趙東升，徐俊，蔣耿民，張怡文，魯菁，楊仕偉，樊碗麗

(1.南陽師范學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院，河南 南陽 473061；2.中國海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100)

0 引言

2020 年5 月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知，要求各高校全面推進(jìn)課程思政建設(shè)。將思政教育內(nèi)容寓于專業(yè)課程教學(xué)是高校課程思政建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容[1]。水質(zhì)工程學(xué)作為給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程之一，目前的教學(xué)設(shè)計(jì)還未能與課程思政建設(shè)有效匹配和同步更新[2-4]。膜處理法課程單元是水質(zhì)工程學(xué)課程的重要組成部分，也是該課程最具時(shí)代特色的內(nèi)容之一，教學(xué)內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)的微濾/超濾、納濾/反滲透、電滲析以及新興的正滲透、膜蒸餾等膜法水處理技術(shù)。近年來，膜處理法技術(shù)研究發(fā)展迅速，內(nèi)容不斷更新迭代，已成為保障我國飲用水安全、改善水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，契合我國飲水安全保障、碧水保衛(wèi)戰(zhàn)等重大戰(zhàn)略需求。將豐富的思政教育元素蘊(yùn)于課程內(nèi)容，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)探索精神，引導(dǎo)學(xué)生樹立成熟的價(jià)值觀至關(guān)重要。本文以膜處理法課程單元為例開展課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)，并對實(shí)施成效進(jìn)行評價(jià)，以實(shí)現(xiàn)“知行合一”的課程思政教育終極目標(biāo)。

1 重設(shè)課程思政教學(xué)目標(biāo)

在膜處理法課程單元原有知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)的基礎(chǔ)上，重設(shè)價(jià)值目標(biāo)，確定好課程思政主題，形成貫穿整個(gè)課程單元的課程思政教學(xué)脈絡(luò)。通過講解膜處理法課程思政案例素材及開展膜技術(shù)專題研討等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值導(dǎo)向，培養(yǎng)工科生的職業(yè)道德、專業(yè)素養(yǎng)、擔(dān)當(dāng)精神和科學(xué)探索精神；了解膜處理法的行業(yè)發(fā)展歷程，激發(fā)學(xué)生的制度自信和民族自豪感；掌握各類膜處理法的工作原理和未來發(fā)展方向，強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)意識(shí)。

2 完善課程思政教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)膜處理法課程單元特色，提煉專業(yè)知識(shí)體系蘊(yùn)含的思政教育元素，合理拓展專業(yè)知識(shí)的深度和溫度，加強(qiáng)具有時(shí)代特征的課程思政素材庫教學(xué)資源建設(shè)，增加課程教學(xué)的知識(shí)性和人文性，為課程思政的有效開展提供充分的教育教學(xué)資源[5]。

2.1 講好技術(shù)突破，堅(jiān)定制度自信

給學(xué)生講解天津膜天公司在全球率先開發(fā)出同質(zhì)增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維膜以及北京碧水源打破國際壟斷率先建成纖維增強(qiáng)型復(fù)合非溶劑致相分離法超/微濾膜生產(chǎn)線的案例，強(qiáng)調(diào)我國膜企業(yè)的自主創(chuàng)新能力顯著提高。此外，給學(xué)生講解膜技術(shù)近年來在我國城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水處理領(lǐng)域得到快速規(guī)模化工程應(yīng)用，表明我國已成為膜法污水處理技術(shù)研究最活躍、應(yīng)用最廣泛的國家。通過講述技術(shù)突破創(chuàng)新筑牢強(qiáng)國之基實(shí)例和膜技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到我國社會(huì)主義制度的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定制度自信。

2.2 講透技術(shù)原理，強(qiáng)化法制觀念和工程倫理教育

針對電滲析的工作原理，給學(xué)生講解通過外加直流電場的約束，水中的陰、陽離子做定向遷移，分別透過陰、陽離子交換膜，達(dá)到分離水中離子的目的[6]。這與通過法治約束公民的個(gè)人行為來確保社會(huì)秩序化運(yùn)行不謀而合，教師可通過類比，引導(dǎo)學(xué)生樹立法制觀念，恪守職業(yè)道德，同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育。

2.3 講明技術(shù)瓶頸，培養(yǎng)奉獻(xiàn)精神和科學(xué)探究精神

在各類膜工藝運(yùn)行過程中，膜材料在進(jìn)水污染物和化學(xué)清洗劑的長期作用下，膜表面形成永久污染物，導(dǎo)致膜材料老化，膜壽命縮短。膜片犧牲自身完成水質(zhì)凈化，這與奉獻(xiàn)精神有異曲同工之處。以膜永久污染和膜老化的講解為切入點(diǎn)，發(fā)揮課程的外延作用，強(qiáng)化學(xué)生奉獻(xiàn)意識(shí)。此外，在強(qiáng)調(diào)膜法污水處理技術(shù)在我國廣泛研究和應(yīng)用的同時(shí)，要向?qū)W生指出與國外高端膜產(chǎn)品相比，國產(chǎn)膜在高通量、抗污染和長壽命等方面的競爭仍處于劣勢，低成本高性能新型膜材料的研發(fā)是拓展膜處理法工程應(yīng)用前景的關(guān)鍵。同時(shí)，給學(xué)生強(qiáng)調(diào)膜污染和老化問題目前仍是阻礙膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域進(jìn)一步推廣應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，引導(dǎo)學(xué)生勇于挑戰(zhàn)科學(xué)難題，積極投身于膜技術(shù)在水質(zhì)凈化處理中的共性問題研究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神。

3 改進(jìn)課程思政教學(xué)方法

3.1 耦合思政課程形成同頻共向的育人合力

3.1.1 膜處理法與人民健康的合一性，與人文的統(tǒng)一性

水是生命之源，保障飲用水安全就是保障民生[7]。教師可通過介紹膜處理法在飲用水深度處理中的應(yīng)用對學(xué)生進(jìn)行人文素養(yǎng)的熏陶。講述20 世紀(jì)90 年代深圳建成我國第一條采用國產(chǎn)中空纖維超濾膜的飲用水生產(chǎn)線，篳路藍(lán)縷30 余年，耦合超濾膜和納濾膜工藝的“雙膜法”為人民飲水健康開辟新的道路，使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到膜處理法為保障居民飲水安全和健康注入的新活力，從而實(shí)現(xiàn)從“有水喝”到“喝好水”的歷史性跨越。基于我國人民群眾“吃水”問題的歷史背景與現(xiàn)實(shí)需求，通過強(qiáng)調(diào)膜處理法不斷更新、日益廣泛的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展要求，從而引入解說《馬克思主義基本原理》中馬克思主義科學(xué)性、人民性、實(shí)踐性的基本特征；融合解讀《中國近代史綱要》中我黨全心全意為人民服務(wù)的根本宗旨；交叉引進(jìn)《習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想概論》中始終貫徹以人民為中心的執(zhí)政理念。從而使學(xué)生在膜處理法的嬗變中體悟人文價(jià)值的力量，引導(dǎo)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)與生活中堅(jiān)持以人為本，起到思政育人的效果。

3.1.2 膜處理法與生態(tài)自然觀的契合性，與生態(tài)文明理念的生成性

生態(tài)文明建設(shè)強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持人與自然和諧共生，協(xié)同推進(jìn)人民富裕、國家強(qiáng)盛、中國美麗[8]，將生態(tài)文明思想融入膜處理法的教學(xué)實(shí)踐勢在必行，以橫向貫通思政課程內(nèi)容。首先，結(jié)合《形勢與政策》碧水保衛(wèi)戰(zhàn)與美麗中國目標(biāo)的提出，指出膜處理法是當(dāng)前最適合再生水回用的水處理技術(shù)，同時(shí)講述北京高碑店污水廠再生水處理工程的超濾膜工藝可實(shí)現(xiàn)100 萬m3/d的污水再生回用，強(qiáng)調(diào)其在城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)。其次，聯(lián)系《馬克思主義基本原理》課程，結(jié)合膜處理法在順應(yīng)自然、保護(hù)自然的條件下促進(jìn)水資源的循環(huán)利用的價(jià)值作用，強(qiáng)化學(xué)生對人與自然和諧相處的正確認(rèn)識(shí)。最后，聯(lián)系習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想概論課程，通過對比《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施以來城市水生態(tài)環(huán)境的改善狀況，幫助學(xué)生學(xué)深悟透膜處理法在其中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，引導(dǎo)學(xué)生樹立社會(huì)主義生態(tài)文明理念，傳遞“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)價(jià)值觀。

3.2 提高課程單元的“兩性一度”

改進(jìn)教學(xué)方法，引入科研項(xiàng)目、學(xué)科動(dòng)態(tài)前沿和經(jīng)典研究專著，提高課程“兩性一度”[9]，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)精神。

依托教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目，從中提煉科學(xué)問題，以科研反哺教學(xué)，幫助學(xué)生加深對重難點(diǎn)知識(shí)的理解，提高課程的高階性。教師將自主研制的新型納濾膜與傳統(tǒng)納濾膜在水處理中的應(yīng)用性能進(jìn)行比較，使學(xué)生對膜分離的原理、基本傳質(zhì)方程及新型膜材料的開發(fā)有更感性的認(rèn)識(shí)；將膜性能測試方法引入課堂教學(xué)，幫助學(xué)生掌握膜系統(tǒng)的操作模式和布置形式；在膜污染和劣化的講解中，將膜污染和劣化機(jī)制的研究成果以圖片的形式展示給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生深度分析、大膽質(zhì)疑的批判性高階思維，強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立思考的思維意識(shí)，提升學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜問題的綜合能力。

追蹤學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，將學(xué)科前沿?zé)狳c(diǎn)轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材，牽引學(xué)生的創(chuàng)新性思維，提高課程的創(chuàng)新性[10]。將《科學(xué)》雜志報(bào)道的利用電噴霧式3D 打印技術(shù)高精度逐層打印聚酰胺膜以及《自然》雜志報(bào)道的自清潔壓電陶瓷膜引入課堂，向?qū)W生展示科學(xué)家是如何通過這些先進(jìn)的技術(shù)來控制膜的厚度和表面粗糙度以及如何利用導(dǎo)電濾膜去除附著在膜表面及孔內(nèi)的污染物，開展探究式教學(xué)，提高課堂教學(xué)形式的先進(jìn)性，讓課堂活起來，激發(fā)學(xué)生研發(fā)高性能水處理分離膜的興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)精神。

引入國內(nèi)外經(jīng)典研究專著，引導(dǎo)學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)，提高課程挑戰(zhàn)度。推薦學(xué)生在課后閱讀清華大學(xué)黃霞教授編著的《膜法水處理工藝膜污染機(jī)理與控制技術(shù)》一書，給學(xué)生較多的課下自主學(xué)習(xí)和思考時(shí)間，使學(xué)生加深對膜處理法專業(yè)知識(shí)的理解，開拓學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，擴(kuò)大知識(shí)的深度和廣度，增加課程學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)度。

4 課程思政教學(xué)實(shí)施

創(chuàng)新教學(xué)方式，潛移默化地融入思政元素，結(jié)合超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開展線上線下混合式教學(xué)，教學(xué)互動(dòng)形式靈活，提高學(xué)生的參與度，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，主要包括以下三個(gè)步驟。

4.1 課前熱身

將課件提前發(fā)布在超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，布置課前預(yù)習(xí)。推薦學(xué)生觀看紀(jì)錄片《讓海水變“甜”》，要求每位學(xué)生提交一篇不少于300 字的觀后感，使學(xué)生直觀領(lǐng)悟膜處理法在保障我國沿海缺水地區(qū)飲用水安全中所起的重要作用，讓學(xué)生在討論區(qū)展開自由探討，并帶著問題進(jìn)入課堂，保障課堂學(xué)習(xí)效率。

4.2 課堂講授和小組研討

依托超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，創(chuàng)建水質(zhì)工程學(xué)課程，開展線上線下混合式教學(xué)改革。將膜處理法相關(guān)教學(xué)內(nèi)容錄制成教學(xué)視頻，上傳至線上課程平臺(tái)供學(xué)生自學(xué)，并通過監(jiān)控后臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。教師可將線上自學(xué)騰出的學(xué)時(shí)用于線下課堂研討。例如，線下課前將學(xué)生劃分為微濾/超濾、納濾/反滲透、電滲析、正滲透和膜蒸餾技術(shù)五個(gè)方向的研討小組，引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫搜索文獻(xiàn)資料，總結(jié)各類膜法水處理技術(shù)相關(guān)研究和應(yīng)用動(dòng)態(tài)，為線下課堂專題研討做好充分的準(zhǔn)備。線下課中各小組成員根據(jù)自己搜集的資料對本小組分配的膜技術(shù)方向展開專題研討，其他小組的成員聆聽和學(xué)習(xí)。最后，教師從多功能膜拓展、膜選擇性分離功能強(qiáng)化、特種分離膜定制和膜工藝綠色低碳發(fā)展等方面總結(jié)膜處理法未來可持續(xù)發(fā)展的方向，有效拓展課程內(nèi)容的廣度和深度，引導(dǎo)學(xué)生反思所學(xué)專業(yè)知識(shí)在解決社會(huì)重大需求中的作用，明確所學(xué)知識(shí)與社會(huì)需求之間的關(guān)系，完成知識(shí)的遷移轉(zhuǎn)化。

4.3 課后話題探討

除了引導(dǎo)學(xué)生閱讀國內(nèi)外經(jīng)典研究專著外，授課教師課后在教學(xué)平臺(tái)分享膜處理法相關(guān)典型工程案例鏈接、工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等資料，增強(qiáng)學(xué)生對膜處理法工程設(shè)計(jì)的感性認(rèn)知。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)討論區(qū)發(fā)布“膜技術(shù)的未來發(fā)展趨勢和重點(diǎn)研究方向”的話題探討，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，開闊學(xué)生的專業(yè)視野，在潛移默化中增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)責(zé)任感。

5 課程思政教學(xué)成效評價(jià)

5.1 評價(jià)方法與設(shè)計(jì)

基于態(tài)度形成理論[11]，采用話語分析來評價(jià)學(xué)生“專業(yè)素養(yǎng)”態(tài)度的形成?；谡J(rèn)知、情景和表現(xiàn)三要素，將課前觀后感作為認(rèn)知要素的實(shí)現(xiàn)，將學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料和課堂小組研討作為情景要素的實(shí)現(xiàn)，將學(xué)生的課后話題探討作為表現(xiàn)要素的實(shí)現(xiàn)。對應(yīng)設(shè)計(jì)三個(gè)階段的評價(jià)數(shù)據(jù)搜集：第一階段，搜集學(xué)生觀后感的話語內(nèi)容，進(jìn)行詞云分析；第二階段，搜集學(xué)生課堂上小組研討的語音內(nèi)容，進(jìn)行詞云分析；第三階段，搜集學(xué)生課后話題探討的話語內(nèi)容，進(jìn)行詞云分析。

5.2 評價(jià)結(jié)果與反思

在第一階段學(xué)生課前熱身環(huán)節(jié)，將學(xué)生的觀后感文本導(dǎo)入Nvivo 12 進(jìn)行詞云分析，結(jié)果如圖1(a)所示。首先，“利用”“使用”和“問題”等非專業(yè)知識(shí)內(nèi)容的詞頻最高，說明課前學(xué)生還停留在表面的認(rèn)同話術(shù)；其次，“淡水”“資源”和“水資源”等專業(yè)知識(shí)內(nèi)容的詞頻出現(xiàn)次數(shù)較高，表明通過課前熱身，學(xué)生對專業(yè)素養(yǎng)有了初步的體察。根據(jù)第二階段學(xué)生課堂小組研討語音內(nèi)容的詞云分析結(jié)果，如圖1(b)所示，可以看出“汲取”“離子”“分離”和“回收”等專業(yè)知識(shí)內(nèi)容的詞頻最高，說明通過教師課堂講解和學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，學(xué)生對膜處理法相關(guān)專業(yè)知識(shí)有了更深刻的理解，專業(yè)素養(yǎng)明顯提升。在第三階段學(xué)生課后話題探討環(huán)節(jié)，將學(xué)生的話語內(nèi)容進(jìn)行詞云分析，結(jié)果如圖1(c)所示?？梢钥闯?，“發(fā)展”“應(yīng)用”“技術(shù)”和“分離”等詞出現(xiàn)的頻率最高，說明經(jīng)過課堂討論環(huán)節(jié)，學(xué)生開始進(jìn)一步思考膜處理法存在的問題，更加關(guān)注學(xué)科技術(shù)的未來發(fā)展。

圖1 三個(gè)階段的詞云分析結(jié)果圖

通過這一案例的分析，總結(jié)出基于態(tài)度形成理論的課程思政評價(jià)經(jīng)驗(yàn)：要基于學(xué)科專業(yè)知識(shí)幫助學(xué)生建立認(rèn)知，這是態(tài)度形成的開端；需要留心觀察課堂的每一個(gè)環(huán)節(jié)，尋找適當(dāng)?shù)捏w驗(yàn)點(diǎn)，不斷拓展課程思政建設(shè)的途徑；要重視評價(jià)的反饋，以持續(xù)改進(jìn)教師的教和學(xué)生的學(xué)。

6 結(jié)語

全面推進(jìn)課程思政教學(xué)改革符合新時(shí)代教育發(fā)展變革的要求。如何將思政元素融入并貫穿于專業(yè)課程教學(xué)全過程和各環(huán)節(jié)，是高校教師面臨的新課題。針對膜處理法課程單元，教師可通過重設(shè)課程思政教學(xué)目標(biāo)、完善課程思政教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)課程思政教學(xué)方法進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)實(shí)施過程中，通過課前熱身、小組研討和課后探討三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的價(jià)值塑造，并基于態(tài)度形成理論評價(jià)課程思政教學(xué)成效，持續(xù)改進(jìn)課程思政教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞乃幚砉こ碳夹g(shù)人才。