高校環境類專業開設碳中和課程的基本框架

李惠民 李海燕

（北京建筑大學環境與能源工程學院 北京 100044）

“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”是我國對國際社會的莊嚴承諾，同時也是我國的中長期重大戰略。2021年3月，習近平總書記在中央財經委員會第九次會議上強調，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局。為深入貫徹黨中央、國務院關于碳達峰碳中和的重大戰略部署，2021年7月，教育部發布了《高等學校碳中和科技創新行動計劃》，其中明確提出，要加快構建高校碳中和科技創新體系和人才培養體系。

世界很多國家和地區都非常重視氣候變化相關教育，并出臺了一系列行動計劃[1]。在《聯合國氣候變化框架公約》指導下，聯合國發布了一系列綱領性文件，從教育政策制定、教育目標設定、課程設計實施、教師能力提升和學校環境建設等方面闡明了氣候變化教育的發展路徑[2]。歐盟則推出了“碳校計劃”，把氣候變化與學校教育教學聯系起來[3]。清華大學、倫敦政治經濟學院、澳大利亞國立大學、伯克利加州大學等著名高校聯合成立了“世界大學氣候變化聯盟”[4]。然而，碳中和在我國依然是一個新生事物，國內很少有高校開設過相關課程。環境類專業與碳中和關系密切，招生數量大，在相關人才培養中發揮重要作用。筆者所在的北京建筑大學環境科學與工程系，是國內較早開展氣候變化專業教育的高校之一，早在2013年就在環境科學專業開設了氣候變化特色方向進行招生，積累了一定的氣候變化人才培養經驗。本文結合北京建筑大學的課程經驗，對高校環境類專業如何開設碳中和相關課程進行了討論，對高校推動課程改革具有一定的借鑒意義。

1 環境類專業與碳中和的關系

1.1 環境類專業的課程體系

環境類專業主要涵蓋三大核心知識體系，即系統揭示環境問題特征、形成、演變及其效應的環境科學，涵蓋環境要素全生命周期調控的環境工程學，以及信息—經濟—社會—法律等綜合集成的環境管理學。我國開設環境類專業的高校非常多，據統計，我國目前已有382個高校進行環境類專業招生。不同的院校在課程設置和人才培養體系中具有不同的特色，但綜合來看，環境類專業的核心課程包括：環境學原理、環境工程原理、生態學、環境化學、環境地學、環境生物學、環境監測學、環境影響評價、環境管理學、環境法學、環境經濟學、環境規劃學、水污染控制技術、大氣污染控制技術、土壤污染控制技術、固體廢物處理處置技術、物理性污染控制技術及環境修復技術等。傳統的環境類專業主要圍繞水、氣、聲、渣等污染物進行課程設置。由于二氧化碳不屬于常規污染物的范疇，現有環境類教材中關于碳排放的內容很少。

1.2 碳中和科技體系與學科需求

根據IPCC的定義，所謂碳中和，即凈零碳排放，指人類活動造成的 CO2排放與人為 CO2吸收量在一定時期內達到平衡。與一般的污染物不同，CO2排放來源更廣，包括能源活動、工業過程、農業過程、土地利用變化、廢棄物管理等。CO2減排涉及經濟社會發展的方方面面，因此說碳中和是一場深刻的系統性變革。

碳中和所涉及的知識體系非常廣，一般來說可以歸為以下三類：一是碳排放監測、碳排放核算、碳排放遷移轉化規律等基礎體系；二是碳減排技術體系，包括低碳能源技術、低碳交通技術、低碳建筑技術、低碳農業技術、廢棄物溫室氣體減排技術、資源高效循環利用技術、碳捕獲與封存技術、農林業增匯技術等；三是碳減排社會經濟支撐體系，包括碳市場、碳金融、碳規劃、碳管理等。這三類總體上對應環境類專業的三個基本方向：環境科學、環境工程、環境管理。由于碳中和技術需求的廣泛性，除了環境學科外，碳中和對于能源、建筑、交通、工業、農林業、管理、法律等相關學科也存在重大需求。

圖1：環境學科體系對碳中和技術的支撐方向

1.3 環境類專業對碳中和的支撐方向

結合環境類專業特色以及碳中和的技術需求，環境類專業可以從三個方面對碳中和進行支撐，如圖1所示。第一個方面是碳循環、碳監測、碳核算、碳轉化等關于溫室氣體物理化學性質、遷移轉化規律、監測與核算等基礎科學的支撐；第二個方面是對碳減排技術的支撐；第三個方面是對碳規劃、碳市場、碳金融、碳管理等方面的支撐。總體看來，環境專業與碳中和關系密切，是實現碳中和過程中的重要基礎性學科。

2 環境類專業設置碳中和課程的總體思路

2.1 適應社會需求，把握課程改革方向

大學專業人才的培養離不開一套相互銜接、互相支撐，層層遞進的課程體系。《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》中將“目標導向，課程優起來”作為重要的建設內容，并明確指出“以目標為導向加強課程建設。立足經濟社會發展需求和人才培養目標，優化重構教學內容與課程體系”。碳中和是我國生態文明建設的重要內容，是未來相當長一段時期內的戰略任務。在這一背景下，環境類專業應將傳統“水氣聲渣”的課程體系適度擴展為“水氣聲渣碳”，并在課程改革中不斷調整課程體系，培養適應社會需求的專業人才。

2.2 適度新增課程，挖掘既有課程改革潛力

經過幾十年的不斷發展，環境專業已經基本形成一套相對穩定的課程體系，有成熟的教材和固定的教師。在學生減負的大環境下，大幅度增加學時也不現實。因此，在面向碳中和的課程改革中，應立足于挖掘既有課程的改革潛力，在相關課程中增加碳中和內容。為了增強碳中和課程的體系化，可以適度增加課程。

2.3 保持專業方向，重視學科交叉

不同高校的環境專業具有不同的專業特色，如水污染防治、固廢處理、環境經濟學等。這些專業特色與高校研究優勢相統一，使高校環境類專業呈現出多元化人才培養的特征。在當前碳中和成為社會熱點的情況下，高校不能進行運動式的課程改革，一味地強調碳中和而失去了原有的人才培養優勢。為了適應碳中和的社會需要，高校應在原有的特色方向上，以解決本領域的碳減排問題為基本方向，不斷尋求學科交叉，形成新的教學與科研優勢。

表1：環境類專業開設碳中和課程的基本框架

3 環境類專業開設碳中和課程的基本框架

高校課程一般可分為通識類課程、專業類課程、實踐類課程三類。根據教學的實際需要，可以通過新增課程和課內改革兩種途徑開設碳中和相關課程。環境類專業開設碳中和課程的基本框架如表1所示。

3.1 碳中和通識類課程

碳中和通識類課程的主要目標是提高意識、增強共識[5]。本文所說的通識類課程主要面向環境類專業學生開設。在課時充足的情況下，建議開設《氣候變化基礎》課程，重點講授氣候變化的形成、氣候變化影響、氣候變化應對等內容，提高學生氣候變化意識。在課時不足的情況下，也可以在生態文明類課程中增加氣候變化和碳中和專題，集中闡述我國應對氣候變化的政策、實現碳中和的基本措施等內容。

3.2 碳中和專業類課程

專業課程是課程改革的重點。在有限的課時中，應重點講授碳中和的基礎內容，如碳中和概論、溫室氣體排放清單、溫室氣體減排技術等，這些內容對于理解碳中和、從事碳中和相關工作具有重要的支撐作用。其中，《碳中和概論》可以根據不同院校的特點安排不同的教學內容。以北京建筑大學為例，該課程除了講授碳中和的基本概念、實現途徑等一般性內容以外，主要圍繞基礎設施領域碳排放核算、低碳設計、減排技術等安排教學內容。《溫室氣體排放清單》是研究碳中和的基礎性課程，在現有的環境類專業課程中很少涉及相關內容，建議作為新增課程。《溫室氣體減排技術》主要講授不同領域的溫室氣體減排技術，一般應圍繞專業特色安排教學內容，如建筑溫室氣體減排技術、交通溫室氣體減排技術、廢棄物溫室氣體減排技術等。

更多的情況下，高校可以充分挖掘既有課程的改革潛力，增加相關的教學內容。如在《環境學概論》《環境地學》《環境生態學》等課程中增加碳循環等相關內容；在《環境監測》課程中增加溫室氣體監測等內容；在《環境工程學》《清潔生產》等課程中增加碳減排專題；在《環境經濟學》《環境管理》《環境規劃》等課程中引入碳金融、碳市場、碳規劃等專題。總體來看，環境類專業與碳中和具有密切聯系，許多課程都可以挖掘相關潛力，增加碳中和相關內容，從而將碳中和形成一個較為完整的知識體系。

3.3 碳中和實踐類課程

實踐類課程是教學體系中的關鍵一環。碳中和孕育了大量的人才需求，使學生掌握相關技能并能學以致用，是實踐類課程的主要目標。確有必要的情況下，可以開設《碳評價》《碳減排工程設計》等實踐類課程，與社會的人才需求緊密結合起來。除此之外，對于廣大高校更為適用的途徑是在相關課程設計中增加碳中和模塊，如在環境評價實踐中增加碳核算碳核查專題、在環境監測實踐中增加溫室氣體監測模塊、在環境工程設計中實踐增加碳減排專題等。

4 結語

環境類專業隨著人類環境運動的興起而得以發展。從誕生之日起，環境專業的主要目標就是解決當下的環境問題。氣候變化是當今人類社會面臨的共同挑戰，碳達峰、碳中和為環境類專業提出了全新的命題。瞄準最重要的環境問題，是環境專業的使命。環境類專業應順應潮流，積極響應國家重大戰略，進行課程改革，為碳中和事業培養人才。