学科交叉课程思政教学探索与实践
2025-02-13崔莉余圆圆张颖王平
摘" 要:纺织生物技术是轻化工程专业教学计划中的一门专业自主课程,面向纺织行业“绿色发展”的刚性要求,该课程在复合型创新型纺织专业人才培养体系中具有重要地位。为有效贯彻落实高等教育“立德树人”的根本任务,实现“课程育人”目标,该文结合纺织生物技术课程特色,科学设定教学目标,深入挖掘思政元素,并通过合理运用教学方法和手段,将课程思政教育有机融入教学全过程,实现课程育人目标的同时推动卓越育人。
关键词:课程思政;绿色发展;学科交叉;纺织生物技术;纺织行业
中图分类号:G642" " " 文献标志码:A" " " " " 文章编号:2096-000X(2025)05-0124-05
Abstract: Textile Biotechnology is a professional independent course in the teaching plan of light chemical engineering major. This course plays an important role in the education training system of compound innovative textile professionals to meet the crucial demand of \"green development\" of textile industry. In order to effectively implement the fundamental task of \"cultivating morality and talents\" in higher education and realize the goal of \"curriculum education\", this paper combines the characteristics of the course of \"textile biotechnology\", sets up the teaching objectives scientifically, explores the ideological and political elements deeply, and integrates ideological and political education into the whole teaching process organically through rational use of teaching methods and means to achieve the goal of curriculum education while promoting excellence education.
Keywords: ideological and political curriculum; green development; interdisciplinary course; Textile Biotechnology; textile major
党的十八大提出“立德树人是教育的根本任务”。课程思政是通过深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育元素,发挥课程蕴含的思想政治教育功能,是落实立德树人根本任务的关键环节。2020年5月,教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》,为把思想政治教育贯穿人才培养体系,全面推进高校课程思政建设提供指导。根据学科和课程特点,挖掘思政元素,并将思想政治教育元素有效地融入专业课程中,潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响,是各门课程建设的必然趋势。
纺织工业是我国国民经济的重要支柱产业。然而,传统的纺织印染工业对环境的污染问题日益突显,成为制约我国纺织业发展的“瓶颈”,绿色转型已成为纺织产业发展的刚性要求。生物技术加工过程作用条件温和、高效及无污染,可以应用于纺织材料的前处理、印染及后整理加工,是一种生态染整加工技术,被认为是传统纺织化学加工最佳的替代发展方向。由此,江南大学充分利用江南大学(简称“我校”)优势学科生物工程与纺织工程的发展和交叉融合,于国内最先开设了针对轻化工程专业本科生的能力拓展课程——纺织生物技术。在课程思政提出后,我们对纺织生物技术的思政元素、教学内容、教学方法及设计等进行了一些初步的改革和探索。该课程虽然本身蕴含着大量的思政元素,但是因授课内容具有客观性、规律性和应用性较强的特点,因此需要巧妙融合思政教育与知识传授,拓展课程思政主题的广度、深度和温度,从而激发学生学习本课程相关知识点的主动性,强化学生清洁生产的意识,促进行业转型升级,立志为国家富强而奋斗的理想。
本文从纺织学科跨专业多领域发展的重大需求出发,结合纺织生物技术课程的特色和优势,科学设定课程培养目标、深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵、精心设计构建教学环节,打造内涵丰富、形式多样的纺织生物技术课程思政教学体系。
一" 纺织生物技术课程介绍
纺织生物技术是轻化工程专业教学计划中的一门专业自主课程,共32学时、2学分,在纺织学科创新型复合型技术专业人才培养体系中具有重要地位。该课程基于先修的有机化学、高分子化学与物理等内容,以生物技术原理为基础,结合纺织材料的印染加工和功能改性,系统介绍纺织生物技术的应用现状和发展,是纺织学科课程体系中最具有学科交叉融合特点的一门课程。课程内容主要包含纺织用酶的酶学基础知识和纺织材料的生物法加工两个方面。酶学基础部分是从酶的概念、特点、结构、作用原理等基础知识出发,分析酶催化作用原理和纺织材料加工特点之间的联系,使学生了解国内外纺织酶制剂的生产技术以及酶复配的方法,培养学生注重学科交叉和理论联系实际的能力;生物法加工部分是从纺织品加工的流程和工艺出发,要求学生掌握生物酶在纺织品加工中的各道工序,包括纺织纤维的制备,纺织材料的前处理、染色、后整理等作用,了解基于酶作用的纺织品各加工工序所体现的环境保护和社会可持续发展的重要意义;掌握生物酶处理过程的各参数的影响机制,结合对产品性能的表征和质量的评定,优化与控制生物处理过程中的参数,培养学生理论联系实际,运用工程思维分析问题、解决问题的能力。
二" 课程培养目标的设计
教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》中指出,“要根据不同学科专业的特色和优势,深入研究不同专业的育人目标”“要注重强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当”。为了贯彻《高等学校课程思政建设指导纲要》的要求,同时结合我校纺织科学与工程学院本科专业人才培养方案,重新凝练纺织生物技术课程的教学和课程思政目标。在以往了解纺织生物技术发展历史、掌握生物酶催化原理和酶催化作用原理及纺织材料加工特点之间的关系的基础上,增设课程思政教学目标,以落实“立德树人”的根本任务。主要包括:①通过讨论我国纺织酶制剂开发及生产、纺织生物技术的发展历史和有关产品和工艺的研究过程,激发学生对专业知识学习的兴趣,提高学生对本专业的认同感。从思想上帮助学生树立正确的价值观,确立科学高尚的人生追求,形成积极进取的人生态度,增强民族自信心和民族自豪感,在知识传授中实现价值引领。②通过了解前辈们和研究人员在研究纺织生物技术过程中如何思考、如何解决问题,帮助学生建立科学的分析问题、解决问题的能力,和勇于克服困难,承担行业发展重任的精神;增强学生运用辩证唯物主义和历史唯物主义认识世界和改造世界的能力,帮助学生实现人生价值。③通过分析国内外在纺织生物技术领域的差距和纺织生物技术对纺织染整行业绿色可持续发展的重要性,把国家生态文明建设、制造强国和社会主义核心价值观教育融入课程教学内容和教学全过程各环节,强化学生清洁生产意识,绿色环保理念,帮助学生树立为纺织行业绿色可持续发展,促进行业转型升级,立志为国家富强而奋斗的理想。通过推进课程教学目标和课程思政教学目标的同向同行,促进课程培养目标的整体构建,实现课程育人的总目标。课程培养目标的结构示意图如图1所示。
三" 课程思政要素凝练与规划
纺织生物技术课程具有鲜明的学科交叉特点,课程本身蕴含着丰富的思政元素。根据我校本科生培养计划和学生的知识结构与基础,在实际执行中需对思政映射点进行适宜的规划与整合,制定既符合课程思政教学目标,又突出核心要点的规划部署。在32学时的理论课学习中,我们选取4个思政映射点,着重设计与整合,丰富形式与内容,以激发学生的情感共鸣。
(一)" 家国情怀
纺织生物技术在纺织工业中的应用日渐广泛,已成为国内外改造传统纺织产业、促进纺织产业发展的重要支撑。在生物酶发展过程中,我国从1965年开始应用枯草芽孢杆菌BF-7658生产α-淀粉酶,当时仅无锡酶制厂独家生产,年产量为10.22 t。现在国内生产酶制剂的厂家已发展到上千家,总产量上万t;同时我校利用优势学科生物工程和纺织工程的交叉融合,在纺织用果胶酶、角质酶、过氧化氢酶、谷氨酰胺转氨酶等研发和应用领域取得了重大的科研成就和突破。借此以身边的事例使学生感受到生物技术的应用和发展就发生在自己身边,通过了解前辈科学家刻苦钻研,勇攀高峰和我国劳动人民的勤劳与智慧,激发学生的民族自豪感和自信心,激发学生爱国爱校的情怀。
(二)" 职业素养
纺织品的染整加工到目前为止主要还是采用传统的化学方法,存在消耗大量水资源、产生大量污水、损伤纺织品质量、增加纺织品上有害有毒物质残留等一系列弊端,这些弊端严重制约了我国纺织工业健康、快速和持续发展。虽然纺织生物技术已成为国内外改造传统纺织产业、促进纺织产业发展的重要支撑,但是纺织生物技术的发展仍存在一些问题,包括:得到工业化应用的纺织酶的种类少、工业化应用工序还不多、纤维品种适用性局限(主要用于天然纤维)、纺织酶制剂国产化水平低,质量不如国外公司等。由上述讲解引导帮助学生明确未来肩负的责任,激发学生对于专业课程的兴趣,注重多学科交叉与知识的融会贯通,坚定职业理想。
(三)" 科学精神
酶是具有催化活性的生物大分子,具有高度柔韧的动态分子构象,在与底物的结合过程中,酶的活性中心由底物分子诱导发生构象变化,通过“诱导契合”形成酶-底物络合物,从而催化同一化学反应的正逆方向。基于酶的催化机理以及纺织品加工中酶作用的纤维的性质、结构和组成,往往在实际应用中存在着很多矛盾。如酶催化的高效性与棉织物酶精练效果不高之间的矛盾;蛋白酶水解角蛋白获得毛织物防毡缩性与纤维强力损伤无法平衡的矛盾;沤麻是多种酶共同作用的结果,因此单一酶种之间必须协同增效等。由此帮助学生理解相互包容、和谐相处的思想,引导学生用辩证和科学的眼光看待酶对纤维材料的改性,认识矛盾普遍性的规律,从认识论、方法论和实践论的角度来把握生物技术发展理念的本质属性,培养学生解决问题和矛盾的能力,崇尚科学理性树立科学精神。
(四)" 法治意识
针对目前市场上存在的为数不少的以多种助剂的混合物冒充为精练酶欺骗用户的现象,从酶的催化特征和应用条件入手进行课堂讨论,引导学生正确运用科学技术、树立法治意识和正确的科学观,坚定职业理想,建立学术道德诚信。
四" 课程思政映射与融入点
专业课程是课程思政建设的基本载体。只有深入梳理教学内容、挖掘思政元素,让思政元素和专业知识相互映射、融合、扩散,既凸显知识性、又彰显价值性,才能达到立德树人的目的。在本课程的教学过程中,结合纺织生物技术的专业知识教学内容,充分解读国家出台的相关政策,结合我国和我校在纺织生物技术方面取得的成果,以加深学生对理论知识的理解、增强学生的专业认同感、提升学生的民族自豪感为目标,深度挖掘提炼课程中所蕴含的思想价值和精神内涵,建立纺织生物技术课程思政案例库(表1)。课程蕴含的思政元素要点包括:①通过介绍生物技术和纺织生物技术的发展历史,使学生了解前辈科学家刻苦钻研,勇攀高峰和我国劳动人民的勤劳与智慧,增强民族自豪感和自信心,培养学生面对困难勇于挑战,不屈不挠的精神。②针对生物技术的特点和纺织行业发展面临的问题进行分析,引导学生充分理解生物技术对纺织工业发展的影响,提高学生的社会责任感,培养学生纺织清洁化生产的使命感。③通过对生物酶理论知识的学习,使学生认识矛盾普遍性的规律,从认识论、方法论和实践论的角度来把握生物技术发展理念的本质属性,培养学生解决问题和矛盾的能力。
五" 课程思政的教学设计示例
与思政课程相比,课程思政是要在专业课程中巧妙地融入思政元素,达到润物细无声,而非生硬嵌入。纺织生物技术课程的性质和教学目标需要该课程的教学内容既具有系统性又具有开拓性。长期以来该课程虽一直采用多媒体教学模式, 但课件内容多为文字表述,在“教”与“学”的过程中,仍是以“教师讲、学生听”为主。针对纺织生物技术课程的特点,我们将课程确立的思政目标及各章节对应的课程思政维度相对应,充分挖掘课程知识内隐的思政内涵,从多方面入手将思政教育有机融入课程教学,激发学生积极思考,调动学生学习的主动性。以“酶在精练中的应用”一节教学内容为例说明,课堂教学设计方案如图2所示。
(一)" 知识点回顾
首先以互动提问式回顾与该节内容衔接的知识点。使学生再次理解以去除纤维共生杂质为目的的棉精炼工艺的重要性,传统的化学精炼法所带来的高污染、高能耗、高排放的问题,严重限制了纺织工业的发展,绿色转型已成为纺织产业发展的刚性要求,而生物酶精练是传统纺织化学加工最佳的替代发展方向。由此引导介入思政元素,帮助学生明确未来肩负的责任,树立纺织清洁化生产的使命感。
(二)" 知识点讲解
通过老师的讲授,使学生理解生物酶精练具有的优点和存在的问题。酶精练相对于化学法精练,可以全面提升棉制品的处理效果,对环境、操作人员及设备无害,缩短加工时间,降低综合成本。但是,由于酶分子的结构特点和催化特性,同时由于酶作用的底物纤维分子变形困难,不利于酶分子向有利于催化的形式变形,酶分子只能在纤维外侧作用,转化效率较低。因此在酶的应用中存在酶本身的高催化效率和实际精炼效果较差之间的矛盾。如何解决这个矛盾?可以通过酶的复配以及酶分子结构改造这两个途径提高酶精练的效率。由此使学生理解相互包容、和谐相处的思想;认识矛盾普遍性和特殊性的辩证关系,从认识论、方法论和实践论的角度把握生物技术发展理念的本质属性,培养学生解决问题和矛盾的能力。
(三)" 知识点讨论
针对酶精练的科研发展动态,鼓励学生通过资料查阅、PPT制作并进行课堂讲解,教师对介绍内容进行点评,并组织学生提问讨论,激发学生积极思考。学生在这种师生互动的教学方式中,由被动接受变为了主动学习,充分发挥学生的查阅文献能力、口头表达能力以及分析问题解决问题的能力。在提问与回答中,学生思维得到启示,教师也能够获得一些有启发性的研究灵感,活跃了课堂气氛。同时通过讨论,学生了解我校在角质酶基因工程菌构建成功的基础上,对耐热角质酶进行分子改造,并通过发酵调控,获得高活力、高稳定性、宽适用条件、高催化效率的生物精练酶制剂,提高其对棉纤维精练的催化效率和处理效果,酶活表达量达到国际领先水平,成果打破国外酶制剂公司垄断,推动了国产纺织酶的市场应用。由此使学生感受到纺织生物技术的应用和发展就在身边,从而增强民族自豪感和自信心,培养学生自然科学严谨的精神和面对困难不屈不挠的精神;激发学生热爱本专业和学校,强化学生对于未来职业生涯的信心,更好地理解学习的价值,激发献身科学的热情。
六" 结束语
课程思政教育改革的实施需要基于专业课程的特点,统筹规划,不仅通过思政元素凝练、思政案例分析、思政元素融入以强化课程内涵,还要通过思政重组课程体系、思政指导优化教学内容、思政指导教学手段多元化以增强教学实效,在知识传授与价值引领的统一中让思政教育更有力度。以纺织生物技术课程为载体实施课程思政,培养出具有“工匠精神”的新工科人才。
参考文献:
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基金项目:2021年中国纺织工业联合会高等教育教改项目“轻化工程与生物技术学科交融为导向的创新型人才培养模式探究与实践”(2021BKJGLX217);2021年江南大学本科教学改革研究项目“本科教学中跨学科课程的教学改革与实践探索——以《纺织生物技术》课程为例”(JG2021167);2021年江南大学纺织科学与工程学院课程思政项目“《纺织生物技术》”(无编号)
第一作者简介:崔莉(1972-),女,汉族,山西长治人,博士,副教授,硕士研究生导师。研究方向为纺织生物技术。