1 引言
随着全球环境问题带来的一系列的后果,环境污染问题对人类健康、社会经济和生态环境的危害和威胁越来越具象化,对环境的保护和对污染的控制越来越受到人们的重视和关注。环境工程专业作为培养环境保护及相关领域从事教育、研究与开发、工程设计、咨询和管理等工作的高素质专门人才[1]的专业设置,在解决环境危机、促进可持续发展方面正在和即将发挥重要作用。我国正加速推进生态文明建设,2024年7月18日中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》[2]提出:“中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化。必须完善生态文明制度体系,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,积极应对气候变化,加快完善落实绿水青山就是金山银山理念的体制机制。”在此背景下,对环境工程专业人才的需求和培养更加重视,因此,本文提出产教研创思智(PERIII)六个维度在环境工程类专业课程中的融入,以求实现基础理论知识与产业产出、科学研究、工程实践的有机结合,提升创新思维、研究精神、工程意识、家国情怀、责任担当和解决实际问题的能力。
2 产教研创思智六维内涵
在环境工程课程建设和展开中,引入“产教研创思智”的六维思考(图1),这六个方面有机融合,相互关联相互支撑的。以下将对这六个维度在环境工程类课程中的内涵和应用分别展开。
图1 “产教研创思智”的六维思考框架
2.1 产(Production)——产出导向产业对接
环境工程类课程建设中,以产出为导向,与产业进行紧密对接,不仅可以帮助学生掌握环境工程领域的常用技术和常见工程问题和解决思路,提升学生对实际遇到的相关环境工程问题的分析能力和解决能力,还能促进专业培养和教育过程与产业需求的紧密契合,培养更为符合行业需求和引领行业发展的高素质人才。主要的方法有:
建立校企合作平台,加强与环保企业或其他企业环保车间(或环保部门)的沟通与合作,建立实践实习基地,进行项目合作或实习合作,通过参与项目、实习实训以及参观观摩等形式,让学生深入到产业产出的一线,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,使学生能够接触到真实的工作环境氛围,产生直观感受。
教学团队多师供养,增加人员协作,邀请企业专家、技术人员担任课程的行业导师和工程导师,参与课程内容建设,参与课堂教学,指导学生实践。非专职教师能够带来行业企业实际生产中的丰富的实践经验、见解,可为学生提供更多营养,有助于提升学生的实践能力、工程意识和职业素养。
加强沟通和咨询,通过定期的行业调研、专家咨询等方式,在目前双碳背景和超低排放需求的前提下,深入了解环境工程领域相关的行业现状、行业标准、职业要求、最新动态和技术发展趋势,可以有效确保课程内容的时效性和实用性。
2.2 教(Education)——教学增智教学筑基
基于“教学增智教学筑基”这一目的,立足于“以学生为中心”的理念,通过拓展教学思路,进行教学改革,这并不是完全摒弃传统教学教学模式,而是各取所长,通过引入案例项目教学、翻转课堂教学等方法,结合拓展实验、实习等更多实践教学,推进学生主导、学生体验、多元评价的教学思路,详细分析如下:
推动学生内驱力,推动学生主导型学习,通过引入翻转课堂模式、混合式教学模式等,让学生在课前通过相关视频、文献资料、法规标准等基础材料进行自主学习,课堂时间则用于深度理解、展开讨论、设计计算等,鼓励学生自主学习和合作学习。
增强学生体验感,结合“产”、“研”维度,引入实际案例、科研题目和工程项目等,让学生参与到实际合作项目课题中,参与真实环境工程问题和热点的调查研究,分析讨论治理方案设计,这样不仅能做到跟踪环境工程领域的最新研究成果和技术进展,及时更新教学内容,还能实现理论与实践的深度融合。在实验实习的基础上,结合后面“智”维度的智慧教育、仿真教育、信息教育平台等,使课程体系更加直观,激发学生的学习兴趣和主动性。
建立多元化的评价体系,按照时间来说,评价可以包括过程性评价和终结性评价;按照对象来说,评价可以包括教师评价、行业导师工程导师评价、学生评价;按照内容来说,评价可以包括课内知识、实验实践、课外活动等。由此,建立起可以覆盖全周期多角度的评价方式,可以更为全面反映学生的学习情况。
2.3 研(Research)——科研融入科教互促
在环境工程专业课程建设和开展中,将科研活动、科研成果有效融入,通过将目前全球范围生态环境问题的跟踪调查和研究、以及我国在碳达峰碳中和方面的研究等最新研究内容融入到环境工程课程中,转化为教学案例,丰富教学资源,使抽象的理论具象化立体化;通过开展科研讲座和专家讲坛,以最新科研成果拓宽学生视野。这不仅能够激发学生对环境工程专业知识的探索,激发学生对科研活动的兴趣,提升创新思维和科研能力,还能加速相关的科研成果向教学内容的转化,实现科研与教学互相促进,使教学内容保持前沿性和时代性。这一点在双碳目标和超低排放背景下,对面临更高要求的环境工程专业尤为重要。
科研题目与课程项目融通互促,通过建立科研引入模式和相关鼓励政策,比如建立科研工作坊或者科研训练营的方法,在教师指导下让学生参与真实或模拟的科研项目,通过文献调研、方案设计、实验操作和数据分析等环节,促进学生主动思考,锻炼动手能力和实操能力,加深对课程体系理论知识的理解、掌握和运用。通过这些措施,可以有效促进环境工程专业课程中的科研与教学相互融合、相互促进,培养更多具备创新精神和实践能力的高素质环保人才。
2.4 创(Innovation)——创业激励创新驱动
深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要,是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措[3]。在环境工程类课程建设和展开中,创业激励创新驱动不仅为当下的课程学习建立良好回馈,还为学生未来毕业后求职和工作打下基础。
鼓励开设创新创业讲座,或在课程内增加创新创业的内容,邀请环境工程领域成功的创业者、投资人等行业专家为学生传业解惑,邀请毕业学生传授经验,形成创新创业在专业体系和课程体系内的传承;在课程中设置创新环节如设计性实验、课程实践设计环节、开创性比赛环节等激发学生的创新思维,引导学生关注环境工程领域的前沿技术和热点问题,鼓励学生提出自己的思路和方案。鼓励学生参与社会实践活动和志愿服务活动将所学知识应用于解决实际问题中。
鼓励学生参加创新大赛创业大赛等活动,鼓励学生自主思考课题或者在教师指导下选题。目前已经有很多学校将创新创业实践纳入学分管理体系,对参与创新创业项目、竞赛获奖的学生给予了相应的学分奖励[4]。我校环境工程专业在烟气污染物超低排放技术、碳捕集与碳减排技术、重金属污染控制技术以及挥发性有机污染物减排与回收利用技术等科技前沿领域,鼓励引导大学生创新创业,激发学生的创新精神和创业能力,结合大学生科技竞赛的契机,学生参与了大量科技创新实践项目,并获得多项省部级以上奖励,申请专利和发表论文均获得了显著的成效[5]。
2.5 思(Ideological & political education)——课程思政凝心铸魂
在环境工程专业的课程教学中多维浸润课程思政,是基于立德树人根本任务,承担好育人责任,在对学生传授学生环境工程专业知识与技能的基础上,凝心铸魂,弘扬家国情怀,提升社会责任感,引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。
环境工程专业课程体系中,无论是从体系设置、教材建设、课件建设等,还是从实验、实习、课程设计、毕业设计等环节,均注重环境伦理、环境意识与可持续发展观念的培养,贯彻生态文明建设,注重职业认同感的培养,以及包括教学环节设计、实践环节设计、志愿服务活动、宣传公益活动等,注重情怀、使命感和责任担当的提升。
在此基础上,针对具体的环境工程课程,环保背景是不容忽视的,因此在凸显环保底色的同时,还要广泛展开课程思政的探索,通过实际环境污染公害、控制过程产生思考,在环境工程的水污染、大气污染、固体废物污染、物理性污染等控制领域内寻找具有人格魅力和激励人心的科研工程典范和研发实例,实现课程思政与专业课程的同向共行[6, 7]。
2.6 智(Intelligence)——智慧教育AI增效
在目前信息技术时代的背景下,智慧信息AI赋能增效,是教育领域不容忽视的一个发展角度。在环境工程专业课程建设中引入智慧教育AI增效,可有助于提升教学质量与学习效率。2024年1月,上海举行的2024世界数字教育大会上,教育部部长在主旨演讲中提到,将实施人工智能赋能行动,促进智能技术与教育教学、科学研究深度融合[8]。
将多种信息技术手段应用于课程建设和课程展开中,利用在线慕课SPOC、虚拟仿真系统、智慧教室、在线学习平台、AI助教、知识图谱等方法,提供多种多样丰富多彩的教学手段,引入智能课程建设,结合学习通、课堂派等增加课堂互动,结合云计算、大数据等手段管理教学过程,资源共享,优化教学设计,进行个性化定制,达到因材施教具体情况具体分析,激发学生学习的内驱力和主动性。比如我校环境工程专业,针对环境工程领域的污染控制治理,开发出虚拟仿真实验平台,学生可以通过对整套污染控制流程和具体的分离技术场景进行沉浸式体验,比如烟气污染物减排与碳捕集3D虚拟仿真实验,学生有身临其境之感,对环境工程知识产生直观互动感受[5]。
3 结语
将涵盖了产出导向产业对接、教学增智教学筑基、科研融入科教互促、创业激励创新驱动、课程思政凝心铸魂、智慧教育AI增效的“产教研创思智”(PREIII)六维思考模式引入环境工程类课程建设中,强调教育与产业的深度融合,关注教学方法与教学手段的发展和改善,注重教学和科研的互相触发和互相促进,将创业创新引入课程体系和专业建设,鼓励学生勇于创新、敢于实践,注重课程思政立德树人,利用现代信息技术手段和智慧工具等引入课程体系,提升教学效果。
参考文献:
[1] 教育部高等学校教学指导委员会. 普通高等学校本科专业类教学质量国家标准下[M]. 北京: 高等教育出版社, 2018: 488-494.
[2] 新华社. 中共中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定[EB/OL]. https://www.gov.cn/zhengce/202407/content_6963770.htm?sid_for_share=80113_2, 2023.7.21.
[3] 中国政府网. 国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见[EB/OL]. https://www.gov.cn/gongbao/content/2015/content_2868465.htm, 2015.5.4.
[4] 教育部. 教育部对十二届全国人大四次会议第7724号建议的答复[EB/OL]. http://www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/xxgk_jyta/jyta_gaojiaosi/201611/t20161116_289002.html, 2016.10.14.
[5] 张盼, 齐立强, 付东等. 基于OBE理念的电力行业环境工程专业实践体系的构建与实施[J]. 广东化工, 2023, 50(6): 216-219.
[6] 陈岚, 齐立强, 郝润龙, 权宇珩. 有害气体控制工程课程思政建设思路[J]. 化工管理, 2023, 11: 22-27.
[7] 陈岚, 齐立强, 申鸿翼. “有害气体控制工程”的课程思政建设初步探讨[J]. 安徽化工, 2022, 48(2): 26-27, 187.
[8] 中华人民共和国教育部政府门户网站. 教育部部长: 将实施人工智能赋能行动,促进智能技术与教育教学、科学研究深度融合[EB/OL]. http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/2024/2024_zt02/mtbd/202402/t20240202_1114004.html, 2024.2.1.