新工科教育背景下的清潔生產(chǎn)課程教學改革

王勝強

(南開大學 環(huán)境科學與工程學院，天津 300350)

1 前言

我國實施的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略和李克強總理提出的“中國制造2025”行動綱領(lǐng)，迫切需要培養(yǎng)大批新興工程科技人才來支撐核心關(guān)鍵技術(shù)的突破，并在未來全球創(chuàng)新系統(tǒng)中占據(jù)戰(zhàn)略制高點[1,2]。高校在人才培養(yǎng)和科學研究中負有重要責任，因此，調(diào)整高等教育結(jié)構(gòu)，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)人才，發(fā)展新興前沿學科專業(yè)，是社會主義現(xiàn)代化國家全面建設和高質(zhì)量發(fā)展的需要[3-8]。2017年2月和4月，教育部在復旦大學和天津大學分別召開了新工科研討會，提出了“新工科理念”。該理念的提出為我國高等教育，特別是工科教育的發(fā)展指明了方向。

清潔生產(chǎn)是面向環(huán)境工程、環(huán)境科學和資源循環(huán)科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課。雖然是一門選修課程，但是清潔生產(chǎn)課程包含了很多行業(yè)和專業(yè)相關(guān)的知識內(nèi)容，是一門理論相對簡單，但是實際應用需要綜合多方面知識的課程[9,10]。清潔生產(chǎn)包括的行業(yè)門類眾多，不僅包括工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)，甚至還包括建筑和交通運輸業(yè)。工業(yè)企業(yè)包含的行業(yè)種類本身就很多，而且不同工業(yè)企業(yè)的工藝、設備多種多樣，產(chǎn)生的廢棄物也各不相同，因此，清潔生產(chǎn)所面對的對象是多樣的和復雜的。清潔生產(chǎn)涉及的專業(yè)知識包括給水、排水、電力、暖通、制冷、燃氣、建筑和結(jié)構(gòu)等，需要學習和掌握多專業(yè)的知識內(nèi)容，因此，環(huán)境類專業(yè)應該結(jié)合新工科的發(fā)展，培養(yǎng)寬口徑、深基礎的科技人才。推行清潔生產(chǎn)是貫徹落實“碳達峰、碳中和”的重要手段，是促進經(jīng)濟社會發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型的有效途徑。因此，國家發(fā)展改革委等部門提出了“十四五”清潔生產(chǎn)推行方案，要求全面推行工業(yè)領(lǐng)域清潔生產(chǎn)，進一步深化農(nóng)業(yè)、服務業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)等領(lǐng)域清潔生產(chǎn)，這是全面貫徹新發(fā)展理念，推動經(jīng)濟和社會高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。

2 清潔生產(chǎn)需要提高理論創(chuàng)新水平

清潔生產(chǎn)在中國經(jīng)過三十多年的快速發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完善的清潔生產(chǎn)理論和審核方法。《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》是清潔生產(chǎn)和審核的根本法律，《清潔生產(chǎn)審核辦法》是規(guī)范清潔生產(chǎn)審核行為的法律基礎。生態(tài)環(huán)境部很早就有《清潔生產(chǎn)審計手冊》出版，學術(shù)界也出版了很多清潔生產(chǎn)教材。然而隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，目前的清潔生產(chǎn)理論已經(jīng)遠遠落后于企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，很多時候采用既有的理論和方法難以解決現(xiàn)實的節(jié)能、減排和合理降低生產(chǎn)成本的問題。目前清潔生產(chǎn)理論和方法的不足日益凸顯。清潔生產(chǎn)審核報告的編制和審核驗收需要依據(jù)現(xiàn)行有效的法律、法規(guī)、設計規(guī)范、排放標準和通則、導則，這些依據(jù)有的已經(jīng)多年沒有更新或者修訂，例如《綜合能耗計算通則》，從2008年到2020年，經(jīng)過了12年才更新，有很多參數(shù)與實際情況已經(jīng)相差很大。再如《中華人民共和國大氣污染防治法》，從1988年至2018年，經(jīng)歷多次修訂，平均每次修訂時間間隔約為5年，已經(jīng)屬于更新時間間隔較短的法律了。各項法律、法規(guī)、標準、規(guī)范等的內(nèi)容要隨技術(shù)的進步和社會經(jīng)濟的發(fā)展加快更新或修訂速度，將新理論、新技術(shù)、新理念加入其中。國家發(fā)改委在“十四五”清潔生產(chǎn)推行方案中提出，改變傳統(tǒng)的對單個企業(yè)逐一審核的思路和做法，采用園區(qū)清潔生產(chǎn)審核、區(qū)域整體審核，部分省市采用上下游關(guān)聯(lián)企業(yè)一同審核。這些做法提高了審核效率，是一種新的審核理念。清潔生產(chǎn)也可以對企業(yè)按照專業(yè)進行審核，既然企業(yè)設計之初是按照專業(yè)進行設計的，審核也不妨改變傳統(tǒng)做法，按照專業(yè)進行審核。清潔生產(chǎn)也離不開安全生產(chǎn)的理念，這些年發(fā)生的比較大的安全生產(chǎn)事故，原因之一就是沒有貫徹清潔生產(chǎn)的理念，例如江蘇響水化工園區(qū)事故，造成了巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡，其直接原因是違規(guī)堆放的硝化物自燃所致。而深層次原因是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的危險固廢在環(huán)評階段就沒有按照要求進行嚴格計算，產(chǎn)生的危險廢物沒有按照電子聯(lián)單制度進行規(guī)范處置。安全是清潔生產(chǎn)的基石，沒有安全，清潔生產(chǎn)就是空中樓閣，發(fā)生事故可能導致企業(yè)一朝歸零。因此，應該把安全生產(chǎn)的理念和做法加入清潔生產(chǎn)促進法和清潔生產(chǎn)審核過程中去。

3 清潔生產(chǎn)課程要在新工科背景下改革教學內(nèi)容和考核方式

清潔生產(chǎn)是一門專業(yè)選修課，與各類工科緊密相連，沒有實踐課時是一大缺憾。多數(shù)高校的清潔生產(chǎn)課程的授課偏重于理論知識，實際應用案例大多很簡單，較為復雜的綜合性案例較少。對于學生綜合素質(zhì)較高和資源條件較好的部屬高校來說，課程主講教師應該不僅僅講授傳統(tǒng)的或者成熟的理論知識，還應該介紹最新的學科前沿發(fā)展，通過課程的學習，使學生不但學習到比較具體的專業(yè)理論和知識，還可以通過案例的訓練提高工程設計和計算能力，進而提高學生獨立解決比較復雜工程問題的能力。例如：熱力公司煤改燃的改造項目，不但涉及燃料、工藝和設備的改變，還涉及建筑和結(jié)構(gòu)的變化，建筑物耐火等級從二級變?yōu)橐患?，相應的建筑物需要進行多方面安全改造。煤改燃帶來了節(jié)能和減排的變化，項目改造后節(jié)能量和減排量如何準確計算，不但可以考察計算方法是否正確，還涉及政府按照節(jié)約標準煤量進行財政補貼資金金額大小的問題。因此，清潔生產(chǎn)課程可以增加實際案例教學內(nèi)容，理論聯(lián)系實際，使學生在具體案例項目設計訓練中得到鍛煉。這是實踐出真知的具體體現(xiàn)，也體現(xiàn)了南開大學所強調(diào)的“知社會、服務社會”的理念，將所學應用到現(xiàn)實社會中為企業(yè)解決實際難題，不但可以鍛煉學生的能力，提高學生的社會競爭力，也可以提高高校的社會影響力。很多老教授和老院士，年輕時也都深入廠礦企業(yè)和田間地頭，了解人們的困難，將知識轉(zhuǎn)化為解決困難的技術(shù)，在鍛煉中不斷成長。

另外，清潔生產(chǎn)教學和考核方式也可以進行改革，應該改變傳統(tǒng)的考試方式，不但可以采用過程考核方式，還可以采用項目考核方式，甚至團隊加項目考核方式。授課教師提出問題，學生可以組團設計，還可以聯(lián)系外部力量助力一起解決現(xiàn)實問題?？己私處熞部梢匝埿Ｍ鈱＜一蛐袠I(yè)專家參與授課或者項目指導與評價，指導學生未來的學術(shù)道路或者職業(yè)生涯健康良性發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代社會正在發(fā)生快速變化，工業(yè)從電氣化、自動化向智能化轉(zhuǎn)變。環(huán)境類專業(yè)也受到人工智能的影響，很多環(huán)境污染嚴重、對人毒害性較強或者操作環(huán)境惡劣的情況，可以不再需要人去操作或者巡查，采用機器人即可完成相應任務，大大提高了效率和安全性。因此環(huán)境類專業(yè)要在社會環(huán)境治理和保護人們健康中高質(zhì)量發(fā)展，其中一個重要方面就是需要和人工智能等新工科專業(yè)結(jié)合，在新工科類專業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要作用[11]。

4 清潔生產(chǎn)和課程教學都需要不斷發(fā)展和進步

在“碳中和”與“碳達峰”的目標任務和“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念下，清潔生產(chǎn)的發(fā)展需要隨著國家的戰(zhàn)略發(fā)展方向而轉(zhuǎn)變。在十四五甚至更長一段時間內(nèi)，能耗雙控是常態(tài)，節(jié)能減碳會是一項長期發(fā)展戰(zhàn)略。如何減碳，在清潔生產(chǎn)的方方面面會具體體現(xiàn)出來。采用清潔能源，提高工藝制造水平和設備運行效率，減少污染物排放總量和排放強度都是重要組成。清潔生產(chǎn)的發(fā)展離不開科研的創(chuàng)新，也離不開技術(shù)的發(fā)展和進步。企業(yè)清潔生產(chǎn)實際問題的解決最終仍會歸結(jié)于技術(shù)問題的解決。企業(yè)生產(chǎn)中面臨很多的現(xiàn)實問題，如在污染物排放方面，需要直面排放標準日益嚴格和法律、法規(guī)不斷完善的現(xiàn)實，而污染物排放要達標，治理技術(shù)的提高是必須邁過去的一道坎。因此，為了保護我們的環(huán)境，踐行黨中央和習近平主席“綠水青山就是金山銀山”的指示，需要提高學生學習和從事科研工作的責任感和使命感。只有技術(shù)和科研上有了突破，才能真正從根本上提高污染物處理水平，減少污染物的排放。而科研和技術(shù)的突破是一種創(chuàng)新。因此，只有創(chuàng)新，理論和技術(shù)才能不斷地發(fā)展，企業(yè)清潔生產(chǎn)水平不斷地提高，企業(yè)也才能不斷地發(fā)展壯大，國家經(jīng)濟才能高質(zhì)量地發(fā)展。

5 結(jié)束語

國家創(chuàng)新戰(zhàn)略的提出和高質(zhì)量發(fā)展的要求，對高校新工科和環(huán)境類專業(yè)建設提出了更高的要求，深入貫徹清潔生產(chǎn)發(fā)展理念是企業(yè)提高生產(chǎn)水平，不斷發(fā)展壯大的重要一環(huán)，清潔生產(chǎn)要隨技術(shù)進步和社會發(fā)展創(chuàng)新理念和做法，不斷提高審核成效。清潔生產(chǎn)課程可以改變教學內(nèi)容和考核方式、方法，重點培養(yǎng)學生的工程設計能力和解決復雜問題的能力，增強學生從事科研工作的責任感和使命感，從而更好地服務國家和社會。