低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)設(shè)置研究

張?zhí)招?周躍云

[摘要]低碳發(fā)展的關(guān)鍵是技術(shù)創(chuàng)新，通過對低碳工程的學(xué)科基礎(chǔ)進行分析，闡述了低碳工程的內(nèi)涵、任務(wù)和地位，論述了我國高等院校設(shè)置低碳工程專業(yè)的必要性與可行性，探討了低碳工程的培養(yǎng)目標、課程體系和人才培養(yǎng)模式，為低碳工程人才培養(yǎng)提供重要理論參考。

[關(guān)鍵詞]低碳；學(xué)科基礎(chǔ)；專業(yè)設(shè)置；專業(yè)建設(shè)

[中圖分類號] G640

[文獻標識碼]A

doi： 10. 3969/j. issn. 1671- 5918. 2017. 14. 015

[文章編號] 1671- 5918（ 2017） 14- 0039-03

[本刊網(wǎng)址] http：//www.hbxb）.net

氣候變暖和能源短缺等趨勢正在重塑世界政治經(jīng)濟格局，低碳經(jīng)濟正逐漸成為世界經(jīng)濟發(fā)展的引擎，低碳發(fā)展也是我國經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型的必然要求。低碳經(jīng)濟的核心是技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，關(guān)鍵是低碳技術(shù)創(chuàng)新。因此，中國應(yīng)當加強低碳科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)低碳技術(shù)的跨越式發(fā)展，建設(shè)低碳經(jīng)濟強國。

一、低碳工程的學(xué)科基礎(chǔ)與戰(zhàn)略地位

（一）低碳工程的學(xué)科基礎(chǔ)

低碳是相對于高碳而言的，從短期來看，主要是通過提高能源利用效率和碳產(chǎn)出效率，實現(xiàn)相對的低碳排放；從長期來看，主要是借助清潔能源替代、低碳技術(shù)應(yīng)用等手段實現(xiàn)一國碳排放總量的絕對下降。對于發(fā)展中國家來說就是要在利用低碳技術(shù)使得經(jīng)濟總量增加的同時促進溫室氣體排放的相對下降。

低碳工程（ low - carbon Engineering，簡稱LCE）具有多學(xué)科交叉、綜合的特點，沒有任何一個學(xué)科可以包容低碳工程學(xué)科內(nèi)容。低碳工程所覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域非常廣泛，主要是以數(shù)學(xué)、信息科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)、生物學(xué)、工程與技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科、能源科學(xué)技術(shù)、管理學(xué)等為基礎(chǔ)，結(jié)合礦山工程、動力與電氣工程、化學(xué)工程、土木建筑工程、水利工程、交通運輸工程等工程與技術(shù)科學(xué)，研究開發(fā)和應(yīng)用控制或減少溫室氣體排放的技術(shù)、方法和途徑，以減緩全球變暖的工程科學(xué)。

低碳工程的研究對象是人類活動所產(chǎn)生的溫室氣體的控制問題。根據(jù)《京都議定書》，主要的溫室氣體有多種，而二氧化碳是各種溫室氣體中對氣候變化影響最顯著的氣體，是低碳城建技術(shù)與工程研究的主要對象。溫室氣體主要來源于能源（能源工業(yè)、制造業(yè)和建筑、運輸?shù)炔块T的燃料燃燒，以及固體燃料、石油和天然氣等燃料的飛逸性排放）、工業(yè)（礦產(chǎn)品、化工業(yè)、金屬生產(chǎn)、碳鹵化合物和六氟化硫的生產(chǎn)、碳鹵化合物和六氧化硫的消費等）、溶劑和其它產(chǎn)品的使用、農(nóng)業(yè)（腸道發(fā)酵、糞肥管理、水稻種植、農(nóng)業(yè)土壤、農(nóng)作物殘留物的田間燃燒等）、廢物（陸地固體廢物處置、廢水處理、廢物焚化等）。溫室氣體匯包括植被、海洋和土壤對溫室氣體的吸收、貯存及大氣中對溫室氣體起分解轉(zhuǎn)化的光化學(xué)清除機制等幾方面。

低碳工程的主要任務(wù)是促進和實現(xiàn)溫室氣體排放和控制的科學(xué)研究成果向應(yīng)用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化，開發(fā)最適宜的工藝路線、設(shè)備和技術(shù)方法，減緩大氣中溫室氣體濃度的增加。控制溫室氣體排放，可以從源頭上改進能源供應(yīng)，開發(fā)利用新能源，合理有效地利用現(xiàn)有的常規(guī)能源；在過程中，研究發(fā)展工業(yè)、建筑、交通運輸?shù)刃袠I(yè)的節(jié)能技術(shù)，改進工藝流程和技術(shù)設(shè)備，轉(zhuǎn)變能源利用方式和生產(chǎn)生活方式；在終端，林業(yè)植樹造林和使用林農(nóng)產(chǎn)品獲得生物能以替代化石燃料以及廢棄物行業(yè)回收利用等，研究發(fā)展“碳捕獲與封存”和“碳利用”等技術(shù)和工藝，實現(xiàn)溫室氣體資源化利用，減少大氣層中的溫室氣體濃度。

為了應(yīng)對氣候變化，世界各國正大力開發(fā)低碳技術(shù)，低碳工程的服務(wù)將覆蓋當前人類活動的幾乎所有領(lǐng)域，如環(huán)境、工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等。

（二）低碳工程的戰(zhàn)略地位

當今世界經(jīng)濟發(fā)展與溫室氣體排放具有不可分割的聯(lián)系，氣候變暖不僅對自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了負面影響，也對人類生產(chǎn)、生活和健康造成影響。國際社會加快了溫室氣體排放和控制的科學(xué)研究，技術(shù)發(fā)展日益成熟，經(jīng)濟發(fā)展有可能“去碳化”，在保持經(jīng)濟增長活力的前提下，實現(xiàn)人類的氣候目標。低碳工程是與溫室氣體排放和控制相關(guān)的技術(shù)，其內(nèi)涵豐富、外延廣大，幾乎涵蓋了國民經(jīng)濟發(fā)展的所有支柱產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。在實現(xiàn)低碳經(jīng)濟發(fā)展目標的過程中，低碳工程將起到至關(guān)重要的作用，這也是低碳工程學(xué)科賴以存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。

二、高等院校設(shè)置低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)的必要性與可行性

低碳工程是新生的學(xué)科，需要有本學(xué)科的學(xué)術(shù)研究和教育教學(xué)的基地。從教育人手，建設(shè)低碳工程方面的高等專業(yè)教育，即可以為低碳經(jīng)濟發(fā)展注入持續(xù)的動力，也將有效提高中國在溫室氣體控制領(lǐng)域的科技實力。

（一）為經(jīng)濟社會提供高質(zhì)量的低碳人才的需要

掌握低碳發(fā)展的先機已經(jīng)成為世界主要大國引領(lǐng)世界戰(zhàn)略的必爭高地，目前世界發(fā)達國家及其企業(yè)在實現(xiàn)低碳發(fā)展和發(fā)展低碳技術(shù)方面已經(jīng)搶得先機，在低碳技術(shù)的許多方面有了突破性進展，英國、美國、澳大利等各個國家紛紛加大了低碳領(lǐng)域的人才培養(yǎng)力度。

近幾年，我國在政府的主導(dǎo)下，依靠行政手段已經(jīng)從宏觀上降低了單位GDP能耗指標，要進一步地減少二氧化碳占GDP的排放強度，不可能單純依靠行政手段，必須主要依靠技術(shù)節(jié)能減排和結(jié)構(gòu)節(jié)能減排，真正從微觀上使企業(yè)各自降低單位產(chǎn)值的能耗水平提高碳生產(chǎn)力。早在2009年，我國就作出了低碳發(fā)展的戰(zhàn)略部署，各個地區(qū)、每個企業(yè)都在將低碳發(fā)展理念落實到具體行動中。我國已有的6百多個大中城市，以及2萬多個小城鎮(zhèn)都在向低碳生態(tài)城市發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，眾多的企業(yè)也要進行低碳化改造，為了發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)，國家在2015年之前已經(jīng)投入10萬億元，預(yù)估到2030年將會達到41萬億元，由此提供的就業(yè)機會將達到6900萬人。未來低碳技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的前景非常廣闊，而我國無論是針對高層人才、研究開發(fā)的領(lǐng)軍人才、技術(shù)負責人還是針對產(chǎn)業(yè)層面的一線技術(shù)工人，低碳發(fā)展所需的各個層面人才十分短缺，需要高等院校順應(yīng)時勢設(shè)置低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)培養(yǎng)我國低碳發(fā)展所急需的本科人才。endprint

有關(guān)職位招聘的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)表明，2010年以來低碳行業(yè)的職位需求數(shù)逐年增長。

（二）開設(shè)低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)現(xiàn)實可行

海南、重慶、江西、廣州、蘇州、無錫等地以及一些高等院校已經(jīng)成立了低碳研究院所，開展低碳研究。北京大學(xué)、清華大學(xué)、南開大學(xué)等十多所高校已經(jīng)開設(shè)低碳方面的專業(yè)。中國知網(wǎng)顯示，截止2017年3月，低碳方面的文章有近12萬篇，其中學(xué)術(shù)期刊論文已達7萬多篇，優(yōu)秀碩士論文近1萬篇、博士論文近1500篇。僅從當當網(wǎng)搜索到，有關(guān)低碳方面的圖書近2000種。興辦低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)，培養(yǎng)低碳城建技術(shù)與工程人才不僅是必要的而且現(xiàn)實條件已經(jīng)具備。

三、低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標

（一）人才培養(yǎng)目標

低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)是側(cè)重工科、工理管結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)，應(yīng)當依照大學(xué)本科人才培養(yǎng)目標的總要求，培養(yǎng)具有堅實的自然科學(xué)和社會科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，掌握控制和減少碳排放的基本科學(xué)原理、基本技能、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基本理論，具有創(chuàng)新精神和能力，畢業(yè)后能在生產(chǎn)、服務(wù)與管理等部門從事溫室氣體減排和控制方面的技術(shù)、經(jīng)營管理、教學(xué)科研等方面工作等的人才。

（二）專業(yè)能力與專業(yè)素質(zhì)

低碳城建技術(shù)與工程學(xué)生應(yīng)當具有扎實的物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的基本理論知識，熟悉交通、建筑、能源、環(huán)境和生態(tài)學(xué)科基本理論、基本知識；掌握控制溫室氣體排放的基本技術(shù)；了解低碳城建技術(shù)與工程的前沿以及未來的發(fā)展趨勢，熟悉我國相關(guān)的法律法規(guī)、制度、政策方針；能夠熟練地檢索相關(guān)文獻、查閱相關(guān)資料，處理相關(guān)信息，將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐；具有一定的創(chuàng)新能力，能夠初步地開展一些相關(guān)的科學(xué)研究。

四、低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)課程設(shè)置

低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)包括道德文化、身心素養(yǎng)和科學(xué)文化素養(yǎng)等基礎(chǔ)知識，以及外語、計算機信息技術(shù)、就業(yè)和實踐訓(xùn)練等其他基礎(chǔ)知識；此外還包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、管理學(xué)、工程圖學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與工程、生物工程、能源科學(xué)與工程、建筑學(xué)、低碳交通運輸工程、環(huán)境科學(xué)與工程、資源循環(huán)科學(xué)與工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃、經(jīng)濟學(xué)等方面的基礎(chǔ)理論知識。根據(jù)這些知識結(jié)構(gòu)的要求，低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)課程體系具體如下：

公共課69學(xué)分在總學(xué)分中的占比43.4%，課堂內(nèi)的學(xué)時908在總學(xué)時中的占比42.8%。專業(yè)基礎(chǔ)課50學(xué)分在總學(xué)分中的占比31.45%，課堂內(nèi)的學(xué)時828在總學(xué)時中的占比39. 1%。專業(yè)課16學(xué)分在總學(xué)分中的占比10. 06%，課堂內(nèi)的學(xué)時256在總學(xué)時中的占比12. 1%。公共選修課8學(xué)分在總學(xué)分中的占比5. 03%，課堂內(nèi)的學(xué)時128在總學(xué)時中的占比6%。實踐課16學(xué)分在總學(xué)分中的占比10.6%。

根據(jù)低碳發(fā)展需求及有利于學(xué)生個性和特長的發(fā)展，結(jié)合辦學(xué)實際，專業(yè)課程應(yīng)按培養(yǎng)“寬口徑專才”加以設(shè)置。因此，在制定專業(yè)課時，將專業(yè)課程分成2個專業(yè)方向課程組。

低碳城建技術(shù)與工程專業(yè)方向的課程從第6學(xué)期開始開設(shè)，由學(xué)生自主選修兩組中的任一組，同時向?qū)W生提供具有較為豐富多樣的專業(yè)選修課，來進一步擴充學(xué)生的專業(yè)知識面。

五、人才培養(yǎng)模式

（一）優(yōu)化人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)

按照知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，將理論課和相應(yīng)的實際操作和應(yīng)用緊密結(jié)合起來，處理好各類課程的關(guān)系。注意將專業(yè)課程體系設(shè)置為橫向復(fù)合型課程體系，同時還有根據(jù)當?shù)氐膶嶋H需求，有針對性地設(shè)置一些適用性的任選課。

（二）加強實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，提高學(xué)生綜合能力

突出應(yīng)用特色，教學(xué)和實踐緊密結(jié)合，強化能力與素質(zhì)培養(yǎng)，要求學(xué)生將理論上獲得知識能夠運用于實踐之中，增強人才的適應(yīng)性。

（三）加強教材建設(shè)

教材建設(shè)要適應(yīng)專業(yè)教學(xué)計劃的需要，對于已有的教材要選用公認的水平較高的教材，同時，要組織力量，編寫一批具有鮮明特色、內(nèi)容新、起點高、結(jié)構(gòu)合理的理論和實驗教材。

六、結(jié)語

新的經(jīng)濟增長點需要依靠新興專業(yè)的發(fā)展，加強新興專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展是應(yīng)對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整最積極有效的方式。由傳統(tǒng)經(jīng)濟向低碳經(jīng)濟跨越的過程中，低碳科學(xué)研究與低碳新產(chǎn)品開發(fā)是動力源泉，因此，培養(yǎng)大批高素質(zhì)的低碳工程人才是高校義不容辭的歷史責任，必須盡快構(gòu)建基于交叉學(xué)科的低碳工程學(xué)科體系，系統(tǒng)研究和探索低碳工程專業(yè)在專門人才培養(yǎng)方面所擔負的使命。

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