“党建+课程思政”模式下实验类课程改革初探

张翔凌　冯坤　刘小英　程静　李翠华

［摘 要］在国家出台各项政策以推进课程思政建设的背景下，如何将思政元素融入工科专业课程教学值得深入探讨。水处理实验课程作为给排水科学与工程专业本科生的必修实验类课程，是培养学生创新能力和实践能力的重要环节。本文通过优化水处理实验课程教学内容、改革教学方法等，将新型的水处理理论与传统的实验教学相结合，积极探索如何将党建+课程思政融入该课程的教学过程中；在传授水处理实验知识的同时，塑造学生勇于创新、敢于实践的品质，从而达到“强艺育人”的课程思政目标。

［关键词］课程思政；水处理实验；理论与实践；教学改革

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）05-0082-04

中共中央办公厅和国务院办公厅于2019年8月印发了《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，明确提出要加强高校思想政治理论课的改革与创新，深入挖掘高校各学科专业课程中蕴含的思想政治教育资源，解决好各类课程与思政课相互配合的问题；充分发挥各类课程的育人功能，构建覆盖面广、类型丰富、层次递进、相互支撑的课程体系，使各类课程与思政课同向同行，形成协同效应[1]。“课程思政”的理念应运而生。课程思政是指高校各类课程要融入思想政治教育元素，在系统、科学地进行知识讲授的过程中，有意识地开展理论传播和思想引领，从而建立全新的课程体系，充分发挥其他课程与思想政治理论课的协同性，提高思想政治育人的实效性[2]。

“党建+”可以通过加强党建工作促进其他工作，以实现党建工作与其他工作的深度有机融合统一。“党建+课程思政”即通过加强党的建设助推课程思政建设，将党建与课程思政建设融合，实现“1+1>2”的育人效果。党建工作在其中发挥统领者、助推者和监督者的作用[2]。以课程思政为目标的教学改革，既是对教书育人教学本质的回归，更是对党领导下高等教育培养什么人、怎样培养人、为谁培养人等根本性问题的回应。

教育部于2020年印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》强调，要将学思结合、知行统一作为专业实验实践课程思政教学体系改革的主要任务，并注重增强学生的创新探索精神和解决问题的实践能力。水处理实验课程是我国高校给排水科学与工程专业的学位必修课程、重要的专业实验课，其教学目标是让学生在学习完本专业的核心课程水质工程学的基本内容后，通过一系列的相关实验操作，加深对水处理基础理论知识的理解。该课程开设的目的是解决目前大部分高校本专业学生存在的普遍问题，即理论知识薄弱、实践动手能力差等问题，让学生通过对基本原理的理解及对实验设计和操作的练习，将理论与实践相结合，提高动手能力以及解决实际工程问题的能力[3]。

在传统的课堂授课方法中，学生通常是被动接受知识，难以培养其创新意识与能力，无法满足创新型人才培养的要求；该方法已不适应当代教育和创新人才培养的要求[4]。为此，课题组对水处理实验课程的实验教学方法、教学内容以及人才培养模式开展了部分有益的改革与尝试，结合给排水科学与工程专业的特点，通过实验的方式使学生加深对水处理基础理论知识的理解；通过本实验课程的学习，掌握常规水处理实验的方案制定、步骤设计、操作方法及数据处理等相关知识，使学生具备初步的实验操作与科学研究的能力。同时，在教学过程中，将工程伦理学等思政教育融入其中，培养学生敢为人先的创新精神，致力于将学生培养成具有家国情怀和使命担当的科技人才。

一、基于“党建+课程思政”模式下水处理实验课程改革的建设思路

（一）紧扣课程思政元素融入点，优化课程内容

教学内容安排方面，以专业人才培养目标为指导，结合新工科建设特点，对教学内容进行调整、完善，着力提高学生的协调能力、创新意识、实践能力和综合素养；深入挖掘课程中的敬业、生态、环保、创新、绿色等思想政治元素，培养学生的社会主义核心价值观。

（二）根据人才培养需求，设计教学环节

在实验教学过程中，组织学生开展不同的实验项目，加深学生对理论课程的理解和掌握；鼓励学生发散思维、积极创新，培养学生解决实际水处理问题的能力，强化课程“立足环保，服务民生”的定位。

（三）针对教学内容改革教学方式，提高教学效果

将传统教学方法与在线教学的优势相互融合，采用线上、线下互为补充的混合式教学模式，并辅以案例库、微课等教学资源，通过多媒体的使用丰富教学内容和学习资源，多维度向学生传递课程内容，引导学生对所学知识主动加工与内化；优化考核方式，培养学生的主动学习意识和团队合作精神。

二、基于“党建+课程思政”模式下水处理实验课程改革的实施策略

（一）探索“党建+课程思政”建设路径

1.加强“党建+课程思政”教学工作

专业课教学不但要“授业”还需要“传道”，以落实立德树人的根本任务。专业教师在教学中需把握水处理实验与专业人才培养的内在关联，把专业育人同培养社会主义事业建设者和接班人结合起来，在专业知识体系的教学目标勘定、内容设计、课堂互动、师生交往、教学评估等具体环节中渗透价值教育，实现知识传授与价值引领同频共振。

同时，充分发挥党建工作在课程思政建设过程中的统筹协调作用，党员教师定期召开教学研讨会，主动了解并掌握思想政治教育的内容、动态、动向，针对专业课程所蕴含的思想政治教育内涵和要素展开深入讨论，并搭建融合给排水科学与工程专业主要课程的党建+思政教学资源共享平台。

2.挖掘思政元素

为使思政教育与专业教学更好地融合，需要挖掘专业学科中的思政元素，并將知识传授与价值引领统一。根据水处理实验课程涉及的内容，可以在教学过程中将专业知识与习近平生态文明思想、国家环境保护法律法规、国家生态环境污染治理攻坚等内容相结合，阐述当前我国生态文明建设的重要意义、主要途径和目标等，让学生了解我国水环境治理领域的概况，毕业后能主动投身于国家的水环境治理与保护工作中，树立为我国生态文明建设做贡献的信念。

同时，可根据不同的实验项目分别融入不同的思政教育内容：例如混凝实验、絮凝沉淀实验、滤料筛分实验、过滤与反冲洗实验等涉及给水处理方面的内容，课堂中可展示我国在该领域的发展历程，以及当前给水处理行业的新技术、新药剂、新工艺，让学生充分认识到水处理行业的重要性和历史使命，培养学生的社会责任感，使学生对行业未来的发展有全面的认识，以找准发展方向、提高使命意识；再如，对于水处理模型实验项目，可挑选有代表性的工程案例进行讲解，通过介绍突出的人物故事和制造细节，培养学生认真细致的工匠精神和求真务实的科学态度。

（二）优化现有教学内容

由于给排水科学与工程专业的实验课程具有内容众多、覆盖面广、实践性强等特点，易导致教学中难以体现重点、难点和实用性，而部分内容有重复等问题；同时，学生不仅需要提前掌握对应的技术原理及检测设备的使用方法，还要求学会设计实验方案、分析和处理实验数据[5]。因此，在实验内容的设计上，力求课程知识结构合理，并充分考虑本实验课程的特点，结合理论知识和工程实践来安排实验内容，组织实验教学。

1.实验课程框架的优化

水处理实验课程的实验教学内容，包括验证性、演示性、设计性和综合性4种实验类型。在实验项目的设置上，应更加注重设计性和综合性的实验项目；或者在原有验证性、演示性实验项目的基础上设置设计性环节，使学生在实验设计中具有一定的自由度，充分锻炼学生的团队协调能力及个人创新能力[5]。针对开放性实验的性质，可灵活设置完成时间，让学生能够自主地全身心投入实验项目中；鼓励学生在完成预定实验后自行设计实验，提高学生的探索欲望，从而真正提高学生的创新意识和创新能力。实验的结束并不意味着本次实验课程教学的完成。可先让学生就实验中所遇到的问题进行小组讨论，然后由教师引导发散思维，学生提出自己的见解，最后教师结合学生讨论的情况，对实验结果进行总结分析，把学生对问题的各种认识引导到正确的方向上。

同时，本实验课程的框架设计应既涵盖学生需掌握的给水处理及污水处理技术的基础理论知识，针对不同处理对象设置不同的实验内容，还要充分考虑到水处理技术中各工艺的相通性，避免实验内容重复，知识结构合理、实验内容设计得当有利于学生灵活运用所学水处理工艺到实际工程实践中。

2.实验项目设置的优化

水处理技术大致可分为给水处理技术和污水处理技术两大部分，水质工程学课程也分为给水工程和排水工程两部分，两者既有共通之处，又有不同之处。针对这一特点，课题组将水处理实验分为两大板块：一是给水处理实验，二是污水处理实验。针对常规自来水厂的基本工艺“混凝—沉淀—过滤—消毒”，给水实验包括混凝实验、絮凝沉淀实验、滤料筛分实验和过滤反冲洗实验等项目；针对常规二级污水处理厂采用的“活性污泥法生化处理方法”，污水处理实验包括清水充氧实验、活性污泥性能测定实验、成层沉淀实验及工业废水处理模型操作实验等项目。

另外，由于该实验课程的理论知识是建立在水质工程学课程基础之上，需要丰富的实验操作知识及物理、化学、生物实验基础，因此要求任课教师在熟悉给水处理技术和污水处理技术相关知识的同时，对专门的水处理实验书籍进行查阅，提前了解相应实验可能会出现的问题及解决方法，并对实验过程中涉及的各项具体操作清晰明了。教师的教研记录可以作为教学的第一手资料，在课堂上对实验教学内容进行分析讲解，帮助学生理解。

三、创新教学模式

实践教学是培养学生动手能力和创新能力的重要途径。作为一门实践性很强的专业课程，该课程的教学方式立足于傳统授课方式，通过实物运行录像放映、设备内部运行Flash动画播放、现场实验讲解与指导相结合的教学模式，扭转以往水处理理论教学与实验相对分离的二元化局面。尤其在开设水处理实验课程的时段选择上，尽量接近水质工程学课程的授课时间。另外，通过水质检测分析、给水净化处理、污（废）水处理等实验项目，让学生结合理论知识剖析实验现象，将理论知识传播与实验操作、发现问题、分析问题、解决问题耦合，激发学生参与实验的兴趣，培养学生的动手能力，并对学生日后进一步的科研工作起到示范作用。

（一）创新型人才培养的教学模式

在实验教学过程中，可组织学生开展不同水处理项目的系统性实验，根据水质情况的不同，选择不同的水处理实验设备、水处理方法，开展不同的水处理实验项目。学生可根据单项反复式的实验，对各实验进一步认识了解；并通过将实验数据整理成图形、表格并得出结论的方式，使学生整理数据、分析数据、绘制图表的能力得到提升。此外，可在演示性和验证性实验中融入设计性环节，为学生创造充分的自由发挥空间，培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。

如在给水处理的混凝实验中，教师有意识地增加不同混凝剂的种类以及同种混凝剂的不同浓度，在限定学生至少采用一种混凝剂的两个不同浓度进行两次混凝实验的基础上，鼓励学生自主选择不同种类、不同浓度的混凝剂进行多次实验，并通过让学生综合不同组的实验数据进行分析，建立混凝剂种类、混凝剂用量与除浊百分率之间的数学模型关系，具有较强的应用性，紧密贴近常规自来水厂的实际生产需求，使学生可以加深和灵活运用教材中学到的基础知识，掌握合理选择混凝剂种类、确定混凝剂最佳用量的实验方法。

（二）创新工程型人才培养的教学模式

教师有意识地在已有的实验项目基础上，鼓励学生发散思维、积极创新，将一些本领域尚未应用或尚未全面推广的新技术、新方法引入水处理实验课程教学中，激发学生创新的兴趣；同时注重对水处理实验中，各项测试指标及相关数据制成图形和数据表格的理论研究和工程应用能力的培养。

如在污水处理的成层沉淀实验中，教师增加了活性污泥的不同浓度梯度，设置了不同的成层沉淀时间，不同组别的学生采用不同浓度的活性污泥进行成层沉淀实验，而每一组又采用不同的沉淀时间。实验结束后，要求学生综合各组的实验数据，对不同浓度、不同时间所得到的污泥沉降高度进行计算，最终得到实验装置的固体通量，并由此进行二沉池的设计。通过该实验的操作，不仅使学生的综合实验操作、相互配合协同实验能力得以提高，而且将所得实验结果直接运用于工程设计，培养学生利用水处理实验解决实际水处理问题，并运用于工程实践的能力。

实践证明，采用这种创新型人才培养与工程型人才培养结合的教学模式取得了良好的教学效果，不仅改变了之前重理论轻实践的传统思想对实验教学模式的影响，而且让学生掌握了先进的专业知识和实验技能，真正运用不同层次的实验内容和实验形式构建多层面、立体化的水处理实验教学体系，对学生的实践创新能力培养发挥了重要作用。

四、 改进教学手段与考核方式

（一）教学手段的更新

充分利用网络、多媒体等技术开展实验教学，不但能减轻教师的工作强度，改善授课环境，又能使教学直观、简单明了，大大增强学生学习的信心和热情[6]，扭转了传统枯燥乏味的教学局面。通过利用多媒体方便快捷，网络课程信息量大、图文并茂的特点，可使学生更充分地理解实验教学内容。

课程建设和教学改革的关键是师资队伍的建设[7]；目前，水处理实验技术日新月异，这要求教师在课前通过各种现代化技术手段获取关于给水处理和污水处理的最新的信息，在学生动手实验操作前进行理论知识的学习与拓展，提高学生的学习与实验兴趣，并在实验中后期，鼓励学生创新与发展。

武汉理工大学给排水科学与工程专业的水处理实验课程分别在武汉理工大学校级精品资源共享课网站和武汉理工大学网络教学平台开设了专门的网页，以供本专业学生及其他一般用户浏览学习，两个网站互为补充，且可通过相应超链接进行切换。实践证明，网络教学大大提高了学生对本课程的学习兴趣与教学效果。

（二）考核方式的改革

目前，课题组对本实验课程采取的考评方式是现场实验操作、提交实验报告和课程网站运用情况三者结合的模式，具体的考核标准为：提交的实验报告（含实验前预习，实验数据记录、整理与处理，实验结果的分析与结论）成绩占50%、现场实验操作表现成绩占30%，网络运用（含登录、在线情况，网页浏览成绩，提问与答疑情况等）成绩占20%。同时，为使学生牢牢掌握实验的操作方法和重点，实验前，要求学生提前预习实验指导书，登录网站观看实验操作视频；实验过程中，考察学生对操作技能和方案设计的掌握情况，让学生自己发现问题并加以纠正，培养学生刻苦钻研的工匠精神和勇于承担的责任感；实验结束后，要求学生及时整理数据、分析结果，做到温故而知新。另外，通过设置“小组专题研讨”环节，全过程评价与培养学生在水处理实验课程中的创新实践、综述思辨、团队协作、管理和可视化汇报等综合能力。

五、结语

水处理实验课程是未来从事水处理行业的工程与科研人员的实践课程。该课程的开设有助于提高学生的实践能力、创新意识和创新能力，培养社会所需要的技术人才。课题组希望在传统的实验授课方式基础上，通过引入“党建+课程思政”，对该课程的教学改革进行新的尝试，并借助新媒体技术和网络资源，着力培养学生的创新能力与工程思维，为提高本专业的实践教学质量和教学水平奠定坚实的基础；同时，将“党建+课程思政”理念融入课程教学改革，以期实现与“课程思政”的同向同行，培育出一批有坚定政治立场、有理想信念、有正确价值观的德才兼备型专业人才，并为相关工科专业实验类课程的教学改革提供参考。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 中共中央办公厅，国務院办公厅.关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见[Z].北京：人民出版社，2019.

[2] 陈海舰.高校“党建+课程思政”育人模式的实施路径[J].船舶职业教育，2021，9（2）：9-11.

[3] 李芳芳，张芳，江娟，等.浅谈水处理实验教学[J].科教导刊（上旬刊），2016，265（13）：110-111.

[4] 盛力，刘涛，沈洪，等.以能力培养为核心的水处理实验教学体系建设[J].实验室研究与探索，2012，31（10）：115-118.

[5] 王伟，王科，苏馈足，等.《水处理工程实验技术》课程教学改革初探[J].实验科学与技术，2014，12（3）：118-119.

[6] 刘金昌.水处理实验教学改革初探[J].才智，2012（32）：216.

[7] 钱森和，杨超英，薛正莲，等.提高生物技术专业生物统计学教学效果的几点体会[J].安徽农学通报（上半月刊），2016，16（23）：192-193.

［责任编辑：黄紧德］