“雙碳”目標視角下“四位一體”本科教育模式創新

王如志?崔素萍?聶祚仁

摘 要：在“雙碳”目標視角下，本科教育模式與培養理念應做出調整以適應國家綠色發展戰略對人才需求的變化。本文系統分析了“雙碳”目標國家戰略大背景下的傳統本科教育模式的弊端及其根源，在此基礎上提出了“雙碳”目標視角下基于培養方案、課程建設、實踐環節及產教融合“四位一體”的本科教育模式創新，并以北京工業大學的材料專業教學改革為例，論證了基于“雙碳”目標的“四位一體”創新途徑與方法，及其對支撐綠色產業發展高素質本科人才培養的作用與效果。

關鍵詞：“雙碳”目標;教育模式;創新;培養方案;課程

2020年9月22日，國家主席習近平對國際社會鄭重承諾了2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的“雙碳”目標;2021年9月22日，《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》發布，由此將倒逼我國生產生活方式加速向綠色化轉型，必將帶動社會各產業發展方向的快速調整。在產業調整與發展過程中，其核心要素與關鍵是人力資源及其高效運用，這顯然離不開高素質本科人才的培養。但是，傳統本科教育模式和人才培養理念與“雙碳”目標國家戰略發展方向不相適應。本文在系統分析其弊端及根源的基礎上，提出“雙碳”目標視角下“四位一體”本科教育模式創新，并以北京工業大學材料專業本科教學改革為例，論證了基于“雙碳”目標的本科教育模式“四位一體”創新途徑與方法的可行性和實效性。

一、“雙碳”目標視角下的傳統本科教育模式弊端及其根源分析

1.生態文明教育理念融入不足

中國發展已經逐漸進入生態文明建設模式，然而本科教育卻缺乏生態文明教育的內涵與理念。生態文明教育的核心價值觀念在于融合環境教育和可持續發展理念，結合生態學的系統性與整體性思想，整體考慮人與自然和諧共生，致力于培養與生態文明社會相匹配的高素質人才以促進人類、環境和社會的多維度交融[1]。

當前本科教育模式強調“高、精、尖”，如“提升高階性”“突出創新性”“堅持分類建設”“堅持扶強扶特”“增加挑戰性”等基本原則，但往往忽略了“穩、遠、諧”，即在本科教育模式融入“行穩致遠、和諧發展”的理念。人類發展資源有限但浪費過多，在人類發展過程中采用高科技過度與過快向自然索取而導致的逆向反噬的事例越來越多。這與人才培養過程中缺乏生態文明教育理念的融入緊密相關，即重視“能力”提升，而忽略了“大局觀”養成。在培養體系方面，知識體系規劃細致，能力培養考慮全面，但對生態文明教育缺乏系統性與整體性考慮，也很少涉及生態文明相關核心課程的設立。因此，基于生態文明教育理念的本科教育培養體系亟待完善或加強。

2.綠色教育體系不夠完善

中國“綠色教育”概念在1998年首次被前清華大學校長王大中院士提出與倡導，其最初理念是“綠色校園、綠色環境、綠色課堂、綠色師資”，并已逐漸演變為當前流行的可持續發展教育體系[2]。它的五大核心發展理念是“創新、協調、綠色、開放、共享”，這些理念與內涵實際上是與“雙碳”目標一脈相承的。但是，當前本科教育體系除了部分與“雙碳”目標緊密相關的專業（如環境、能源等），大部分本科專業都甚少考慮基于綠色教育體系的相應課程的設置。這與傳統本科教育模式下人才培養方式緊密相關，專業一般都局限于專業知識與專業能力培養，只要培養出更多的專業技術精英等領軍人才，就認為該專業辦學是成功的，特色是鮮明的。近年來，世界各國開始認識到人類活動的額外“碳排放”可能最終毀滅整個人類，“雙碳”目標也逐漸成為世界各國經濟的發展標的。因此，在全球化“雙碳”目標的考量下，唯“技”是舉的本科專業教育已經不合時宜了，尤其在一些傳統的高耗能、高污染的領域，如冶金、化工、材料等專業方向，迫切需要納入綠色教育體系。只有如此，“雙碳”目標才能引起全方位與多角度的重視，才能早日順利實現“雙碳”目標，實現可持續的本科專業教育發展與建設。

2021年7月，基于“雙碳”目標，教育部發布了《高等學校碳中和科技創新行動計劃》，特別指出若干高校要率先建成世界一流碳中和相關學科和專業，形成碳中和戰略科技力量，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。這也為非碳中和相關學科和專業的綠色教育體系的建立提供了良好契機。依托于碳中和相關專業的提速發展，讓人們更充分地認識到所有本科專業綠色教育體系建設的重要性與必要性。只要各本科專業都基于綠色教育體系發展與建設，切實推進生態文明建設，必將如期或提早實現碳達峰、碳中和目標。

3.低碳實踐環節亟待構建

基于“雙碳”目標本科教育模式發展，生態文明理念不能缺乏，綠色教育體系需要建立。其關鍵在于能身體力行去實踐“雙碳”目標，尤其大學本科教育階段，是最為關鍵的綜合素質與個人修養的養成教育階段。因此，無論文科、理科或工科專業，“踐行低碳、沉浸教育”的實踐環節亟待構建。高效低碳教育中實踐環節的必要性已有諸多學者進行了論述[3]。聚焦于“雙碳”目標視角，除了部分碳中和相關專業，大部分本科教育的低碳實踐環節遠遠不夠。除了環境科學、生態學、資源循環科學與工程、大氣科學等與低碳直接相關的專業，大部分專業的實驗課程、認知實踐或畢業實習等實踐環節甚少考慮低碳理念的設計。其根源在于：一是缺乏低碳意識，認為實踐環節主要是為了培養學生的專業能力，非專業相關的東西不用過多考慮;二是缺乏可持續發展的專業實踐理念，專業能力培養局限于當下與當屆，未有長遠的布局與規劃。但目前“雙碳”目標已與人類社會發展休戚相關，也成了國家經濟發展與社會建設的核心事業。因此，所有本科專業的發展與進步，都應該圍繞國家核心事業布局，才能更有效地促進“雙碳”目標的達成。

2021年10月，國務院新聞辦公室發布了《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書，其中特別提到了“堅定走綠色低碳發展道路”。這為本科教育的低碳實踐環節的構建與發展奠定了堅實的政策依據與強大的國家保障。因此，在本科教育的實踐環節中，需堅定不移地推行低碳理念，圍繞綠色低碳發展道路設計與規劃實踐課程。通過全方位的低碳實踐活動，讓學生真正理解低碳的重要性并具備低碳工程實踐能力，愿意在其人生規劃與事業發展中始終信守低碳理念，在“雙碳”目標的完成與實現中發揮有效作用。E0AE9804-87AA-435E-9602-66FD7DB6AD1B

4.“雙碳”產教融合重視程度不夠

2021年10月發布的《國務院辦公廳關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》指出，支持在校大學生提升創新創業能力，支持高校畢業生創業就業，提升人力資源素質，促進大學生全面發展，實現大學生更加充分更高質量就業。國家把大學生創新創業提升到國家戰略的高度，經過多年的發展與積累，產教融合已經開始步入改革與發展的深水區。2021年11月，北京市教育委員會印發了《北京市高等教育本科人才培養質量提升行動計劃（2022—2024）》，其主要任務包括“全面推動實踐創新教育改革”，其中核心子任務之一為“深度推進產教融合，健全完善產教融合長效機制”。產教融合是檢驗本科培養質量最有效的手段之一，也是所培養的高質量人才服務社會回饋社會的方式之一。但是，目前大部分的產教融合都傾向于扎堆熱門領域，如“人工智能”“視頻圖像”“互聯網”“5G通信”“新材料與技術”等領域，大多都是風投資本能實現快速收益的領域，而對于見效慢但功在千秋的“雙碳”事業產教融合推進與發展，大部分企業不了解也沒有興趣投入，這顯然是有悖于“雙碳”目標的。因此，對于本科教育層次，在產教融合方面，需要少一些功利性，應該更注重人才培養的社會效益，這樣才能培養出更多的、更有卓見的“雙碳”目標人才，為國家綠色低碳循環經濟體系建設做出更大更多的貢獻。

最近，三峽電能、中國移動、南開大學、天津輕工等企業與高校簽訂了協議，啟動“零碳校園建設項目”，通過產教融合的方式探索產業培育、人才培養、科技成果轉化及應用、理念宣傳、模式推廣等為一體的“雙碳”實踐路徑。這也為“雙碳”產教融合提供了一種新的思路與實現途徑。若本科教育模式創新能夠結合本專業特色及其可持續發展方向融入“雙碳”產教融合實踐培養，必將為國家“雙碳”目標的順利實現貢獻更多關鍵技術與人才資源。

二、“雙碳”目標視角下的“四位一體”本科教育模式創新途徑與方法

針對“雙碳”目標視角下的本科教育存在的問題與根源，我們提出基于培養方案、課程建設、實踐環節及產教融合的“四位一體”途徑與方法，試圖從整體上破局，從細節上創新基于“雙碳”目標的本科教育模式。

1.堅持“四位一體”全局化協同發展，推進本科教育創新

若把本科教育比作一個人，培養方案是“頭部”，總體規劃培養目標、畢業要求、課程體系

等;課程建設是“骨肉”，發展與落實本專業的思政教育、基礎理論、專業知識等;實踐環節是“四肢”，培養應用專業理論知識到解決工程實踐活動中復雜問題的專業能力;產教融合是“軀干”，把課堂掌握的理論知識，實踐環節獲得的技能及專業培養的核心理念，與產業發展相結合，通過創新創業的方式服務于社會。既然培養方案、課程建設、實踐環節及產教融合四方面相融相合成為一個整體，因此必須堅持“四位一體”全局化協同發展來推進本科教育創新。

基于“雙碳”目標，堅持“四位一體”全局化協同發展，其核心在于堅持生態文明的教育理念與培養模式。在學科方向與人才培養上，要全面考慮人與自然的和諧共生，強調綠色發展模式與可持續發展理念。以培養方案為抓手，突出生態文明內涵與生態人才的培養理念;課程建設緊密圍繞“雙碳”目標，全方位、大體系與多維度地加強生態文明建設的知識體系;實踐環節聚焦于“雙碳”目標的應用與實踐，以“低碳”“零碳”與“碳匯”為基本原則，設計與規劃學生實踐環節的方方面面;產教融合作為創新人才培養效果的預檢驗方式，生態文明應是產教融合的中心任務，并以此指導與促進產教融合的發展。圍繞“雙碳”目標，立足生態文明，真正實現培養方案、課程建設、實踐環節與產教融合“四位一體”全局化協同發展，培養出具有生態文明理念與可持續發展能力、基礎寬厚、專業精深、視野開闊、實踐能力突出的高素質創新人才。

2.以“雙碳”理念作為專業培養體系與課程設置的核心靈魂

傳統本科教育純“知識性”或“實踐性”培養模式，其專業培養體系與課程設置并未考慮“雙碳”目標，主要關注專業知識與應用的系統性與完整性，缺乏“雙碳”理念這個核心靈魂。基于“雙碳”目標，必須以“雙碳”理念作為專業培養體系與課程設置的核心靈魂。主要措施包括：建立“綠色化”的培養體系、發展“低碳化”的課程設置。“綠色化”的培養體系重在融入可持續發展的生態文明理念，從人與自然和諧相處的角度整體規劃人才培養的家國情懷、道德品質、專業知識與實踐技能等各方面素養與能力。“低碳化”的課程設置是在“綠色化”的培養體系框架內，以體現專業特色的生態文明核心課程為引領，基于“雙碳”理念統籌考慮課程結構。

因此，“雙碳”理念本科課程體系需要重點考慮三方面的建設。第一，應該明確課程體系的價值取向，凸顯生態文明建設的基本內涵。第二，把“綠色”有機融入課程體系設置與內容建設。在“雙碳”理念引導下，在符合本科學生認知與成長規律的基礎上，實現課程模塊化、協同化與綜合化推進。第三，充實與重構課程內容。圍繞“雙碳”目標，充實經管法課程中的生態文明內容，加強課程思政與倫理教育，構建完整專業知識觀，提升學生綜合素質并使其明晰專業能力與社會發展的相互關系。

3.緊密圍繞低碳實踐，大力推進本科實踐環節的教學改革

針對本科實踐環節中“無低碳意識”與“缺持續發展觀念”等問題，需要緊密圍繞低碳實踐，大力推進本科實踐環節的教學改革。因此，需要從觀念重建、資源配置與師生協同三個不同層面推進本科實踐環節的教學改革。首先是觀念重建，改變本科低碳實踐僅為“低碳”相關專業實踐環節的錯誤觀念。在文、理、工、經、管、法、農、醫等本科專業中，基于專業特色多維度、多角度與多方向地廣泛開展本科低碳實踐。其次，實踐環節的資源配置應該融于低碳理念與綠色校園建設。如經管類的低碳調查與對策化實踐，不僅研究內容低碳，同時可以采用無紙化“小程序”電子調查踐行低碳理念等;而能源類專業的專業實驗室與實踐平臺建設，不僅實踐內容針對低碳化目標，其實踐環境的水、電、氣等能源消耗都可采用可再生系統實現。最后，師生協同是推行“低碳”本科實踐環節教學改革的關鍵所在。老師應該在實踐中全過程全方位引導學生形成良好的“低碳”理念并構建出低碳化實踐環節與平臺，而學生應該充分發揮在低碳實踐活動中的主觀能動作用。只有師生協同配合，才能真正實現全新的低碳本科實踐教學，培養出“雙碳”戰略下的高素質專業人才。E0AE9804-87AA-435E-9602-66FD7DB6AD1B

此外，圍繞低碳實踐的本科實踐環節的教學改革，除了考慮觀念、資源與師生三個層面外，也必須與培養方案、課程體系及創新創業等一體化考慮，基于“四位一體”的協同發展推進實踐教學改革。同時，實踐教學改革也應與時俱進，切合時下的社會發展趨勢與方向進行規劃與安排，這樣才能取得良好教學改革效果。如，數字經濟、氫能源、元宇宙等為當下熱點，在推行實踐教學改革探索時，可設置“低碳數字經濟”“零碳氫能技術”“元宇宙中的低碳化方案”等實踐課題，讓學生有興趣參與并能取得更好的實踐效果。

4.以“雙碳”目標為抓手，健全完善產教融合長效機制

在“雙碳”目標國家戰略下，如何以“雙碳”目標為抓手，健全完善產教融合長效機制，可著重考慮以下的對策。一是專業特色的產教融合應轉變“功利化”與“短平快”等觀念。教育部門與高校應以資源配置與平臺建設為驅動，推動建設專業門類均衡、踐行生態文明與可持續發展的產教融合平臺。二是產教融合平臺的建設與發展應始終堅持以“雙碳”目標為抓手，在國民經濟社會建設中將逐步成為中心任務。因此，要成為長效化的產教融合平臺，其發展方向與建設特色也只能是“雙碳”目標的某個方面，堅持好了“雙碳”目標這個抓手，也才可能實現產教融合平臺的可持續長期發展目標。三是“雙碳”目標驅動的產教融合長效機制的建設與完善應與社會發展相適應。通過產教融合平臺的充分發展，實現社會效益與經濟效益雙贏，才能吸引更多師生加入，成為真正的創新創業人才培養基地，并逐步成為國家高科技產業園的發展源泉與動力。

創新創業是國家發展的源泉與動力，也是人才培養的重要目標，產教融合是培養學生創新創業能力的重要實現途徑與渠道。因此，必須健全完善產教融合長效機制。長效機制的健全完善重點在于基于校企共同愿景的產教深度融合，長效機制的內容建設必須考慮人和自然和諧共生與可持續發展的方向。同時，作為“四位一體”核心軀干，“雙碳”目標驅動的產教融合長效機制需全面協調本科教育的培養方案、課程體系及實踐環節等環節的建設，在本科創新創業高素質人才培養中發揮關鍵作用。

三、“雙碳”目標驅動下的本科教育模式創新初探及其成效

2021年3月4日，北京工業大學在全國高校中率先成立“碳中和城市科技創新研究院”。北京工業大學整合校能源、環境、化工、材料、城市建設、循環經濟等多學科優勢資源，為“雙碳”目標的科技創新與人才培養提供良好的資源平臺，增強服務國家與北京城市建設的能力。針對“雙碳”目標的本科教育培養模式創新，北京工業大學也啟動了多輪教學改革。在2020版的本科教學改革中，培養方案制訂中明確了“德才兼修，價值引領”“厚植基礎，大類培養”“突出實踐，強化能力”“鼓勵創新，引導探索”“推進交叉，注重復合”與“面向世界，拓寬視野”等基本改革方向與原則。在課程設置中，加強了通識教育的重要性，專業教育突出了創新實踐能力的培養，強調了基于產教融合的校外創新基地的建設。教育理念中重視了理想信念、家國情懷、科學素養與國際視野的培養，綜合素質中凸顯了公民責任，在夯實學科基礎的同時，均衡了專業發展與個性需要的發展，綜合素質的培養以創新能力培養為中心。

北京工業大學這些教育理念與“雙碳”目標下“四位一體”本科教育模式創新是一脈相承的，因此也取得了良好的人才培養效果。其中，2021屆本科生畢業去向落實率為95.11%，深造率為50.72%，用人單位滿意率達94.90%以上。

在本科人才培養中，北京工業大學材料與制造學部材料類專業全面貫徹生態文明建設思想，立足新發展階段，貫徹新發展理念，構建新發展格局，積極推動數字化綠色化協同轉型發展（簡稱“雙化協同”），賦能材料產業實現碳達峰碳中和目標，為材料行業轉型升級提供人才培養的北京方案和北京智慧。以材料、資源、環境與數字技術融合的創新能力培養為目標，構建了“雙化協同”的材料生命周期工程人才培養體系，創新了資源、環境要素有機融入材料設計制備、服役及循環的生命周期教學模式，創建了提升材料類專業學生運用數字技術解決材料性能與資源環境多目標優化等復雜工程問題能力的實踐平臺，培養適應材料產業“雙化協同”高質量發展的新工科高素質人才，服務“雙碳”目標的實現。

參考文獻：

[1]徐琳瑜，武文浩. 優化本科教學管理路徑，推進生態文明教育建設——基于PSR視角思考[J]. 環境教育，2021（Z1）：68-71.

[2]許勛恩. 綠色教育理論視角下應用型本科高校創業教育路徑研究[J]. 教育評論，2018（6）：76-79.

[3]嚴沖. 高校低碳教育中實踐環節研究[D].南京信息工程大學，2014.E0AE9804-87AA-435E-9602-66FD7DB6AD1B