刘文如，王建芳

（1.苏州科技大学天平学院 环境工程系，江苏 苏州 215009；2.苏州科技大学 环境科学与工程学院，江苏 苏州 215009）

大学新工科建设以及工程教育专业认证，是推进我国工程教育高质量发展工作的重要举措，对于我国从工程教育大国走向工程教育强国具有重要意义［1］。在新工科建设和工程教育认证大背景下，各高校积极落实“学生中心、结果导向、持续改进”的教育理念，重点围绕培养工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才，开展系列教学改革与探索实践［2］。

苏州科技大学环境工程专业作为典型的工科专业，以培养具有创新精神和解决复杂环境工程问题能力的应用型高级环境保护工程技术人才为核心目标。“水污染控制工程综合实验”作为环境工程专业代表性的实践课程，要求学生综合运用专业理论知识，通过科学实验，探索实际环境问题的解决方案或途径，是最具理论联系实际、学以致用特征的一门课程［3］。通过学习该课程，使学生理论联系实际，培养学生观察问题、分析问题和解决问题的综合能力，引导学生进行积极探索、勇于创新和进行团队协作［4］。本文以苏州科技大学环境工程专业“水污染控制工程综合实验”课为例，探讨在新工科建设和工程教育背景下，如何开展以提高学生解决复杂工程问题能力和创新能力为目标的环境工程专业实践教学环节的教学改革。

一、“水污染控制工程综合实验”课程教学现状与问题分析

调查研究发现，高等教育中的“重研究、轻应用；重学术、轻技术；重知识、轻能力”等现象较为普遍；就课程教学而言，表现为重视理论教学而轻视实践训练［5］。本校“水污染控制工程综合实验”课程教学现状亦不容乐观，存在的主要问题如下：（1）实验内容落后且与工程实际脱节现象明显，难以调动学生参与的能动性、积极性与创造性，对学生观察问题、分析问题和解决问题的能力锻炼不足，创新思维培养不足。（2）实验教学形式单一，仍以灌输为主，即基本上采取教师设计实验内容、目的与流程，学生照葫芦画瓢的形式，学生只是单一地对实验课本内容进行简单重复，只知道操作步骤，而不知道或不理解操作步骤的原理，对学生的动手能力、工程能力和主动思维等培养成效不佳。（3）实验组织不科学，实验过程中机械分组或离散性组队，实验小组配合度低、凝聚力不足，缺乏启发式、讨论式交流，有效的团队协作锻炼不足。（4）课程考核手段不完善，重结果轻过程现象较普遍，缺乏对实验全过程的质量监督和考核机制，基于产出导向的学生能力培养考核机制不健全，考核结果对后续实验教学的持续改进反馈不足。（5）课程思政体系不健全，实验教学与能力培养、价值塑造的融合度不高，难以满足以德育人目标。

总之，当前现实环境中有关水污染控制相关问题的处理情况千变万化，无法以实验室的理想参数设定环境为依据，学生不理解实验步骤背后的相关理论和原理，难以做到举一反三和知其所以然，会导致课程的效果大打折扣，无法发挥实践课程设置的作用。因此，目前的以“水污染控制工程综合实验”课程为代表的实践类教学与新工科建设和工程教育认证大背景下的环境工程专业育人目标脱节［6］。此外，日益严峻的就业形势和竞争激烈的人才市场需求，更是倒逼应用型本科院校培养的毕业生不仅要掌握全面系统的理论专业知识，还要具备深厚扎实的动手能力、创新精神和工程素养［7］。

二、“水污染控制工程综合实验”课程教学改革措施

苏州科技大学环境工程专业以培养具有较强创新意识和实践能力、适应社会经济发展需求的环境工程高级应用型人才为目标，并以服务地方经济发展为育人特色。以“水污染控制工程综合实验”为代表的实践教学是实现上述育人目标极为重要的一个环节。在总结当前实验教学现状和主要问题的基础上，结合《工程教育专业认证标准》和我校实际情况，开展“水污染控制工程综合实验”课程教学改革，探索以强化学生自主学习和主动探索为驱动，以课程指导教师团队与学生实验小组纵向横向深度融合为核心的实践课程教学新模式。具体措施如下。

1.完善课程思政建设，凸显价值塑造，激发情感共鸣。通过深入挖掘课程思政元素，将习近平生态文明思想融入课程教学：在技术原理上，培养学生实事求是的科学精神，在工艺革新和优化组合上，培养学生精益求精的创新精神，在工艺运行和管理上，通过优秀前辈专家的人生经历和发现，培养学生忘我工作的敬业精神，通过污水处理在中国的快速发展、水环境质量持续改善融入中国的举国体制优势，坚定“四个自信”，将思政元素有机融入课程教学（见图1），构建了以习近平生态文明思想为指导的课程思政教育体系。总之，以国际工程教育认证要求为基础，在教学大纲和教学目标中明确对学生情感、态度与价值观的培养目标和要求，在实验过程中践行“绿水青山就是金山银山”理念，积极学以致用、探索创新，弘扬劳动精神、团队协作精神等。

图1 “水污染控制工程综合实验”课程思政融入

2.整合优势资源，打造能力突出、特色鲜明的教学团队。依托苏州科技大学城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室、江苏省环境科学与工程重点实验室以及水处理技术与材料协同创新中心等专业平台，为“水污染控制工程综合实验”课程教学打造了优质硬件设施，建设了污水处理、给水处理及工业废水等“体验式”“模块化”工艺试验系统［8］，并建设了“水控综合实验仿真系统”，用于学生对部分实验项目的练习，同时学科和专业平台为学生创新实践提供经费支持；根据教师科研方向和工程背景，精心组建了“水污染控制工程综合实验”课程教学教师团队，为团队成员不仅具有丰富的环境工程实践经历，还活跃于科学研究一线，在备课和教学（线上线下混合式教学）过程中可以将每位教师的科学研究成果、工程实践经验与“水污染控制工程综合实验”课程教学相结合，创建动态更新、生动丰富的教学案例，实现以科研前沿和工程实践反哺教学、教学科研及实践同频共振的良性发展。此外，每位教师的研究方向、实践专长和知识结构各不相同，在集体备课过程中交流借鉴，具有互补性和启发性。

3.创新教学方式，形成指导教师团队—学生实验小组纵向横向深度融合的教学新模式。每位教师直接分管特定的实验小组，将班级化整为零，在教师指导下，学生根据特定问题或典型案例有针对性地启发学生创新实验设计，实验方案设计过程中多次开展互动式、研讨式教学，启发学生独立思考、探索创新，实验方案设计完成后交由不同小组及其指导教师进行审阅校核；教师团队监督指导实验操作，全程掌控实验进程，有意识地引导学生发现实验过程中存在的问题，并强化小组内学生与学生之间的交流协作，激发学生的学习内驱力；教学过程中，指导教师间就各自分管的实验小组内存在的问题和现象进行及时有效的沟通交流，充分发挥整个教师团队的综合力量，更加高效地解决问题和提升教学质量；在课程考核时，不同指导教师所带实验小组的成果报告进行交换批改和共同评阅，确保公平公正；同时，每位指导教师得以相互学习，共同提高，为后续教学质量持续改进奠定基础。

4.精选教学内容，鼓励积极探索，突出学以致用。一方面，提高自主探索、自行设计类实验所占课时比例，部分实验项目见表1，侧重培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的科研精神和实践能力［9］。如本课程中的给水处理综合实验和污水处理综合实验，该类型实验综合性和自主性强，具有一定的挑战性，也最能体现学生的知识和能力以及情感态度和价值观的差异，因此，提高该类型实验的课时比例，有利于集中精力和优势资源提升教学效果和育人质量。另一方面，提升单个实验的内在质量，将单一的纯理论性实验融入更加接近实际环境和问题的实验项目中，充分体现环境工程综合实验的研究性、创新性、综合性，引导实验小组进行研讨、质疑、辩论，调动学生解决问题的积极性，弘扬团队协作精神［10］。如在离子交换、活性炭吸附等水处理实验中，将原来所使用的成分单一的待处理水样替换为成分较为复杂的污水或预处理后的实际污水，学生通过实验学习复杂水质中的离子交换和活性炭吸附的除污过程，深入分析实验所得数据和实验结果。此外，将学术研究、科技发展前沿成果合理地引入每个实验项目，引导学生对行业需求、国家战略进行思考，培养学生的科研兴趣和创新精神，增强学生对国家的自豪感，提升对社会的责任感，激励个人学习的使命感。如在污水处理综合实验项目中，针对传统活性污泥法存在的缺点（如泥水分离慢、能耗高、流程长等），适时引入好氧颗粒污泥、短程生物脱氮技术等，结合习近平生态文明思想，培养学生作为环保人的使命担当。

5.强化过程监督，建立多维考核机制。利用校院两级督导制度和同行听课评价机制，强化课程教学和思政育人质量管理；改进学生评教机制，结合传统教务平台学期末的课程测评和新增设的微信课程调查问卷反馈渠道，及时全面了解学生学习效果以及对课程教学的建议，课程组汇总学生期末考核、督导同行听课评价以及学生评教结果后，进行集体研讨，择优采纳用于推进课程教学的持续改进。学生期末考核实行过程考核与结果考核相结合的方式，建立了基于工程认证标准和面向产出的课程教学达成度评价体系［11］，并将课程思政纳入课程考核，在课程达成度分析表中明确思政目标达成度；成绩比例分配向实际问题解决型实验和创新思维研究型实验倾斜，考核内容重点向实验方案设计的创新思维以及实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力培养倾斜。课程的评价和持续改进机制见图2。

图2 课程的评价和持续改进机制

结语

以“水污染控制工程综合实验”课程为代表的环境工程专业实践教学，是培养学生实践能力、创新精神和综合素养的重要教学环节。然而，当前存在学生对实践教学重视不足、积极性和参与度不高等问题，导致实践教学对学生动手能力、创新能力、工程能力培养成效不佳，阻碍了环境工程专业对工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的应用创新型新工科人才培养目标的实现。探索以强化学生自主学习和主动探索为驱动，以课程指导教师团队与学生实验小组纵向横向深度融合为核心的实践课程教学新模式具有重要的实践意义。本文结合工程教育认证标准和我校“水污染控制工程综合实验”课程教学实际情况，开展课程教学改革探索，形成以“水污染控制工程综合实验”课程为代表的实践教学新模式，学生在此教学模式下充分发挥主观能动性，价值塑造与综合实践能力培养并驾齐驱，为培养具有可持续发展理念和国际视野、能解决复杂环境工程问题的创新型高级工程技术人才提供借鉴。