“雙碳”與“交通強國”背景下道路工程專業學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

（長沙學院土木工程學院，湖南長沙 410022）

2019年9月，中共中央、國務院印發《交通強國建設綱要》，明確到2035年我國要基本建成“交通強國”。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《國家公路網規劃（2013年-2030年）》[1]，預計至2030年，我國國家公路網（國道+國家級高速公路）總里程將達40.1 萬公里。在此背景下，我國交通基礎設施建設迎來了新的發展機遇，也面臨諸多挑戰。國家對新建及改擴建交通項目在智能化、數字化、耐久性及生態環保等方面提出了新要求。與此同時，為實現我國社會經濟綠色可持續發展，踐行大國責任和擔當，在2021年初的政府工作報告中提出“2030年實現碳達峰，2060年實現碳中和”的目標（以下簡稱“雙碳”目標），力爭在居民生活、交通、工業、農業、建筑等絕大多數領域中，以電力、氫能、地熱、太陽能等非碳能源替代化石能源消費，實現“雙碳”目標。當前，交通運輸行業的碳排放對我國實現“雙碳”目標有重要影響。因此，針對我國交通基礎設施建設領域，要加快綠色低碳交通基礎設施建造技術的轉型，服務國家“雙碳”戰略目標和“交通強國”戰略目標。綠色低碳交通基礎設施建造技術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]、可發電的太陽能路面技術[8-9]、回收利用工業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與措施[12]，從而實現減少碳排放量、降低環境污染的目標，促進項目建設發展與生態環境協調。因此，綠色低碳交通基礎設施建造工程是交通行業碳達峰、碳中和的重要手段，也是傳統交通工程基礎設施建筑技術改造升級的未來方向，將綠色發展理念全面融入交通工程學科教育，培養道路工程專業學生的綠色低碳交通基礎設施建造理念顯得尤為重要與緊迫。

1 道路工程學科教學存在的問題

1.1 注重專業知識傳授的教學模式，與“雙碳”與“交通強國”背景下的人才培養理念不符

以道路工程專業的核心課程《路基路面工程》為例，該課程是土木工程專業路橋方向一門綜合性、實踐性很強的專業核心課程，課程理論知識內容豐富，實踐工程案例多，但當前部分專業教師挖掘、提煉相關專業內容轉化為社會主義核心價值觀的能力還有待提高，實現知識傳授和價值引領的有機統一的能力稍顯不足。現階段過于注重專業知識傳授的教學模式，而忽視了育人工作。

1.2 教學內容陳舊，無法滿足“雙碳”與“交通強國”背景下新工科人才培養要求

土木工程專業路橋方向學生主要就業方向集中于施工企業、養護公司、設計院、檢測公司、監理公司、工程咨詢以及建筑材料企業等。在“雙碳”和“交通強國”背景下，就業單位更需要實踐能力強、知識面廣、懂技術、會管理、能創新的復合型人才。而傳統的《路基路面工程》課程的教學內容在智能化、數字化、耐久性及生態環保等方面涉及很少，限制了學生知識的擴充與更新，滿足不了綠色低碳交通基礎設施工程建造對工科人才能力的要求。

1.3 教學模式機械，評價方法單一

在傳統的課堂教學中，多數教師按照教學大綱和教學目標的要求機械地設計教學環節，是一種典型的“單向知識傳授型”教學模式。該教學模式限制了學生的學習能力、思考能力和創新能力的培養，讓課堂變得乏味，降低了學生課前與課后的學習興趣。此外，以期末考試為主體的單一評價方法使學生重視期末突擊式復習，忽視了專業知識的理解與實踐運用。這些問題制約著“雙碳”與“交通強國”背景下我國新工科人才的高質量培養。

2 道路工程專業綠色工程教育的內涵

交通基礎設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械設備與技術人員配合完成建造施工，生產過程中產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設施工程建造過程中，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固體廢棄物作為筑路原材料，減少對大自然原材料的索取，以達到低碳減排、減少環境污染的效果。同時，通過新型材料研發，提高道路工程使用壽命，重點攻關可吸收汽車尾氣的瀝青路面材料，以及結合太陽能技術，修筑可發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、施工機械的電動化等內容。

綠色工程教育不僅包含節能、生態和環保意識的培養，還涉及了人文歷史、哲學等領域的知識和思維[13]。要最終達成綠色低碳交通基礎設施建造目標，首先需培養具備創新能力和綠色工程意識的道路工程專業人才。當前，正處于新一輪全球產業和科技革命時期，在我國大力推行“雙碳”與“交通強國”的背景下，基于可持續發展的理念，培養面向新時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人才應具有生態文明和可持續發展理念，樹立人與自然和諧發展的生態觀。

3 道路工程專業綠色工程教育的途徑

3.1 以立德樹人為根本，深化教學理念改革

改變過去僅注重專業知識傳授的片面教學理念，實現“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》專業課程為例。該課程與實際工程結合緊密，課題組成員可廣泛收集，精心整理思政案例，突出人文情懷、社會意識和專業技能的培養[14]。

3.2 以綠色工程教育內涵為指引，立足課堂，優化學科教學內容

道路工程專業課程體系建設是實施綠色工程教育的基礎。道路工程的課程應以生態文明和可持續發展理念為宗旨，首先要使學生樹立人與自然和諧共處的生態倫理觀，圍繞綠色工程教育理念培養學生道路工程設計、施工的意識，使學生掌握道路工程設計、施工、養護的技術原理與方法，增加道路工程通識教育課程和道路工程專業教育課程。此外，還應注重教學模式改革與實踐，豐富學生的專業知識，提升學生的專業素養，重點培養學生發現問題、提出問題、解決問題的核心基礎能力。

3.3 以線上線下教學方法為手段，優化教學模式與評價方法

在實際教學中可根據具體教學內容采取多種教學方法，如案例教學法、現場教學法、小組討論法、網絡教學法、道路設計競賽、翻轉課堂等線上線下混合式教學。線上線下混合式教學擬采用超星學習通平臺進行。此外，建立綠色工程教育考核評價方法，從作業、課堂討論、匯報展示、回答問題、課堂小測試、單元測試、調研報告、論文、期末考試等方面設定綠色工程教育相關的達成指標，進行道路工程專業學生的綠色工程教育達成度分析，促進學生綠色工程意識和綠色工程能力的培養。

3.4 深化產教融合，加強協同育人

以培養高水平應用型和技術技能型人才為目標，緊密結合地方經濟社會發展需求，改進人才培養模式，增強國家和地方產業核心競爭力，是進行社會主義市場經濟建設的重要基礎和根本性要求，也凸顯了產教融合的必然性[15]。地方性應用型本科學校可以與新型道路材料研發企業，建筑固廢、工業固廢、盾構棄土等再生利用型建筑企業以及交通基礎設施建設智慧化全過程管理公司等與綠色道路工程密切關聯的企業商討共建產學研校企實踐基地，討論學校課題教育與校外實訓基地實踐學習深度結合的綠色道路工程人才培養模式。此外，鼓勵教師深入綠色道路工程相關企業掛職或培訓學習，及時更新行業專業新知識，課堂上實現理論與實踐相結合，進而提高教學質量。與此同時，積極邀請道路工程行業專家擔任校外兼職導師，并定期為學生講授綠色道路工程專業知識，提高學生實踐能力。

4 結語

當前，在“雙碳”與“交通強國”背景下，道路工程專業教育應轉向低碳排放的綠色工程教育，重視學生綠色低碳交通基礎設施工程建造能力的培養，為國家培養工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。