產(chǎn)教融合驅動雙碳背景下高質量人才培養(yǎng)路徑探索與實踐

來興平 張云 李超 曹建濤 單鵬飛 崔峰 張楠 楊森

摘 要：基于“雙碳”高質量人才目標，溯源產(chǎn)教融合過程特點，從高質量人才特征、培養(yǎng)過程、實踐效果等方面，綜合剖析了雙碳背景下的高質量人才培養(yǎng)思路與實踐效果。梳理發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)教融合過程中必須聚焦穩(wěn)健性、微調(diào)性、震蕩性、躍遷性4個典型動力學特點。基于產(chǎn)教融合，通過突出立德樹人、需求導向、專業(yè)調(diào)整，形成“雙碳”元知識體系，構筑契合“雙碳”目標實現(xiàn)亟需的高質量人才培養(yǎng)模式。創(chuàng)新應用系列卓有成效的措施，大幅提高了高質量人才學術水平。通過對接國家重大戰(zhàn)略和行業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，以問題為導向，強化校企校地產(chǎn)學研深度合作，實習實訓等項目實現(xiàn)科教融合，增強實踐能力，賦能高質量，為產(chǎn)教融合驅動雙碳高質量人才培養(yǎng)現(xiàn)實路徑提供了有益借鑒。

關鍵詞：雙碳目標;高質量人才;元知識體系;產(chǎn)教融合;應用實踐

中圖分類號：G 642 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672 - 7312（2022）02 - 0135 - 06

Abstract：Based on the goal of “dual carbon” highquality talents and the characteristics of the integration process of industry and education，this paper comprehensively analyzes the train of thought and practical effect of highquality talents under the dual carbon background from the aspects of the characteristics，training process and practical effect of highquality talents.It is found that in the process of industry education integration，we must focus on four typical dynamic characteristics：robustness，fine tuning，oscillation and transition.Based on the integration of industry and education，by highlighting morality，talent cultivation，demand orientation and professional adjustment，we can form a “dual carbon” meta knowledge system，and build a highquality talent training mode in line with the “dual carbon” goal.Innovative application of a series of effective measures can significantly improve the academic level of highquality talents with remarkable innovation ability.By connecting with the major national strategies and the needs of industrial innovation and development，taking problems as the guide，strengthening the indepth cooperation between schools，enterprises and local government，internship and training and other projects，we can realize the integration of science and education，enhance practical ability，enable high quality and achieve remarkable results，so as to provide a useful reference for the exploration of the practical path of dual carbon and highquality talent training driven by the integration of industry and education.

Key words：dual carbon target;high quality talents;meta knowledge system;integration of industry and education;application practice

0 引言

碳達峰碳中和（雙碳）戰(zhàn)略是我國實現(xiàn)高質量發(fā)展亟需。“雙碳”目標將引領我國實施低碳轉型，以低碳創(chuàng)新推動可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)社會文明形態(tài)逐步由工業(yè)文明步入生態(tài)文明[1 - 5]。高質量人才是促進經(jīng)濟社會高質量發(fā)展、國家重大戰(zhàn)略實現(xiàn)的智力支撐。2021年7月，教育部制定“高等學校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃”旨在發(fā)揮高校基礎研究主力軍和重大科技創(chuàng)新策源地的作用，為實現(xiàn)雙碳目標提供科技支撐和人才保障。2021年10月24日，國務院印發(fā)了《2030年前碳達峰行動方案》，強調(diào)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，鼓勵高校加快新能源、儲能、碳減排等學科建設和人才培養(yǎng);深化產(chǎn)教融合，鼓勵校企聯(lián)合開展產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目，組建碳達峰碳中和產(chǎn)教融合發(fā)展聯(lián)盟，建設一批國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺。因此，探索解決雙碳高質量人才培養(yǎng)難題，為“雙碳”目標實現(xiàn)具有現(xiàn)實性和緊迫性。

葛文杰從“雙一流”建設與新時代本科教育和人才培養(yǎng)的要求出發(fā)，分析了一流本科教育和一流本科人才培養(yǎng)的改革路徑，并從多維度分析了新時代高等工程教育改革的特征和新要求，探討了專業(yè)教育和專業(yè)人才培養(yǎng)改革的突破口，以此改革專業(yè)人才培養(yǎng)模式和優(yōu)化并重構專業(yè)課程體系[6]。楊冬分析了高質量新工科人才培養(yǎng)的邏輯向度與行動路徑[7]。張彬等對“雙碳”戰(zhàn)略下煤炭行業(yè)特色院校發(fā)展戰(zhàn)略與人才培養(yǎng)進行了探索[8]。李超等采用現(xiàn)代信息理論對耦合激增科教質量過程化調(diào)控機制進行了分析[9]。陳斌等對“雙碳”背景下環(huán)境類新工科人才培養(yǎng)與實踐進行研究[10]。趙兵朝等以科研反哺教學為特色，進行了采礦工程人才培養(yǎng)改革與實踐[11]。郭衛(wèi)對科技創(chuàng)新驅動煤礦智能綜采發(fā)展與創(chuàng)新人才培養(yǎng)進行了分析[12]。在產(chǎn)教融合驅動人才培養(yǎng)方面，周光禮等分析了高等教育理念的變革與創(chuàng)新[13]。吳德星研究了科教融合培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的內(nèi)涵和實現(xiàn)路徑[14]。張樹輝探索了科教融合的高校特色發(fā)展之路[15]。郭福生等構建了基于科教融合和學科交叉的地學新工科人才培養(yǎng)模式[16]。來興平等對西部高校科技創(chuàng)新內(nèi)涵發(fā)展開展了分析[17]。這些研究重點聚焦于單一的教育教學理論設計與實踐應用的通用范式，較少涉及“雙碳”背景下產(chǎn)教融合驅動高質量人才培養(yǎng)實現(xiàn)路徑課題。

基于“雙碳”高質量人才目標，溯源產(chǎn)教融合過程內(nèi)涵實質，從高質量人才特征、培養(yǎng)模式與平臺、實踐效果等方面，本文綜合分析了雙碳背景下的高質量人才培養(yǎng)的有效路徑與效果，為產(chǎn)教融合驅動“雙碳”人才質量提升提供現(xiàn)實借鑒。

1 熵增與高質量人才培養(yǎng)過程溯源

熵概念最早在1865年由德國物理學家克勞修斯提出，用以度量一個系統(tǒng)“內(nèi)在的混亂程度”。熵增定律指出：“在一個孤立的系統(tǒng)里，如果沒有外力做功，其總混亂度（熵）會不斷增大”。熵增定律有其更加深刻含義。香農(nóng)把熵的概念引申到信道通信的過程中，從而開創(chuàng)了“信息論”這門學科，從而宣告了信息時代的到來。

如圖1所示，在可逆過程中，系統(tǒng)從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B，其熱溫比之和只決定于始末狀態(tài)，熱溫比的積分是一態(tài)函數(shù)的增量，定義此態(tài)函數(shù)為熵（S）。

對于不可逆過程有

ΔS=SB-SA>∫A|BdQT

在孤立系統(tǒng)中，可逆過程熵不變;不可逆過程熵增加。在孤立系統(tǒng)中

ΔS≥0可逆過程 ΔS=0

不可逆過程ΔS>0

溯源“雙碳”高質量人才培養(yǎng)理論與實踐過程，通過構建理論模型和大數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明：其實質就是一個典型增能減熵過程。梳理發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)教融合過程中必須聚焦穩(wěn)健性、微調(diào)性、震蕩性、躍遷性4個典型動力學階段（圖2）。

1）能量供給。接受“雙碳”新知識、增加創(chuàng)新能力、提升實踐與應用能力，最終形成高水平高質量的產(chǎn)教融合的結合體。

2）激增智能。消耗更少能量獲取更多能量，進化出智能感知能力。獲取的信息與能量越多，就能減少更多熵（混亂度）的耗散。

3）開放系統(tǒng)。“雙碳”能力從演進創(chuàng)新能力，接受外界挑戰(zhàn)，增強產(chǎn)教融合度，實現(xiàn)0至1的顛覆性創(chuàng)新與跨界。“雙碳”目標涉及行業(yè)與區(qū)域、國內(nèi)與國際合作，要具備系統(tǒng)思維和廣闊視域。

4）過程動力學。產(chǎn)教融合實現(xiàn)高質量人才培養(yǎng)，必須遵循穩(wěn)健性、微調(diào)性、震蕩性、躍遷性這四個點型階段或過程特征，其實質內(nèi)涵就是一個動力學過程。實現(xiàn)“雙碳”目標是復雜的系統(tǒng)工程，是一個科學轉型過程，需要積極穩(wěn)妥推進。

2 “雙碳”高質量人才稟賦特征

2.1 具備良好品德與愛國精神

“德才兼?zhèn)洹笔切聲r代人才觀的核心要求，也是“雙碳”高質量人才的核心要素。必須將個人理想與民族復興大業(yè)緊密聯(lián)系在一起。

2.2 具備良好的基本科學素養(yǎng)

充分考慮我國經(jīng)濟社會發(fā)展、技術可達性、措施可行性等因素。所以“雙碳”高質量人才首先要具備良好的科學素養(yǎng)，對“雙碳”的概念、內(nèi)涵和影響等要深入理解，碳源在哪與中和到哪里去等基本科學問題一定要清楚。“雙碳”目標最終實現(xiàn)依賴減排與零碳科學技術。“雙碳”目標的實施涉及不同路徑選擇，可行的技術和模式，“雙碳”高質量人才必須具有扎實的基礎科學素養(yǎng)。

2.3 具備良好的創(chuàng)新實踐和跨領域合作能力

“雙碳”目標倒逼產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，可有效抑制發(fā)展高耗能產(chǎn)業(yè)的沖動，同時推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、高技術產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)進步，帶來新經(jīng)濟增長點和新就業(yè)機會。“雙碳”不僅是技術革命，更是對能源的轉換、使用和駕馭。所以“雙碳”高質量人才必須要有強烈的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。能勇于探索、鼎力破解綠色發(fā)展難題，做出創(chuàng)新性勞動成果助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。“雙碳”目標涉及各行各業(yè)，“雙碳”高質量人才要能跨越專業(yè)的局限，能打破行業(yè)的界限開展深度合作，具備較好的跨領域合作能力。

3 雙碳背景下高質量人才培養(yǎng)模式

3.1 突出立德為先，培育愛國奉獻的高質量人才

將德育貫穿到人才培養(yǎng)全方位全過程，真正培養(yǎng)出對國家有用之才。我國提出的“雙碳”目標既體現(xiàn)了應對氣候變化的“共區(qū)原則”和基于發(fā)展的階段性原則，又彰顯了負責任大國應對氣候變化的積極態(tài)度。實現(xiàn)“雙碳”目標，重新認識我國的能源資源稟賦。我國已開發(fā)的風能、太陽能資源等可再生能源，均未達到技術可開發(fā)量的1/10，能源低碳轉型的資源基礎豐厚。因此，聚焦課程思政，將思政理論和創(chuàng)新能力培養(yǎng)、社會實踐、現(xiàn)場科研等耦合，讓大學生放下產(chǎn)量增長的（思想）包袱，走我國高質量發(fā)展之路。將“祖國利益高于一切”的校訓，“勵志圖存、自強不息”的胡楊精神等資源有機融入課堂，培育高質量人才學煤愛煤、扎根西部、奉獻基層的家國情懷。

3.2 突出專業(yè)特色，構建“雙碳”高質量人才的元知識體系 ?聚焦碳減排、碳零排、碳負排的工程技術難題，集中優(yōu)勢打造具有鮮明特色和品牌影響力的“雙碳”元知識體系。加快培養(yǎng)面向能源前沿領域的交叉復合型創(chuàng)新人才，服務能源行業(yè)和國家重大需求。依托工程力學與數(shù)學、地質環(huán)境、礦業(yè)、智能與安全科學與工程等，構筑“雙碳”元知識體系（圖3）。依據(jù)生態(tài)脆弱區(qū)煤巖結構精細探測理論與技術、富油煤解聚提油過程與工程力學測試理論這兩大基礎理論，開展煤炭綠色低碳開采理論與裝備智能技術，碳源溯源理論與固碳減損減排技術的關鍵實踐。將碳理論與碳實踐相互融通，形成“雙碳”背景下高質量人才元知識體系。

3.3 突出需求導向，構建面向行業(yè)的產(chǎn)教融合學科體系 ?“雙碳”目標是能源革命的兩個里程碑，將大幅推動節(jié)能和提高能效。謝和平院士提出煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展應以“技術為王”。緊扣“雙碳”國家戰(zhàn)略，推動學科布局，人才培養(yǎng)科技創(chuàng)新向節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟、清潔能源等方向拓展，堅持與陜西經(jīng)濟社會發(fā)展同向同行，按照加強特色學科、鞏固優(yōu)勢學科、扶持新興學科、鼓勵交叉學科、改造傳統(tǒng)學科”思路，優(yōu)化學科布局，凝練學科方向，持續(xù)鞏固雙碳高質量人才培養(yǎng)基石。

緊扣陜西省能源化工產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展和國家應急管理事業(yè)發(fā)展需求，特別是習近平總書記在榆林考察時關于促進煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展的指示要求，重點建設安全、地礦、機電等學科群，建立“能源+”“安全+”“智能+”“低碳+”融合發(fā)展模式，促進學科動態(tài)調(diào)整。率先在榆林建成煤炭綠色開采研究院，驅動礦業(yè)工程學科實現(xiàn)從煤炭開采向多種能源開發(fā)和循環(huán)利用延伸。組建交叉導師團隊、挖掘交叉項目、實施融合育人工程等，將切實保障研究生培養(yǎng)的適應性和創(chuàng)新貢獻度做為必答題。

3.4 突出產(chǎn)教融合，打造契合產(chǎn)業(yè)需求的高質量人才培養(yǎng)模式 ?充分認識碳捕集、利用與封存（CCUS）等碳移除和碳利用技術在實現(xiàn)碳中和的作用[18]，發(fā)展并利用好碳匯增長空間，在不易脫碳的工業(yè)環(huán)節(jié)，積極發(fā)展碳捕集、利用與封存。圍繞“服務行業(yè)，適應需求”一條主線，構建“理論與實踐”“教學與科研”“學校與企業(yè)”“創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)”的“四結合”培養(yǎng)模式，不斷強化產(chǎn)教融合與科研融合育人機制，促進高質量人才實踐創(chuàng)新能力有效提升。

學校聯(lián)合陜煤集團等大型企業(yè)和機構，成立陜西能化碳中和研究院，充分發(fā)揮智庫作用，多次帶隊青年教師與博士深入到陜北煤礦群、榆林煤業(yè)循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園區(qū)等企業(yè)進行考察座談，獲取了豐富的一手資料，實地對接了企業(yè)需求，為最終形成碳中和背景下我省能源工業(yè)發(fā)展轉型路徑提供了有效支撐。

4 “雙碳”背景下高質量人才培養(yǎng)實踐效果

4.1 創(chuàng)新教育路徑，實現(xiàn)高質量人才強基

大平臺、大項目、大團隊、大成果在雙碳高質量人才培養(yǎng)與建設中的重要程度不言而喻。

聚焦雙碳目標，結合西部經(jīng)濟社會高質量發(fā)展和行業(yè)企業(yè)轉型升級需求，籌劃建設西部富油煤綠色低碳開發(fā)省部共建國家實驗室;籌資由院士牽頭組建智慧礦山智能礦井研發(fā)建設項目攻關團隊;承擔了科技部“十四五”國家重點研發(fā)計劃重點專項——氣氫與液氫容器及管件泄漏、燃燒與爆炸行為分析和材質要求”項目等。

以新引進高層次博士人才為主流，組建“青年雙碳”科研學術團隊，編寫碳中和相關教材，率先為全校學生開設“雙碳大講堂”，為青年學生提前開啟“雙碳知識小灶”;以綠色節(jié)約與提高能效為校園抓手，實施了“校園綠色節(jié)約志愿團”，助力雙碳目標早日實現(xiàn)。

構筑本-碩-博一體化培養(yǎng)模式平臺，實施校企聯(lián)合育人和科教育人運行模式。依托未來技術研究院，建立完整的本科-碩士-博士和本博連讀“3+5”梯級培養(yǎng)體系，每年招收 30名本科生、100名碩士和50名博士生。將能源、安全、地質、機械、測繪一級學科相關專業(yè)融入5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術，建立“能源+”學科專業(yè)方向，實現(xiàn)本-碩-博貫通式人才培養(yǎng)。

在本科生教學過程中，全面推動線上線下課堂創(chuàng)新，課堂教學由“以教為中心”向“以學為中心”轉變，不斷提升課堂教學質量，通過“研討式”新型課堂、將課堂搬進校內(nèi)煤礦主體類實驗室和地質博物館等，激發(fā)興趣、釋放潛能。

研究生教育關系著為國家現(xiàn)代化建設培養(yǎng)高質量、創(chuàng)新型人才的重任。在教學方面，以改革創(chuàng)新為動力，全面提升研究生課堂質量。建成了“主動獲取式”新型課堂模式，通過移動課堂、研討課堂、實景課堂等形式豐富課堂內(nèi)容，激發(fā)學習的熱情。在學術論文與科研課題方面，設置“雙碳”專項與研究方向。支持組織研究生為主本科生為輔，參加“互聯(lián)網(wǎng)+”等國內(nèi)外高水平競賽，推進學科競賽創(chuàng)新平臺建設，實現(xiàn)以賽促教，以賽促學的轉變。

4.2 激增科研實踐能力，實現(xiàn)人才高質量賦能

在科研素養(yǎng)與能力提升方面，全面貫徹落實全國研究生教育工作會議精神，實施研究生培養(yǎng)質量提升工程，主動對接國家重大戰(zhàn)略需求，對接行業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，強化校企校地產(chǎn)學研深度合作，結合現(xiàn)實問題把行業(yè)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中遇到的難題和“卡脖子”技術作為研究課題，不斷提升研究生的學術貢獻率、創(chuàng)新貢獻度，榮譽感與成就感，使研究生能夠得到相對完整的科研訓練和較好的創(chuàng)新能力提升。

在產(chǎn)教融合和工程能力提升方面，依托與企業(yè)、科研院所合作的實習實訓項目、依托相關專業(yè)崗位操作實驗室，對專業(yè)領域范圍內(nèi)崗位開展專業(yè)技能訓練，同時通過開展國企領導上講臺，國企骨干擔任校外輔導員等活動提升學生對現(xiàn)場的認知，增強工程實踐能力。

在視野開拓方面，支持學生與“一帶一路”國際學生積極開展學術交流，通過教育部“111引智計劃”、科技部國際合作重大項目平臺、國家留學基金委創(chuàng)新型人才國際合作培養(yǎng)項目、學校胡楊林大講壇等學術交流平臺拓寬學生視野，提升人才國際視域和全球勝任力。

4.3 綜合應用效果

通過多年踔厲持續(xù)性改革與創(chuàng)新實踐，探索出了一條適合西部煤炭高校雙一流大學高質量人才培養(yǎng)的有效路徑，取得了明顯成效。

在課堂教育教學方式改革方面，通過開展采用“研討會式”教學課堂、“移動課堂-實景教學”“理論+實驗”理論教學、“礦井”現(xiàn)場實景教學等課堂等多種授課方式。采用自主開發(fā)的APP程序開展點對點閉環(huán)式問卷調(diào)查，結果如圖4所示。

在學科體系建設方面，學校85%的博士一級學科、70%的碩士一級學科圍繞陜西省能源化工產(chǎn)業(yè)全鏈條進行布局，培養(yǎng)研究生數(shù)量占到全校博士生90.6%和碩士生的92.3%。

產(chǎn)教融合方面，先后與銅川、榆林、渭南等地和陜煤集團等50多個國有大中型煤炭企業(yè)建立了長期戰(zhàn)略合作關系，建成了1個全國示范性工程專業(yè)學位研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地，4個陜西省研究生聯(lián)合培養(yǎng)示范工作站，83個校級研究生培養(yǎng)實踐基地。近10年來，學校共獲8項國家科技進步獎，380余項省部級科學技術獎，以上獲獎博碩士研究生參與率較高。2020年學校獲得的51項省部級科技成果獎中，有27名研究生持有獲獎證書。

近年來，學校85%研究生畢業(yè)留在中西部地區(qū)就業(yè)，65%畢業(yè)生在煤炭及相關行業(yè)就業(yè)，成為西部煤炭行業(yè)的生力軍，涌現(xiàn)出一批高層次煤炭科技創(chuàng)新與管理人才。

5 結論

1）加強雙碳背景下高質量人才，對落實碳中和國家戰(zhàn)略目標實現(xiàn)具有現(xiàn)實必要性和緊迫性。

2）基于產(chǎn)教融合，通過突出立德樹人、需求導向、專業(yè)調(diào)整，形成雙碳元知識體系，構筑契合“雙碳”目標實現(xiàn)亟需的研究生培養(yǎng)模式。

3）創(chuàng)新應用系列卓有成效的措施，大幅提高研究生學術水平，創(chuàng)新能力顯著。通過對接國家重大戰(zhàn)略和行業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，以問題為導向，使研究生得到完整的科研訓練和創(chuàng)新能力提升，強化校企校地產(chǎn)學研深度合作，實習實訓等項目實現(xiàn)產(chǎn)教融合，賦能高質量，助力雙碳目標實現(xiàn)，成效顯著。

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（責任編輯：許建禮）