新工科背景下沼气工程设计课程思政实践探索

杨高中，汪 霞，刘宏达，左军平，艾 平，蔡晓勇*

(1.华中农业大学，湖北武汉 430070；2.湖北省农村能源办公室,湖北武汉 430070；3.广水市农业农村局生态能源局，湖北随州 432700)

针对新时代高质量农业工程专业人才培养要求，需要在新工科新农科高等教育改革的趋势下，积极进行工农结合、专思融合的农业工程类专业课程思政研究与实践，促进农业工程类专业人才思政素质和专业能力提升，以支撑我国乡村振兴战略对农业工程类高素质拔尖人才的培养需求，紧密贴合新农科建设的新思路、新结构与新模式的教育理念。

该研究以农业工程专业的专业选修课程沼气工程设计为例，深度挖掘专业课程中的思政元素，为实现“课程承载思政”与“思政寓于课程”的有机统一，形成可复制、可借鉴的教学范式，探索并丰富了新的教学方法与手段，寻求专业教学内容与课程思政的嵌入点，设计经典教学案例，设计开展思政教育的教学环节，在专业课程的教授中引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观，铸就理想信念、锤炼高尚品格。

1 沼气工程设计思政融合及预期效果

沼气工程设计是华中农业大学于2017年面向农业工程一级学科下的能源与动力工程专业学生开设，立足于工程设计实践能力培养，具有鲜明的农村能源行业特征。课程紧紧把握课程思政有别于思政课程的基本原则，通过细节挖掘、系统提炼、过程贯穿等方式深挖专业课程蕴含着的根植于农村、服务于农民、立志于农业和绿色发展等思政元素，从教师、教学内容、教学方式、教学手段等层面出发，将思政内容和专业知识有机结合并嵌入，形成协同育人机制，促进学生专业知识的提升和社会主义核心价值培育，结合脱贫攻坚战略，培育学生对于社会和国家的责任担当意识。

结合课程内容布置利用生物技术和工程技术实现对有机废弃物的资源化利用等工程系统设计分析任务，以培养学生系统思维模式和工程思维模式，同时融入对我国生态文明建设理念的认识和对当前政策的跟踪学习、思考和讨论。在该课程的建设和改革过程中，引入课程思政内容设计，紧扣我国沼气事业百年来的变革历程，通过国际视角比较，行业人物故事等讲述以培养专业情感和弘扬创新精神。沼气工程设计根据课程内容发掘思政元素见表1。

以历史情怀、创新思维、系统思维、务实精神为主要目标，以培养学生专业情感和职业信心、提高学生职业技能和审美情趣为根本目的，增强学生的自信感、责任感，认同感和使命感，多方面提升能力、拓宽思维以实现学生内心自我驱动。通过落实专业课程思政育人，促进学生综合发展。

2 沼气工程设计课程思政案例分析

在沼气工程设计课程的思政实践探索中，针对课程思政目的设置主要思政模块，在基本原理基础上，引入专门的案例分析，结合一定的专题作业，落实专业课程思政育人，促进学生综合发展，以实现思政目标，探索方案如图1所示。

沼气发酵原理是大自然选择的碳循环最简洁的途径，从几种能源转化模式的比较，直观感受厌氧模式的自然之法，引出“道法自然”的哲学思想，剖析现代科学技术里面“大道至简”的哲理观念的表现，引申至对我国传统儒道文化中的“为学之道至简至易”等方法论的溯源与解析。

表1 沼气工程设计课程思政元素

图1 沼气工程设计课程思政实践探索Fig.1 Ideological and political practice exploration of biogas engineering design course

以厌氧菌为对象，挖掘其所蕴含的对人们有所启发的内在精神，比如处于自然生态链最底端而发挥对地球最为重要的分解循环作用、具备以最简单的碳源为食物合成能源产物的独特本领、在恶劣的环境下可以不断调整适应以继续工作、在极端恶劣条件下则蛰伏待环境改善即迅速恢复等。处处皆有启迪，从小小的厌氧菌出发，分析其蕴含的成就事业所需的必要精神。加强学生对厌氧发酵技术手段的客观认识，并引导学生发展善于联想、展开思考、勤于反思的思维方式，培养以小见大的思考方法。

通过我国近几十年来的沼气发展历程，引导学生思考在不同时代背景下的政策制定出发点及其局限性，并了解党和政府在农村能源与环境事业上艰难的独立探索过程。通过国家不断调整的发展政策以及部分失败案例的分析，理解“因地制宜”等发展方针的形成，领会在沼气事业发展过程中必须注重事理物理的系统发展观。同时，也从我国户用沼气、小沼工程、大型沼气、生物天然气等近20年来的各阶段的跳跃式发展说明当代中国的科技进步和国力增长，以及我国农村农业的剧烈发展和转型。同时激励同学们坚持行业情怀，树立领跑意识，建立领跑机制，为新时代从“沼气大国”到“沼气强国”的转变贡献力量。

通过讲述民国时期的“国瑞沼气行”的民族企业家创业失败故事，分析在民族积弱、列强欺辱等大环境下的民族企业必然失败的结局。在此基础上，转而介绍我国目前沼气大国的现有局面，同时讲述我国现代沼气发展过程中的几起几落，结合新中国成立以来不同时期的时代特征，分析不同时期对应的沼气发展政策以及其成败内因。同学们能够更好地了解到我国政府对农村能源的关注和投入，也能更理性客观地分析技术发展过程中的瓶颈问题及相应策略，学会从更高层级视角来分析技术系统的实际应用。

从我国是沼气大国而非沼气强国的现实出发，问诊把脉，提出发展建议和产业策略。引导学生从产业链整体出发，梳理影响我国当前沼气产业发展的主要因素，从政策、技术、配套、市场、管理等多方面进行深入探讨，综合分析各方面的交互影响和优劣轻重关系。要求学生收集资料，了解德国沼气产业发展的历史和现状，解析其发展为沼气强国的主要原因，以及目前在沼气技术方面的主要领先优势，并提出我国如何学习和超越的发展思路。在此基础上，要求学生从政策制定者角度提出完整的产业发展建议，以此“发现问题，分析问题，解决问题”的思维训练提升学生的系统思考能力。同时通过对沼气产业链的中欧对比，引导学生认识到我国现代工业发展的限制因素，并引导学生树立担当精神，学习德国工匠精神，稳步踏实的逐渐实现技术赶超。

以沼气工程中的某一设备，如进料泵为例，展示德国企业各式不同的进料泵，功能各异，性能优良，几十年间不断发展成一系列产品，小小进料泵含有诸多科技含量，以说明德国企业潜心发展，不断创新的企业文化底蕴，从价格、功能方面与国产产品进行的对比，以感受几十年专注于一个产品而产生的竞争力和生命力。以中国企业全面进口德国设备的案例，激发学生的行业情怀，树立踏实做事，技术强国的责任感。

结合课程不同章节内容，穿插介绍在沼气工程领域的国内外科研工作者、企业创业者、技术研究者、管理工作者和基层技术及服务人员。在科研工作者方面，介绍发明UASB的Lettinga教授，放弃申请专利而全球分享的故事，如发明厌氧生物滤池的McCarty教授、国内最早从事厌氧技术的钱易院士等，学习学者们的治学精神和人格风范。在企业发展方面，选取典型案例说明中国企业如何把握机遇，服务社会，引领行业的发展精神及其特有的企业文化，以此引导学生感受中国人勤奋、创新、开拓的民族特质，激励树立领跑意识，建立领跑机制。此外，再介绍我国近30年的沼气行业发展的基层农村能源工作者，选取典型人物故事，宣扬人物精神，通过人物事迹介绍，认识在技术发展中的人事要素及主观能动作用。

选取基层沼气行业从业者的先进事例，讲好基层人物故事，如农村能源办资深技术人员、基层沼气服务站的家族创业故事等，投身沼气服务行业，提高服务质量，创新服务模式，从基层人物的先进事迹中深入挖掘克服困难、锐意进取、开拓创新的创业精神，由此分析每个人在不同条件下都能成就平凡而又不平凡的事业的深刻意义。采用沼气行业从基层到政府管理人员、科研人员等行业故事，让同学们领会到各行各业都可有一番作为，但不论任何行业，都需具有创新、开拓等品质。

首先在理论上学习当前中国特色生态文明建设的战略意义，深入学习我国关于生态文明建设的理论思想，在课程中贯彻融入尊重自然、保护自然的传统文化蕴涵的生态文明理念。布置任务要求学生整理我国近年以来生态文明建设的系列政策方针，深入领会习近平生态文明重要思想，并从中寻找与沼气工程相关的具体政策内容，如分析中央一号文件中沼气相关政策历年来的调整，认识以沼气工程为纽带构建的农业废弃物处理及能源化、资源化利用的生态循环农业系统理念，领会沼气工程在乡村振兴、农村环境治理等领域的可为之处，以及随着时代发展对沼气工程在功能效用方面要求的变化。

以县域废弃物处理为例，选取全县畜禽粪污处理整县推进项目，从项目应用与实施方面出发，进行县域的收储运系统配套、规划编制等方面系统思维模式、工程思维模式培养，并对县域规模化沼气工程布局及其所发挥的生态循环农业系统中的养分循环功能进行分析。梳理十九大以来一系列沼气技术相关的政策，形成近10年来沼气工程技术规范的文档，通过内容和内涵的变化，认识我国相关农村能源环境与能源建设政策方针的变化。培养学生对国家政策方针的学习能力，增强学生对生态文明建设的认识，以及对沼气工程建设的实践意义。

3 结语

沼气工程设计立足于课程学理，注重学术内涵育人的思政教育途径，深入研究并逐步凝练专业课程思政案例，开展了符合自身特色的探索与实践，形成了新工科背景下的具有工农特色思政教育的协同育人机制，形成了工农结合、专思融合的专业课程思政的实施模式，培养了学生对沼气工程技术的专业情感和社会担当精神，增强了学生综合分析问题和解决问题的能力,从而提高学生整体综合素质，实现协同培养创新实践能力强的高素质创新农业工程人才的实践探索。