“产学研”协同教学，助力新工科“金课”建设

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　　摘 要 为助力四川农业大学环境学院新工科“金课”建设，环境生态工程和环境工程专业核心课“环境工程原理”充分融合产业现状需求和学科科学问题导向，以激发学生自主学习为目的，采用理论讲解、分组案例设计、讨论汇报、设计比赛、实践观摩、反哺科研等多个环节相结合，构建了企业工程技术人员、研究所科研人员和课程理论教学团队协同参与的“产学研”的课程教学模式。它使教学班级的学生参与和学习热情高涨，达到了令人满意教学效果。
　　关键词 产学研结合 新工科 金课 教学模式改革
　　中图分类号：G642                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.12.007
　　"Production， Teaching and Research" Collaborative Teaching to
　　Help the Construction of "Golden Course" of New Engineering
　　——Taking the teaching and practice of the "Principles of Environmental Engineering" as an example
　　WANG Lilin[1]， ZHANG Yanzong[1]， HE Yan[1]， SHEN Fei[2]， ZHANG Peng[3]， LIU Yan[1]
　　（[1] College of Environmental Sciences， Sichuan Agricultural University， Chengdu， Sichuan 611130;
　　[2] Institute of Ecological and Environmental Sciences， Sichuan Agricultural University， Chengdu， Sichuan 611130;
　　[3] Chengdu Tianyuan Water Co.， Ltd， Chengdu， Sichuan 611130）
　　Abstract In order to help the construction of the new engineering "golden course" of the Environmental College of Sichuan Agricultural University， the core course "principles of Environmental Engineering" of environmental ecological engineering and environmental engineering fully integrates the needs of the current industry and the guidance of scientific issues of the discipline， aiming at stimulating students' independent learning， it adopts several theories to explain， group case design， discussion report， design competition， practice observation and learning， and back feeding scientific research， etc In this way， the teaching mode of "production， learning and research" is constructed， which includes the participation of enterprise engineering technicians， Research Institute researchers and curriculum theory teaching team. It makes the students in the teaching class participate and study enthusiastically， and achieves the satisfactory teaching effect.
　　Keywords combination of production， learning and research; new engineering; golden course; teaching mode reform
　　在当代高校“双一流”建设的大背景下，人才培养成为高校建設的重中之重。专业是人才培养的基本单元，因此有了教务部“双万计划”的提出与启动。一门门优秀的课程更是专业建设的基础，是专业人才培养的支撑，因此解决好课程的问题，建设一流学科、一流大学就成功了一大半。建设“金课”，淘汰“水课”是学科建设的必然要求。[1]新工科建设和“六卓越一拔尖”计划2.0更是对各大高校新工科背景下的“金课”建设提出了更明确的要求。
　　四川农业大学是以工科为主的省属高校，结合服务地方的人才培养目标，在新工科建设的路上不断探索教学改革的思路并一次次付诸实践。其中，四川农业大学环境学院在建设省、乃至国家一流专业的过程中，提出了针对工科专业核心课程的“产学研”教学实践模式，在“金课”建设和人才培养方面取得了令人满意的教学效果。围绕专业核心课程“环境工程原理”“金课”建设，环境学院联合四川农业大学生态环境研究所以及环保领域的企业展开了“产学研”教学实践模式的改革。改革的重点在“学生实践环节——在教学中培养和训练学生的能力”，[2]体现“思辨性”、“研究性”和“实用性”。[3]“产学研”教学实践模式主要包括培养方案中课程结构的调整，理论结合案例的生动课堂讲解，学生为主体的分组案例设计、讨论及汇报，案例设计比赛、企业实践观摩和反思问题并进行深入研究及验证等环节。它是在全国倡导“金课”建设的大背景下，四川农业大学环境学院在教学改革中迈出的具有开创性、探索性的重要一步。 　　1专业核心课程结构的调整
　　专业核心课程是专业教育的骨干，只有“骨”强健了，作为“肉”的其他专业课才可能长得好，所以建设“金课”应当首先从专业核心课做起。从2015年调整专业培养方案以来，四川农业大学的“环境工程原理”等专业核心课的课时安排调整为理论讲授和案例设计两部分，其中案例设计课时占25%-50%。其目的是训练学生的专业实践技能，引导学生学会思考和讨论，培养自学、创新与实践能力。
　　2理论结合案例的生动课堂讲解
　　“环境工程原理”课程团队的老师在掌握社会当下对学科和专业的需求的基础上，建立了清晰的课程体系，广泛收集近年相关案例，精心设计课程的内容与学时分配，采用案例教学、动画和道具演示等多种方法近生活、接地气的把课程理论与方法技术生动的展示给学生。甚至在给环境工程和环境生态工程这两个工科专业授课时选用了不同的具有一定专业针对性的案例。
　　3学生为主体的分组案例设计、讨论及汇报
　　理论结合案例的生动课堂讲解，只能达到教学中的“记住”和“理解”程度，还远不能“应用”、“分析”、“评价”和“创造”以满足“金课”的高阶性、创新性和挑战度。因此，学生在完成基本的理论知识学习之后进入案例设计阶段，锻炼“应用”和“分析”能力。比如，上“环境工程原理”课程的环境工程和环境生态工程两个专业8个班230余名学生分成多个4～5人组成工作小组通过课上学到的知识，课下查阅资料，利用课下时间对教师给出的“三效降膜蒸发装置设计”、“生活污水膜生物反应器工艺设计”等设备设施案例进行设计。工作小组需经过提出设计方案、小组论证方案、分析各组成部分的优缺点、提出方案改进措施并通过计算验证最后方案能否满足设计要求。最后，在分小班组织的案例设计课上，各组代表上台通过PPT和相应讲解展示自己组的作品。这种方式给了学生思考、表达意见的空间，创建了可供学生自己应用综合知识的环节，并且学生能在经过自己较充分的思考后再听取别人的设计和想法，比较各组所长，相互促进。
　　4案例设计比赛
　　比赛总是一项容易激发人热情和集体荣誉感的活动。“环境工程原理”课程团队联合四川农业大学生态环境研究所以及成都天源水务有限责任公司、四川奥恒环保科技有限公司，组织了环境学院第一届“产学研”教学实践活动——“卓越工程师”之“环保设备设计大赛”。大赛以案例设计课上汇报的内容为基础，经过课程团队初步选拔，作品优秀的小组成员重新以8人组成参赛团队，进一步完善预赛中作品，在决赛中代表班级、甚至专业出战。这也体现了陆国栋所提出的“三一机制”，[4]把一门专业课凝练成一刻钟的台上汇报。学生的学习积极性和主观能动性被充分调动，通过团队协作努力做出了团队满意的设计作品，让学生体会到了“我会做我能做”的成就感，树立将来成为“卓越工程师”自信心。在设计大赛决赛环节，来自研究所科研人员和來自企业的工程人员都出任评委。他们分别从设计作品的创新改进技术可行性、设备对拟处理污染物的针对性、设备制造和运行成本等多个研究和实际应用的角度对决赛作品进行点评和讲解。
　　5企业实践观摩和反思问题
　　“环境工程原理”教学团队在合作企业和生态环境研究所的协同下，搭建了良好的教学实验实践平台。在案例设计比赛之后，组织学生进入企业对环保工艺设备进行系统的学习和实践。通过企业工程人员对这些设备在目前企业的应用现状、遇到的问题的介绍，以及通过学生的亲身接触环保设施设备，对比它们的工作原理、功能和处理效果，如污水处理中的物理化学处理设备和三效降膜蒸发装置等，学生对各种设备的产业实际需求以及设备的不足有了进一步认识，尤其对自己在案例设计课以及“设备设计大赛”环节查过资料，亲身做过设计的设施设备认识得更为透彻。因此，学生能够站在工程应用的角度来发现设备的不足，思考可以改进的方向。
　　6深入研究及验证
　　在企业观摩结束后，学生带着对这些工程应用问题的思考，结合学生现有的知识以及查阅文献书籍支撑，对问题提出自己的改进思路。再通过与环境学院及生态环境研究所的专业工作者的反复讨论，使学生思路逐渐完善形成科学研究的目标、内容和方案。学生整理形成研究项目申报书，在获得学院或研究所某个研究团队的支持后成为实验室科研项目。从而，实现工程问题科学化。紧接着，便是学生进入实验室，根据双方商定的研究方案进行实验室尝试，完成研究目标，验证学生的改进思路是否可行。实验室可行且工程应用性较强的改进方法，则列入院所企三方合作项目，推进到企业实际应用中，进一步验证和终试。最终，实现理论与实践的结合。
　　以上六个环节便构成了“产学研”协同教学，建设“环境工程原理”金课的“产学研”教学实践模式。此模式已运行一轮，受到师生、科研工作者及企业人员的广泛好评。学生因参与感充分且打造出自我设计的作品而成就感十足、因知识在实践中应用而收获感满满、因新颖的教学方式而自主学习的动力大增。老师因学生学习自主性和思维创新性倍感教学工作顺利愉快、教学效果优良。科研工作者的团队中增加了一批积极主动、充满活力的研究人员，且团队研究项目中与工程实践联系紧密的项目比重大幅提升，科研更有实践价值，更重要的是强化了校企合作联系，推动了科研成果的社会转化。企业人员对“产学研”教学实践模式也喜闻乐见，从“你们都是高水平专家，但你们的研究在我企业的实践中用不起来”到“我有疑难杂症，你们来帮忙看看能不能解决问题”。“产学研”教学实践模式是体现大学的社会服务职能的方式之一。同时，学生在校期间企业人员和学生就相互接触和了解，更有利于企业招聘择人以及毕业生的就业择业。
　　“产学研”教学实践模式是四川农业大学环境学院教学改革探索中和“金课”建设道路上的一道里程碑。它激发了学生的兴趣，调动了学生的主动性，锻炼了团队作战的精神，使学生获得了成就感，收获了令人满意的教学效果。此教学模式可推广应用到各高校的工科课程建设中，通过学校及研发单位，在教学中把学生研习和企业需求联系起来，从而实现学校教学、院所科研和企业实践三赢局面。
　　 基金项目：四川农业大学课程团队建设项目和教改项目（No.X2017053; X2015011; X2013017）资助
　　参考文献
　　[1] 吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.
　　[2] 陈志，高婧.新工科教育模式下的课程教学方法研究——以“道路勘测设计”为例[J].教育现代化，2019（36）：116-117，122.
　　[3] 侯长林.应用型高校打造“金课”要体现“七性”[J].课程教学，2019（3）：58-61.
　　[4] 陆国栋.治理“水课”打造“金课”[J].中国大学教学，2018（9）：23-25.
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