“雙碳”與“交通強(qiáng)國”背景下道路工程專業(yè)學(xué)生的綠色工程教育探索

常錦，雷鳴，聶重軍，艾麗菲拉·艾爾肯，張銳，羅世林

（長沙學(xué)院土木工程學(xué)院，湖南長沙 410022）

2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，明確到2035年我國要基本建成“交通強(qiáng)國”。截至2020年底，我國高速公路通車總里程已突破16 萬公里。根據(jù)《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年-2030年）》[1]，預(yù)計(jì)至2030年，我國國家公路網(wǎng)（國道+國家級(jí)高速公路）總里程將達(dá)40.1 萬公里。在此背景下，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，也面臨諸多挑戰(zhàn)。國家對(duì)新建及改擴(kuò)建交通項(xiàng)目在智能化、數(shù)字化、耐久性及生態(tài)環(huán)保等方面提出了新要求。與此同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展，踐行大國責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，在2021年初的政府工作報(bào)告中提出“2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)（以下簡稱“雙碳”目標(biāo)），力爭在居民生活、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等絕大多數(shù)領(lǐng)域中，以電力、氫能、地?zé)?、太陽能等非碳能源替代化石能源消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。當(dāng)前，交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放對(duì)我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有重要影響。因此，針對(duì)我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，要加快綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施建造技術(shù)的轉(zhuǎn)型，服務(wù)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略目標(biāo)。綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施建造技術(shù)是指在建造過程中采用低碳、污染小的筑路材料以及綠色節(jié)能的施工工藝和智慧化的全過程管理模式等[2-4]。比如開發(fā)低能耗的冷拌瀝青材料[5]、吸收汽車尾氣的瀝青路面材料[6-7]、可發(fā)電的太陽能路面技術(shù)[8-9]、回收利用工業(yè)與建筑固體廢棄物為原料修建的再生瀝青混凝土路面[10-11]、BIM 全過程施工管理模式等技術(shù)與措施[12]，從而實(shí)現(xiàn)減少碳排放量、降低環(huán)境污染的目標(biāo)，促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)。因此，綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施建造工程是交通行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和的重要手段，也是傳統(tǒng)交通工程基礎(chǔ)設(shè)施建筑技術(shù)改造升級(jí)的未來方向，將綠色發(fā)展理念全面融入交通工程學(xué)科教育，培養(yǎng)道路工程專業(yè)學(xué)生的綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施建造理念顯得尤為重要與緊迫。

1 道路工程學(xué)科教學(xué)存在的問題

1.1 注重專業(yè)知識(shí)傳授的教學(xué)模式，與“雙碳”與“交通強(qiáng)國”背景下的人才培養(yǎng)理念不符

以道路工程專業(yè)的核心課程《路基路面工程》為例，該課程是土木工程專業(yè)路橋方向一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)核心課程，課程理論知識(shí)內(nèi)容豐富，實(shí)踐工程案例多，但當(dāng)前部分專業(yè)教師挖掘、提煉相關(guān)專業(yè)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為社會(huì)主義核心價(jià)值觀的能力還有待提高，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一的能力稍顯不足?，F(xiàn)階段過于注重專業(yè)知識(shí)傳授的教學(xué)模式，而忽視了育人工作。

1.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊，無法滿足“雙碳”與“交通強(qiáng)國”背景下新工科人才培養(yǎng)要求

土木工程專業(yè)路橋方向?qū)W生主要就業(yè)方向集中于施工企業(yè)、養(yǎng)護(hù)公司、設(shè)計(jì)院、檢測公司、監(jiān)理公司、工程咨詢以及建筑材料企業(yè)等。在“雙碳”和“交通強(qiáng)國”背景下，就業(yè)單位更需要實(shí)踐能力強(qiáng)、知識(shí)面廣、懂技術(shù)、會(huì)管理、能創(chuàng)新的復(fù)合型人才。而傳統(tǒng)的《路基路面工程》課程的教學(xué)內(nèi)容在智能化、數(shù)字化、耐久性及生態(tài)環(huán)保等方面涉及很少，限制了學(xué)生知識(shí)的擴(kuò)充與更新，滿足不了綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建造對(duì)工科人才能力的要求。

1.3 教學(xué)模式機(jī)械，評(píng)價(jià)方法單一

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，多數(shù)教師按照教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)的要求機(jī)械地設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，是一種典型的“單向知識(shí)傳授型”教學(xué)模式。該教學(xué)模式限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思考能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓課堂變得乏味，降低了學(xué)生課前與課后的學(xué)習(xí)興趣。此外，以期末考試為主體的單一評(píng)價(jià)方法使學(xué)生重視期末突擊式復(fù)習(xí)，忽視了專業(yè)知識(shí)的理解與實(shí)踐運(yùn)用。這些問題制約著“雙碳”與“交通強(qiáng)國”背景下我國新工科人才的高質(zhì)量培養(yǎng)。

2 道路工程專業(yè)綠色工程教育的內(nèi)涵

交通基礎(chǔ)設(shè)施建造工程需要消耗大量的砂、石、水泥、瀝青、鋼材、聚乙烯以及化石燃料，并需要種類繁多的工程機(jī)械設(shè)備與技術(shù)人員配合完成建造施工，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的二氧化碳、建筑垃圾和其他污染物。在綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建造過程中，綠色工程注重采用可回收利用的舊混凝土、舊集料、舊瀝青、舊磚等建筑垃圾及以鋼渣為代表的工業(yè)固體廢棄物作為筑路原材料，減少對(duì)大自然原材料的索取，以達(dá)到低碳減排、減少環(huán)境污染的效果。同時(shí)，通過新型材料研發(fā)，提高道路工程使用壽命，重點(diǎn)攻關(guān)可吸收汽車尾氣的瀝青路面材料，以及結(jié)合太陽能技術(shù)，修筑可發(fā)電的太陽能高速公路。此外，綠色工程還注重施工全過程的智慧管理、施工機(jī)械的電動(dòng)化等內(nèi)容。

綠色工程教育不僅包含節(jié)能、生態(tài)和環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)，還涉及了人文歷史、哲學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)和思維[13]。要最終達(dá)成綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施建造目標(biāo)，首先需培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和綠色工程意識(shí)的道路工程專業(yè)人才。當(dāng)前，正處于新一輪全球產(chǎn)業(yè)和科技革命時(shí)期，在我國大力推行“雙碳”與“交通強(qiáng)國”的背景下，基于可持續(xù)發(fā)展的理念，培養(yǎng)面向新時(shí)代的道路工程新工科人才成為教育工作者的光榮使命。綠色工程教育熏陶下的道路工程專業(yè)人才應(yīng)具有生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展理念，樹立人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)觀。

3 道路工程專業(yè)綠色工程教育的途徑

3.1 以立德樹人為根本，深化教學(xué)理念改革

改變過去僅注重專業(yè)知識(shí)傳授的片面教學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)“全方位、全程、全員育人”的變革，深入挖掘課程中的思政元素。以《路基路面工程》專業(yè)課程為例。該課程與實(shí)際工程結(jié)合緊密，課題組成員可廣泛收集，精心整理思政案例，突出人文情懷、社會(huì)意識(shí)和專業(yè)技能的培養(yǎng)[14]。

3.2 以綠色工程教育內(nèi)涵為指引，立足課堂，優(yōu)化學(xué)科教學(xué)內(nèi)容

道路工程專業(yè)課程體系建設(shè)是實(shí)施綠色工程教育的基礎(chǔ)。道路工程的課程應(yīng)以生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展理念為宗旨，首先要使學(xué)生樹立人與自然和諧共處的生態(tài)倫理觀，圍繞綠色工程教育理念培養(yǎng)學(xué)生道路工程設(shè)計(jì)、施工的意識(shí)，使學(xué)生掌握道路工程設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)的技術(shù)原理與方法，增加道路工程通識(shí)教育課程和道路工程專業(yè)教育課程。此外，還應(yīng)注重教學(xué)模式改革與實(shí)踐，豐富學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的核心基礎(chǔ)能力。

3.3 以線上線下教學(xué)方法為手段，優(yōu)化教學(xué)模式與評(píng)價(jià)方法

在實(shí)際教學(xué)中可根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容采取多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法、小組討論法、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)法、道路設(shè)計(jì)競賽、翻轉(zhuǎn)課堂等線上線下混合式教學(xué)。線上線下混合式教學(xué)擬采用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行。此外，建立綠色工程教育考核評(píng)價(jià)方法，從作業(yè)、課堂討論、匯報(bào)展示、回答問題、課堂小測試、單元測試、調(diào)研報(bào)告、論文、期末考試等方面設(shè)定綠色工程教育相關(guān)的達(dá)成指標(biāo)，進(jìn)行道路工程專業(yè)學(xué)生的綠色工程教育達(dá)成度分析，促進(jìn)學(xué)生綠色工程意識(shí)和綠色工程能力的培養(yǎng)。

3.4 深化產(chǎn)教融合，加強(qiáng)協(xié)同育人

以培養(yǎng)高水平應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才為目標(biāo)，緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，改進(jìn)人才培養(yǎng)模式，增強(qiáng)國家和地方產(chǎn)業(yè)核心競爭力，是進(jìn)行社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)和根本性要求，也凸顯了產(chǎn)教融合的必然性[15]。地方性應(yīng)用型本科學(xué)?？梢耘c新型道路材料研發(fā)企業(yè)，建筑固廢、工業(yè)固廢、盾構(gòu)棄土等再生利用型建筑企業(yè)以及交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)智慧化全過程管理公司等與綠色道路工程密切關(guān)聯(lián)的企業(yè)商討共建產(chǎn)學(xué)研校企實(shí)踐基地，討論學(xué)校課題教育與校外實(shí)訓(xùn)基地實(shí)踐學(xué)習(xí)深度結(jié)合的綠色道路工程人才培養(yǎng)模式。此外，鼓勵(lì)教師深入綠色道路工程相關(guān)企業(yè)掛職或培訓(xùn)學(xué)習(xí)，及時(shí)更新行業(yè)專業(yè)新知識(shí)，課堂上實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。與此同時(shí)，積極邀請(qǐng)道路工程行業(yè)專家擔(dān)任校外兼職導(dǎo)師，并定期為學(xué)生講授綠色道路工程專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。

4 結(jié)語

當(dāng)前，在“雙碳”與“交通強(qiáng)國”背景下，道路工程專業(yè)教育應(yīng)轉(zhuǎn)向低碳排放的綠色工程教育，重視學(xué)生綠色低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建造能力的培養(yǎng)，為國家培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。