多维视角下 “课程思政” 融入硕士研究生培养的策略探索
2024-12-14宋瑞媛刘晓泓宋兴良
摘" 要:文章以“环境化学”课程为例,将环境化学课程特色和社会面临的重大环境热点问题相结合,基于研究生的“三全育人”目标深入挖掘环境化学课程的思政元素,剖析了环境化学课程教育内容对培养化学硕士研究生形成良好科学素养的重要性。从生态环境视角、环境哲学视角、科研素质养成视角和历史发展视角四个层面,展示了课程思政教学目标的制定、教学内容的优化和思政元素融入的基本思路,建构了新形势下化学硕士研究生环境化学课程的思政体系,旨在为“大思政”格局下研究生教育相关领域的课程建设提供参考和借鉴。
关键词:课程思政;环境化学;研究生教育;绿色发展
中图分类号:G641" " 文献标识码:A" " 文章编号:1673-7164(2024)35-0193-04
研究生教育承担着为国家和社会培养高层次创新人才和技术攻坚的重任,与本科生教育相比,研究生培养更强调自主学习和主动探究,落实“立德树人”育人目标推进课程思政是新时代高校强化研究生教育教学的应有之义。2023年11月30日,《教育部关于深入推进学术学位与专业学位研究生教育分类发展的意见》指出,研究生的培养方案应突出教育教学的前沿性,[1]厚植理论基础,拓宽学术视野,强化科教融汇,鼓励以跨学科、交叉融合、知识整合等方式开展高层次人才培养工作。
环境化学是在化学、环境科学、地球科学、生态学和毒理学等学科的基础上发展起来的,在环境保护决策中发挥着重要作用。但从目前情况看,该学科研究生课程思政还部分存在定位角度不准,认识高度不够的问题。由于缺乏明确的目标引领,学生参与课程思政教学的主观能动性不足,课程思政教育的协同育人成效不明显。因此,探讨环境化学课程思政融入硕士研究生素质培养的策略具有重要借鉴意义。
一、教学内容优化及课程思政元素挖掘
环境化学课程思政体系的设计,既要强调化学污染物的环境行为和生态效应,又要保持各章节课程的相对独立性,以区别于本科阶段的教学特点。通过领悟本课程涉及的发展史和发展趋势,增强专业探索心和专业认同感,树立家国意识和家国情怀;课程教学的重心由知识架构的梳理导向瞄准学科前沿和研究热点,以启迪科研思维,进而培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。
本课程主教材是戴树桂主编的《环境化学》,重点讲授大气、水、土壤环境化学和污染生态化学以及典型污染物在各环境圈层的迁移、转化与归趋。目前,根据该课程的主体内容,构建了如下的课程内容体系:
讲好绪论课。绪论包括环境化学的定义、环境化学的学科战略地位、环境化学的产生及发展、环境类国内外重要学术期刊简介等内容。可以让学生从整体上了解本课程的研究内容和任务,充分认识解决环境问题的必要性,起到激发学生兴趣的作用。
第一讲是大气环境化学。课程以“大气污染防治攻坚战”“碳中和、碳达峰”等案例为基础,结合大气稳定度判定依据分析大气稳定度,叙述影响大气污染物迁移的因素,阐述光化学烟雾、温室效应、酸雨、硫酸烟雾型污染的概念和形成机理及其危害以及臭氧层的形成与耗损,介绍大气污染的全球问题和最新进展,如CO2变汽油、工业尾气变身饲料蛋白、无氯氟聚氨酯新型化学发泡剂等等。[2]
第二讲是水环境化学。以“水俣病”“痛痛病”“赤潮”“微塑料”等案例为基础,主要阐述无机、有机等污染物的迁移转化过程,了解我国水环境化学的研究现状、战略举措和最新挑战。
第三讲是土壤环境化学。重点是复合污染的焦点问题、研究现状及前沿领域,通过实例来强化“绿水青山就是金山银山”的科学内涵。
第四讲是污染生态化学。以“三聚氰胺事件”“塑化剂中毒事件”等典型案例为基础,了解环境污染生物学、环境污染毒理学、环境污染生态学和环境污染生态风险评价方法等内容。
第五讲是典型污染物在环境各圈层中的转归与效应。课堂以“重金属污染”“抗生素滥用”“新兴污染物”“药品及个人护肤品污染(PPCPs)”等案例为基础,进一步分析典型无机和有机污染物在环境中的转化、归趋和效应等前沿科学问题,树立人与自然和谐发展的理念。
第六讲是受污染环境修复。研究环境介质中污染物去除的无害化技术,树立生态文明建设理念、人类命运共同体理念。
第七讲是绿色化学的基本原理与应用。以“可降解塑料”的研发为例,阐述发展绿色化学新原理、新方法和新技术的战略意义。
二、多维视角下“课程思政”融入研究生培养的策略
本研究针对环境化学课程特色和研究内容,分别从四个视角挖掘环境化学内在的生态文明基因,为建立课程思政元素与研究生人才培养目标的融合提供范例。
(一)从环境哲学视角
环境哲学思想为可持续发展提供了理论基础。马克思和恩格斯是环境哲学领域的先行者,他们认为人类赖以生存的环境包括自然生态环境和人类社会环境,二者对立统一,相互制约和影响。环境哲学思想在探究可持续发展时,不仅关注环境问题,更重视人类与环境的关系。“人与天地相应,人与草木同归”是古人对人与环境关系的思考。随着经济、科技和社会的进步,发展与环境的矛盾成为关乎全人类生存和发展的全球性问题。例如,在环境化学的绪论部分讲解中国和当今世界面临环境问题时,不妨从环境哲学的视角来探讨环境化学蕴含的思政元素。通过展示20世纪70年代前后震惊世界的八大污染事件,引导学生认识当代环境问题的起源、中国的绿色发展战略以及环境化学的教学内容和研究任务。“人与自然和谐共处”的理念正是中国传统智慧的结晶。春秋战国时代就有了“天人关系”的争论;《礼记·中庸》中的“万物并育而不相害,道并行而不相悖”,体现着绿色发展的灵魂;习近平总书记在2018年博鳌亚洲论坛年会开幕式也提到“天行有常”“应之以治则吉”。[3]因此,古人的环境哲学思想对现当代人与环境的关系仍具有重要的现实指导意义。中国的绿色发展取得了举世瞩目的成就,例如库布齐沙漠不再是“死亡之海”,塞罕坝不再是“黄沙遮天日,飞鸟无栖树”,九曲黄河也不再是“万里沙”。当今中国社会的创新发展,也契合了世界各国人民要发展、要合作、要和平生活的时代潮流。我们既要创造富裕小康的生活,也要为子孙后代留下可持续发展的青山绿水。
(二)从生态环境视角
党的十八大以来,习近平总书记提出了“绿水青山就是金山银山”“良好生态环境是最普惠的民生福祉”“建设美丽中国”“生态兴则文明兴,生态衰则文明衰”等一系列攸关生态文明建设的重要论断。《高等学校课程思政建设指导纲要》也为课程思政教学内容设计给出了具体的指导。基于此,在“大气环境化学”和“绿色化学的基本原理与应用”部分的讲解中,采用“PM2.5”“酸雨”“海水酸化”“海绵城市”等案例;在“水环境化学”和“土壤环境化学”部分的讲解中,“富营养化”“海洋赤潮”“袁隆平的禾下乘凉梦”“植物秸秆利用”等案例,讲述如何利用环境化学等相关专业知识解决当下生态环境方面热点问题,深入挖掘相应的思政元素并对课程思政教学进行有针对性的设计,使思政元素有机地融入专业知识教学中,获得育人细无声的效果。
(三)从科研素养培养视角
研究生养成良好的科研素养可以使其更好地理解科学原理和方法,有利于建立正确的学术道德观,弘扬科学家精神和培育良好的科研习惯。[4]因此,在授课内容上不仅要符合教育部相关课程内容规定,还应大量地融入本学科最前沿的科研成果,让学生掌握最新知识。要改变目前视教材为圭臬的模式,注重课堂教学内容的前瞻性和学科交叉性,注重教学过程的科学性和引导性,从而激发学生的科研热情。目前减少碳排放、实现碳中和,是应对气候变化、实现人类可持续发展的重要举措,碳中和技术已成为国内外学术界和工业界的研发热点。温室气体排放所导致的环境问题已成为制约人类经济社会可持续发展的重要障碍,在讲授“温室效应”这部分课程内容时,可将“碳达峰、碳中和”相关内容讲授给学生。近年来,将CO2转化为燃料和高附加值化学品成为国内外的研究热点。该过程可将可再生能源通过与CO2的高效转化以化学能的形式储存在易于运输的燃料和化学品中,为“碳达峰、碳中和”战略提供了高质量科技支撑。为此,中国科学院低碳转化科学与工程重点实验室孙予罕研究员和高鹏研究员团队在新型钴铁合金催化材料助力碳中性航空燃料合成方面取得新进展。[5]可通过讲好新时代积极推进“双碳”的中国故事, 彰显负责任大国的使命与担当,引导学生做勇于担当的青年一代。
(四)从历史发展视角
人类社会已经历三大文明形态,即原始文明、农业文明和工业文明,现在正在向第四种文明形态——生态文明过渡。从人类发展的历史进程看,不同时期的农业文明孕育着不同的发展思维,大体上经历了“六品”引领的迭代思维,即温饱思维、小康思维、丰裕思维、健康思维、味道思维和生态思维。2023年中央农村工作会议指出:“要树立大农业观、大食物观,农林牧渔并举,构建多元化食物供给体系。”在“水环境化学”“土壤环境化学”和“污染生态化学”等部分授课中,通过“乡村振兴”“大食物观”“生态循环农业”“微塑料”“绿色农药”“有机肥料”“可降解塑料”“CO2人工合成淀粉”等案例传达科技的进步力量。[6]在人类即将进入生态文明的新时代,要在热爱自然、尊重生命、优化环境的基础上,树立好未来经济发展的生态文明思维新标杆。
三、多维视角下“思政教育”融入研究生培养的实践
(一)关注最新研究成果,瞄准环境化学学科前沿
环境化学的未来发展方向包括:开发新型环保材料、探索新型环保能源、研究环境污染控制技术、探索环境化学在精细化学品合成中的应用等。在教学过程中,以强化专业知识为基础,以开阔学术视野为导向,瞄准环境相关热点问题,如全球气候变化、臭氧层破坏、土壤退化、水体富营养化、纳米材料的毒性危害等等,介绍最新成果及发展动向。例如以Science Advances报道的微塑料与帕金森病风险相关性问题为例,[7]说明微塑料潜在的巨大危害性;用毛乌素沙漠的“治沙奇迹”讲解土壤退化治理的研究进展,等等。通过实例启迪以期达到提高学生分析问题、解决问题能力的目的。
(二)关注化学污染物在环境介质中的复合污染
本课程要以复合污染的类型、特点、表现形式、指标体系和形成机制为重点教学内容,展示多个对生态系统和人类健康产生影响的复合污染案例。因为自然环境是由多个介质组成的复杂体系,环境污染多数是由多种污染物组成的复合体系污染。而污染对生态系统的效应,实质上是多种污染物及自然存在物质相互作用后产生的长周期综合效应。因此,无论是阐明污染物的环境行为,还是寻求环境污染防控技术,都将涉及多元复合体系的多介质环境问题。例如,蚱蜢跳效应、新污染物、有毒污染物相互作用等,[8]都需要利用人工智能技术对数据进行挖掘、分析,以揭示污染物之间的交互作用及其对生态系统和人类健康的影响。
(三)注重环境化学的研究手段创新
AIGC(Artificial Intelligence Generated Content / AI-Generated Content)技术的发展为教育教学的创新发展提供了可能。例如,通过分析大量的数据,AI不仅可以帮助人们发现新型环境污染物,预测它们的行为和风险以及设计合理的检测和降解方法,还有助于理解发生环境中的各种化学反应,以探索其干预机制。通过AIGC生成有趣和有启发性的图像和文本,为学生模拟平时生活接触不到的特定场景,以揭示污染物的迁移转化机制和趋势,帮助环境化学的理论知识的传播,激发大家对环境保护的热情和责任。例如,南方科技大学郑一教授团队,利用机器学习方法建立了全球精度最高的农田氨排放数据集。[9]该成果揭示了三大粮食作物(水稻、小麦和玉米)农田氨排放的驱动因素和全球格局,评估了因地制宜优化农田肥料管理的减氨潜力。可以借此鼓励学生借助人工智能的优势,最终实现“学会学习”。
(四)注重环境化学教学方法的改进
环境化学授课与考核的多元化改革与探索,不单是知识传授,而是科技能力传授的过程。环境化学课程在构建课程内容体系时遵循“由浅入深”原则,每个部分按照现状与挑战、最新进展、前沿研究及未来趋势等,将环境分析技术、环境生物学、环境毒理学和污染生态学等课程有机衔接,让学生结合雾霾、复合污染、全球气候变化和生态安全等热点问题,通过实例来分析问题的成因、机制和危害,提出污染控制措施。
总之,在课程设计中,结合课程内容划分成三类思政模块:一是专业热情、专业认同感、自豪感和使命感;二是家国意识和家国情怀;三是可持续发展、生态文明建设理念和人类命运共同体理念。在授课过程中,围绕大的思政要点层层递进,深入浅出,在完成专业内容学习的同时,提高并完善思想体系建设。教学内容中除了更新一些新理论和技术外,还会推荐学生去阅读一些经典的高水平研究成果,比如Applied Catalysis B-environmental, Environmental Chemistry Letters, Environmental Science amp; Technology等。将教与学有机结合,实现了教学相长和师生互动,培养了学生分析问题和解决问题的能力。
四、结语
环境化学课程思政从四个视角阐明了“思政教育”融入研究生培养的策略,建立了思政融入环境化学教学的方法体系,是新时代背景下加强专业学习和素养提升的新尝试,体现了思政元素与专业知识衔接的科研能力传授过程,厚植家国情怀,引导学生树立正确的价值观,养成创新思考的习惯。在授课过程中,通过思政要素融入,层层递进,深入浅出,有利于使学生形成宏观理念,不断推进课程思政思想体系建设。
参考文献:
[1] 教育部关于深入推进学术学位与专业学位研究生教育分类发展的意见[EB/OL]. (2023-11-30)[2024-11-26]. http://www.moe.gov.cn/srcsite/A22/moe_826/202312/t20231218_1095043.html
[2] 郭智臣. 我国首创无氯氟聚氨酯化学发泡剂启动项目实施[J]. 化学推进剂与高分子材料,2017,15(03):61.
[3] 习近平在博鳌亚洲论坛2018年年会开幕式上的主旨演讲(全文)[EB/OL]. (2018-04-10)[2024-11-26]. https://www.gov.cn/xinwen/2018-04/10/content_5281303.htm.
[4] 逄红梅,陶启坤,康洁. 新时代研究生课程思政建设难点与突破路径[J]. 研究生教育研究,2022(03):61-67.
[5] Zhang L, Dang Y R, Zhou X H,et al. Direct conversion of CO2 to a jet fuel over CoFe alloy catalysts[J]. The Innovation,2021,2(04):10170.
[6] Cai T,Sun H B,Qiao J,et al. Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide[J]. Science,2021,373(6562):1523-1527.
[7] Liu Z Y, Arpine S, Addison M D,et al. Anionic nanoplastic contaminants promote Parkinson’s disease–associated α-synuclein aggregation[J]. Science Advances,2023,9(46):1-20.
[8] An Q Y, Zhou T, Wen C, et al. The effects of microplastics on heavy metals bioavailability in soils:a meta-analysis[J]. Journal of Hazardous Materials,2023(460):132369.
[9] Xu P,Li G,Zheng Y, et al. Fertilizer management for global ammonia emission reduction[J]. Nature,2024(626):792-798.
(责任编辑:陈华康)
基金项目:2020年临沂大学研究生教育质量提升工程项目“多维视角下‘思政教育’融入化学硕士研究生培养的策略探索”(项目编号:2020-SZ15);2019年山东省研究生教育教学改革研究项目“化学学科硕士研究生教育质量保障体系的改革与实践”(项目编号:SDYJG19209)。
作者简介:宋瑞媛(1997—),女,硕士,西北师范大学教育技术学院助教,研究方向为现代教育技术;刘晓泓(1970—),女,硕士,临沂大学化学化工学院副教授,研究方向为化学教育技术;宋兴良(1968—),男,博士,临沂大学化学化工学院教授,研究方向为化学教育。