“雙碳”背景下地質(zhì)工程專業(yè)課程教學(xué)改革的思考
——以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)為例

尚福華，李國平，付文鼎，密文天

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

1 研究背景

碳減排已成為全球各國的共識性選擇[1]。我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，在節(jié)能減排方面起到了帶頭作用，并提出“力爭2030 年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年前實現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)[2-3,11]。為了積極響應(yīng)國家的碳中和號召，2021 年7 月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》，要求高等教育加強“雙碳”人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新研究；2022年4 月，教育部印發(fā)《加強碳達(dá)峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》，提出“建成一批引領(lǐng)世界碳中和基礎(chǔ)研究的頂尖學(xué)科”的目標(biāo)。

與“雙碳”緊密相關(guān)的地質(zhì)工程專業(yè)是地質(zhì)學(xué)的一個分支，是地質(zhì)學(xué)與工程學(xué)相互滲透、交叉的邊緣學(xué)科[4]，其研究范圍主要包括地質(zhì)環(huán)境評價與改造、礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)等。事實上，不同學(xué)校的地質(zhì)工程專業(yè)具有不同的定位。鑒于內(nèi)蒙古具有豐富的煤炭資源，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院傾向于培養(yǎng)服務(wù)煤田地質(zhì)與勘探的專業(yè)技術(shù)人才。然而，傳統(tǒng)模式培養(yǎng)的人才很難滿足行業(yè)發(fā)展的需要，因此，亟須探索專業(yè)課程教學(xué)改革。

2 地質(zhì)工程專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，全國有多所高校開設(shè)了地質(zhì)工程專業(yè)，但其培養(yǎng)人才的側(cè)重點存在顯著差異，以中國地質(zhì)大學(xué)為代表的綜合類地質(zhì)高校以培養(yǎng)復(fù)合型地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才為目標(biāo)，其專業(yè)課涵蓋了地質(zhì)工程相關(guān)的絕大多數(shù)方向；以中國礦業(yè)大學(xué)為代表的行業(yè)高校通常圍繞一些能源資源培養(yǎng)特定方向的專業(yè)技術(shù)人才，其專業(yè)課主要集中在行業(yè)相關(guān)課程，各高校在培養(yǎng)地質(zhì)工程人才方面存在差異。隨著“雙碳”政策的廣泛實施，一些“雙一流”高校在原有培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上增加了與碳中和相關(guān)的專業(yè)內(nèi)容，一些高校還依托地質(zhì)工程等專業(yè)成立了碳中和研究院，積極開展對相關(guān)低碳技術(shù)的研究，以培養(yǎng)學(xué)生的碳中和專業(yè)素養(yǎng)。

在過去十幾年，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)主要立足內(nèi)蒙古鄂爾多斯盆地這個能源基地、大興安嶺成礦帶和北山成礦帶這兩個戰(zhàn)略資源基地，圍繞不同成礦帶的成礦機制和深部復(fù)雜區(qū)域勘探進(jìn)行深入研究，并為內(nèi)蒙古輸送了大量的專業(yè)技術(shù)人才。但是，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)恢復(fù)辦學(xué)時間較短，且受限于經(jīng)濟發(fā)展及科技水平，以往培養(yǎng)的學(xué)生缺少碳中和相關(guān)知識體系，因此，針對內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)課程的教學(xué)改革已成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、促進(jìn)內(nèi)蒙古自治區(qū)能源轉(zhuǎn)型以及推動“雙碳”目標(biāo)達(dá)成的必要舉措[5]。

3 地質(zhì)工程專業(yè)教學(xué)改革措施

近年來，多所“雙一流”高校成立了碳中和相關(guān)研究院或研究中心，但內(nèi)蒙古自治區(qū)尚未成立具有規(guī)模的碳中和機構(gòu)。為了更好地踐行《內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)應(yīng)積極開展教學(xué)改革，從課程教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、師資力量等方面著手，積極培養(yǎng)學(xué)生碳中和思維和碳減排技術(shù)，為內(nèi)蒙古經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量。

3.1 教學(xué)方式改革

目前，多數(shù)學(xué)校均采用傳統(tǒng)教學(xué)+互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生，主要有以下兩個方面的原因：（1）傳統(tǒng)教學(xué)模式講授的知識點更具針對性，能使學(xué)生對知識點的印象更加深刻，為學(xué)生提供調(diào)用原有知識參與深度思維的條件；（2）互聯(lián)網(wǎng)具有信息傳播快捷和高效的優(yōu)勢，可以使學(xué)生快速掌握相關(guān)知識要點。隨著“雙碳”政策的實施，以往傳統(tǒng)教學(xué)+互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式并不能很好地培養(yǎng)學(xué)生碳中和思維，因此，需要在以往教學(xué)模式的基礎(chǔ)上增加與碳中和相關(guān)的實踐元素[6-7]。

在實踐方面，培養(yǎng)學(xué)生碳中和素養(yǎng)的方法可以靈活多樣，例如可以采用以下幾種方式：（1）在課堂上讓學(xué)生觀看礦井瓦斯、甲烷等溫室氣體排放過程，結(jié)合地質(zhì)工程專業(yè)課程知識，積極拓展實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的低碳技術(shù)；（2）在課堂上引導(dǎo)學(xué)生思考與地質(zhì)工程相關(guān)的低碳技術(shù)（如煤—水—熱共采可行性）[8]，訓(xùn)練學(xué)生獨立、創(chuàng)新思考問題的能力，加深對碳中和意義的理解；（3）帶領(lǐng)學(xué)生赴相關(guān)企業(yè)開展調(diào)研和實習(xí)，積極了解二氧化碳地質(zhì)封存（煤層、頁巖、咸水層）技術(shù)[9]，并討論每種技術(shù)的機理，分析不同技術(shù)方法的效果和可行性，從而為后續(xù)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.2 教學(xué)內(nèi)容改革

地質(zhì)工程是一門復(fù)雜的學(xué)科，具有內(nèi)容龐雜、概念繁多的特點，以往教師主要是為學(xué)生講授教材上的知識，重點在于傳授專業(yè)基礎(chǔ)概念及常用應(yīng)用技術(shù)，趨向于模式化培養(yǎng)學(xué)生[10]。隨著碳中和措施的逐步落地，以往的教學(xué)內(nèi)容難以支撐培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成。實際上，碳中和具有典型的交叉學(xué)科性質(zhì)，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)地質(zhì)工程專業(yè)基礎(chǔ)知識的情況下，進(jìn)一步了解地球科學(xué)、林業(yè)工程、測繪工程等相關(guān)專業(yè)知識，從而形成碳中和系統(tǒng)思維[11-12]。

內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國的煤炭大省，也是我國重點生態(tài)功能區(qū)，承擔(dān)著能源供應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的雙重責(zé)任[13]。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容也更加貼近自治區(qū)的實際情況，應(yīng)積極從專業(yè)特色方面培養(yǎng)學(xué)生的碳中和思維。教師在教學(xué)內(nèi)容方面增加與碳中和相關(guān)的其他專業(yè)內(nèi)容，具體舉措如下：（1）積極增加基礎(chǔ)物理—化學(xué)相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生進(jìn)一步了解二氧化碳地質(zhì)封存的基本原理，進(jìn)一步開發(fā)出與二氧化碳封存以及穩(wěn)定性檢測相關(guān)的技術(shù)；（2）利用礦業(yè)學(xué)院的優(yōu)勢，教授學(xué)生采礦工程專業(yè)的相關(guān)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生從地質(zhì)角度思考采煤過程中可以降低二氧化碳排放的措施，從而保證化石能源的清潔高效開采。

3.3 增強相關(guān)師資力量

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)擁有一支學(xué)歷層次高、學(xué)緣和年齡結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，但師資隊伍的實踐經(jīng)驗、跨專業(yè)知識需豐富，才能更好地保證培養(yǎng)的學(xué)生具有綜合的專業(yè)技術(shù)能力，使學(xué)生能夠從容地解決后續(xù)工作過程中遇到的“雙碳”問題。針對行業(yè)現(xiàn)狀，專業(yè)師資的水平仍需提升，成長為一支能夠準(zhǔn)確響應(yīng)國家號召、專業(yè)能力與教學(xué)水平不斷進(jìn)步的隊伍，這也是課程教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。

在“雙碳”背景下，專業(yè)教師應(yīng)積極主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識，特別是針對二氧化碳捕獲、二氧化碳地質(zhì)封存、煤炭管控等方面的內(nèi)容，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的“雙碳”思維和能力。此外，學(xué)校需要鼓勵各個相關(guān)學(xué)院成立合作團(tuán)隊，圍繞“雙碳”開展相關(guān)研究，以不同專業(yè)的知識體系向?qū)W生全面展示地質(zhì)碳減排過程中的原理與應(yīng)用場景，以有效地拓展學(xué)生的知識面，并培養(yǎng)學(xué)生全面思考和解決問題的能力。

3.4 提升學(xué)生創(chuàng)新能力

面對“雙碳”這種新興事物，許多高校存在著專業(yè)能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力脫節(jié)的問題[14]，導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)工作過程中遇到問題難以有效解決，因此，需要重視提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，可以從以下幾種途徑來提升學(xué)生“雙碳”方面的創(chuàng)新能力：（1）教師可以在課堂上增加“雙碳”相關(guān)的創(chuàng)新項目，提高學(xué)生對創(chuàng)新的敏感度；（2）教師帶領(lǐng)學(xué)生開展一些低碳技術(shù)的實驗，增強學(xué)生思考問題、處理問題的能力；（3）教師聯(lián)系相關(guān)交叉學(xué)科，提高學(xué)生的視野開闊性，培養(yǎng)學(xué)生綜合思維的能力；（4）增設(shè)專業(yè)的創(chuàng)新培訓(xùn)基地，從多方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力；（5）課程思政也是提升學(xué)生創(chuàng)新能力的重要舉措[15]，培養(yǎng)學(xué)生以辯證的角度看待問題，以多元化的思維處理問題，把辯證與創(chuàng)新融會貫通，使學(xué)生增強處理問題的能力。

4 結(jié)束語

從長遠(yuǎn)來看，高校需要大批量輸出高質(zhì)量的專業(yè)人才，以滿足未來“雙碳”行業(yè)對人才的需求。地質(zhì)工程作為與“雙碳”緊密相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域，更應(yīng)該積極開展教學(xué)改革，著重加強培養(yǎng)學(xué)生的碳中和思維和能力。以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)為例，應(yīng)通過改革教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的專業(yè)能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，培養(yǎng)能夠助推“雙碳”目標(biāo)落地的專業(yè)技術(shù)人才。