面向“雙碳”戰略的煤炭高校教學改革探索

鄭苑楠 李姍姍 江丙友 蘭蘭 高盼盼 鄭春山 趙海霞 李潔

（1.安徽理工大學安全科學與工程學院 安徽淮南 232001；2.安徽理工大學經濟與管理學院 安徽淮南 232001；3.山東省菏澤衛生學校 山東菏澤 274000；4.中石化中原油建工程有限公司 河南濮陽 457001；5.安徽理工大學地球與環境學院 安徽淮南 232001）

黨和國家對“雙碳”戰略的高度重視引發“雙碳”市場指數級的體量增長。根據主流機構測算，“碳中和”總投資規模約為70 萬億元至180 萬億元，年投資規模在3.5 萬億元左右，存在巨大的投資機會和創新市場。而且投資主要向能源供應領域集中，占比47%的能源供應領域集中了近八成的碳排放投資需求，催生出體量龐大的人才需求。在國家戰略與金融投資雙向牽引下，國家“低碳人才”需求總量巨大，人才成為實現“雙碳”目標的根基保障。加快推進煤炭高校科技創新，基于教學改革培養高質量高水平的低碳行業專業型、復合型人才，為我國低碳轉型發展提供有力的人才保障和專業支撐迫在眉睫。

基于煤炭能源在實現雙碳目標中的重要作用，加之當前低碳行業巨大的人才缺口，煤炭高校在雙碳革命中的使命突出、任務艱巨。依據教育部印發的《高等學校碳中和科技創新行動計劃》，高等學校要充分發揮高校基礎研究深厚和學科交叉融合的優勢，加快構建高校碳中和科技創新體系和人才培養體系。在此背景下，煤炭高校需不斷調整優化碳中和相關專業、學科建設、課程體系、教學模式及平臺建設等，推動人才培養質量持續提升，圍繞煤炭安全綠色開采、高效清潔利用、CCUS 等關鍵技術問題，實現碳中和領域基礎理論研究和關鍵共性技術新突破，以教學改革為抓手，為我國實現能源碳中和、資源碳中和、信息碳中和提供充分科技支撐和人才保障。

1 “雙碳”戰略下煤炭高校教學模式面臨瓶頸

1.1 “雙碳”戰略孵化人才類型多樣化與復合性

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，將深刻改變我國產業結構和發展模式，人才在支持產業結構零碳轉型和管理轉型方面發揮引領和推動作用。雙碳目標的實現涉及碳中和技術、碳交易經濟、低碳管理等多個方面，對工程型人才、技能型人才、技術型人才、金融型人才、管理型人才提出更高要求。在工程科技方面，煤炭清潔高效利用、廢棄礦井資源開發利用、“零碳”及“近零碳”新能源開發利用技術等工程科技問題亟待突破；在經濟管理方面，負排放技術成本效益分析與經濟評價、技術發展與社會—經濟—生態系統的相互反饋刻畫、個體及企業碳管理等經濟與管理問題亟待解決；在人文法制層面，碳中和標準管理、碳中和區域公平性及碳中和引發的倫理道德問題亟待關注。在此背景下，應對“雙碳”戰略的高質量復合型雙碳人才的供應匱乏是成為制約碳中和達成的最大掣肘，教學模式作為人才培養的最關鍵環節，與低碳人才的培養密切相關。

1.2 煤炭高校現有教學模式難以匹配“雙碳”戰略

在我國煤炭仍是保障能源供應的基礎能源，雖然碳達峰碳中和目標對構建清潔低碳安全高效的能源體系提出挑戰，但2050年前煤炭仍是我國的主要能源［1］，煤炭的主體地位在短期內不會被撼動［2］。基于當前煤炭行業在能源系統的主體地位，加之未來煤炭行業在低碳轉型中的重要作用，煤炭行業成為助推雙碳目標實現的關鍵所在，煤炭高校在“雙碳”革命中的使命突出、任務艱巨。在此背景下，全面規劃和培養一流本科高質量雙碳人才，探索匹配“雙碳”戰略的教學模式，是煤炭高校的重大使命和任務，也對煤炭高校提出了重大挑戰。

在煤炭高校全周期人才培養進程中，教學改革是人才培養至關重要的一步，教學改革是“雙碳”戰略背景下煤炭高校高等教育創新發展的必然趨勢。國內外學者對教學改革進行了大量研究，包括翻轉課堂［3］、觀察式教學［4］、新媒體教學［5］等。尤其在新冠疫情下，傳統教學模式進一步受到沖擊，適應時代需求的新型教學模式層出不窮［6］，這些都有利于促進教學質量的提高，適應時代的發展。研究表明，教學模式對學生解題能力和自我效能感具有影響［7］。當前，僅有部分高校開展了碳中和相關課程，尚未有煤炭高校開展碳中和領域多學科交叉課程，且存在教學方法單調［8］、教學內容無法適應學科前沿動態［9］、理論與實踐教學失衡［10-11］等各種問題。因此，在煤炭高校開展適應“雙碳”戰略的教學改革迫在眉睫。

2 “雙碳”戰略下煤炭高校教學模式路徑探索

基于“雙碳”目標的重大國家戰略需求及高等學校碳中和科技創新行動計劃，考慮到煤炭高校的特殊性，圍繞煤炭安全綠色開采、高效清潔利用、CCUS 等關鍵技術問題，碳排放成本效益、碳排放交易、碳排放區域合作等經濟管理問題，以學科建設為牽引，以課程體系、教學模式為主體，以平臺建設為支撐，四位一體對煤炭高校面向“雙碳”戰略的教學改革進行探索。

2.1 打造理—工—管—經綜合性碳中和學科

（1）構建多學科交叉融合的學科體系。基于“理—工—管—經”多學科交叉融合，以大數據、云技術、人工智能和物聯網等高新信息技術為支撐，融合新材料、新技術、新工藝，以節能減排、調整能源結構、發展碳技術與市場等為核心，煤炭高校加快轉型，以建設碳中和專業為支點，構建多學科交叉融合的碳中和學科體系。

（2）縱向深度探索碳中和一流本科專業內涵。加強與人工智能、互聯網、量子科技等前沿方向深度融合，推動碳中和相關交叉學科與專業建設，加快與經濟學、管理學、社會學等學科融通發展，建設一批國家級碳中和相關一流本科專業，將碳中和理念與實踐融入高校專業建設體系。

2.2 建設以“煤炭+碳中和”為核心的模塊拓展類課程體系

（1）以傳統專業為依托設置模塊拓展類課程。針對煤炭高校特色背景及研究領域，在傳統的通識教育課程、專業核心課程、專業選修課程等的基礎上，結合碳中和領域研究熱點及社會需求，開設以“煤炭+碳中和”為核心的模塊拓展類課程，構建滿足“雙碳”戰略需求的模塊化課程體系。

（2）優化碳中和相關課程人才培養方案。依據設置的碳中和專業必修課程，合理分配“公共必修+專業必修+通識選修”的課時數，并將課程思政、創新教育要求融入碳中和相關課程的人才培養方案中，構建以碳中和專業為特色、層級遞進健全的創新課程體系。

（3）具化課程標準，編制歸納碳中和教材資源庫。以課程思政為引領，以構建全員、全程、全課程育人格局的形式，將碳中和各類課程與思想政治理論課同向同行，加強能源碳中和、資源碳中和、信息碳中和等相關教材建設，推出一批適應碳中和人才培養的課程和教材，建立省乃至國家級精品課程、精品資源共享課、優質課程。

2.3 構建以學生為中心的四位一體循環教學模式

（1）改革傳統輸出型教學模式。遵循以學生為中心的基本理念，轉變以教師、課堂和教材為中心的傳輸型教學模式，深度融合哲學、經濟學、人力資源管理學、社會學等相關理論，探討地方煤炭高校教學方式與高端人才培養的共生關系，堅持思路創新引領教學改革。

（2）探尋以學生為主體的新型循環教學模式。通過碳中和學科發展、碳中和專業建設、課程改革、學生競賽構建以學生為中心的四位（學科、專業、課程、比賽）一體循環教學模式，讓學生基于興趣加入碳中和專業方向，結合專業課程與學科競賽，提升學生科研創新能力，從而基于師生雙向提升教學水平。

（3）打造教學促科研，科研反補教學的學研融通一體教學模式。通過教學與科研平臺共享、國內外師資共享，使學生參與到科研項目研究過程中，了解碳中和專業熱點與前沿，洞悉學科發展關鍵科學問題，為提升學生科研創新能力提供途徑。同時，在課堂教學中改革教學方法，充分結合經典內容與科研熱點，以原創型研究成果驅動教學創新，實現教學促科研，科研反補教學的模式。

2.4 搭建以實驗室、實習基地為主體的碳中和平臺

（1）打造碳中和科教資源和數字化資源平臺。推進碳中和未來技術學院和示范性能源學院建設，布局一批適應未來技術研究所需的科教資源和數字化資源平臺，打造引領未來科技發展和有效培養復合型、創新型人才的教學科研高地，為碳中和人才的培養提供平臺支撐。

（2）升級現有實踐場所，塑造滿足集成化學習的平臺品牌。推進學生碳中和實踐場所建設，包括校內實驗室、討論室、設計室及校外的實習基地、工程實踐中心等，打造一批國內知名的學科教育教學平臺；同時，搭建現代化大學生實習基地、科技創業實習基地、智能碳中和高新企業實習基地等實踐平臺。

（3）落實高校合作協同機制，共建碳中和人才智庫。圍繞服務好碳達峰、碳中和工作的頂層設計，集中研究碳中和人才培養工作中的重大政策變化、戰略問題、新形勢的新問題等，發揮人才智庫的研判、評估與咨詢工作中的優勢，實時掌握碳中和人才培養新動態。

3 結語

要充分運用高水平煤炭高校基礎研究深厚和學科交叉融合的優勢，圍繞煤炭安全綠色開采、高效清潔利用等關鍵核心問題，擺脫傳統教學模式的局限，系統改革適應“雙碳”戰略的教學模式，從學科建設、課程體系、教學模式、平臺建設等多方發力，豐富教學方法，緊扣學科前沿動態，理論與實踐共生。以教學改革為著力點，著力提升科技創新能力和創新人才培養水平，為確保如期實現碳達峰、碳中和目標提供科技支撐和人才保障。