课外学术作品竞赛以及全国大学生“互联网+”比赛等。近三年，授课主讲人以第一指导教师身份指导国家级、省级和校级“大学生创新创业训练计划”项目6项，其中国家级项目2 项，参与学生近40 余人次；以第一指导教师身份指导学生获得省级以上大学生创新创业类竞赛奖励8 项，其中包括中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛高教主赛道金奖1项，贵州省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖1 项、银奖2 项目、铜奖2 项，贵州省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛决赛金奖1 项、银奖1 项，取得了丰硕的成果，基于创新创业教育获得的相关成果切实推动了专业课程教学质量的提高。

4 结语

围绕创新型人才培养的要求，本文结合水污染控制及资源化的课程特征，针对传统课程教学存在的课程教学模式相对单一、缺乏多样化的教学方式和实践机会、课程内容与社会需求脱节、难以适应不断变化的环保行业需求、课程评估方式单一、课堂氛围较为沉闷、学生学习兴趣较低等问题，进行基于创新创业教育的课程体系建设。通过实施基于“双创”教育的教学改革和实践活动，形成理论与实践相结合的新型教学模式，提升专业课程的高阶性、创新性和挑战性，使核心专业课程朝着“两性一度”标准的“金课”目标建设，以期为相关领域的课程改革提供有益的参考和借鉴，构建具有新时代特色的高校课程体系。