“雙碳”背景下環境學科案例辯論教學探索
——以“清潔生產”課程為例

牛啟桂，高燦柱，劉汝濤

（山東大學環境科學與工程學院 山東 青島 266237）

清潔生產作為環境學科的一門專業核心課程，內容涉及清潔生產的概念、內容、戰略意義和清潔生產的理論基礎、指標體系、法律法規、實施途徑，為學生進一步學習專業知識和從事相關領域的工作奠定基礎。清潔生產課程的實用性強，所面對的行業眾多，而且不同工業企業的工藝、設備多種多樣，產生的廢棄物也各不相同，因此，清潔生產所面對的對象是多樣的和復雜的[1]。而傳統的“滿堂灌”模式已經無法很好地滿足教學需要，且不利于學生相關知識的掌握以及能力的培養。因此，探索新的清潔生產教學模式是十分必要的。

而案例辯論教學法作為近年來討論較廣的一種新的教學方法[2]，推動了教學模式的巨大發展和改革，其基于案例中的一些觀點進行討論與辨析[3]，在實際教學中得到了較為廣泛的應用。教師引導學生對課程教學中某一具體的案例進行資料搜集，通過歸納總結梳理出自己的觀點，再于課堂上進行辯論，這符合當代大學生活躍的思維方式。在案例辯論教學過程中，學生作為主體充分發揮自身的思辨能力，從而有助于加深學生對相關知識內容的理解以及促進思辨能力的提升，使學生實現從被動接受知識向主動探索知識的轉變，提高了學生的學習效率和教師的教學效率。

自我國作出“碳達峰”和“碳中和”的承諾以來，不少學者積極探索將“雙碳”目標融入環境學科的教學體系中，并且取得了一系列成果[4-5]。然而，如何將“雙碳”目標與清潔生產的課堂教學相結合仍然值得探索。

本文旨在通過“雙碳”背景下清潔生產課程案例辯論教學法的引入，加強學生的社會責任感與應用意識。在清潔生產課程上選取典型清潔生產減碳案例，并與當下的“雙碳”目標緊密結合，引導學生進行資料搜集和課堂辯論，幫助學生理解清潔生產對于我國實現“雙碳”目標的重要意義，為進一步培養創新型人才打下良好的基礎。

1 清潔生產教學現狀和存在的問題

清潔生產課程作為高等學校環境工程專業的三大主體課程之一，各大高校也為環境工程專業與環境科學專業開設了“清潔生產”課程。但是在實際教學中依然基本沿用傳統的教學模式，即教師在課上以課件講解的方式單方面地向學生灌輸相關知識，學生被動接受，由于清潔生產課程具有較強的學科交叉性和應用性，且所含概念和知識點較多，而在實際教學過程中又較為缺乏實際案例的穿插與互動，因此導致部分學生在學習過程中一味死記硬背不求甚解，無法很好地理解和應用所學知識，對當下的“雙碳”目標也是漠不關心，長此以往，學生會逐漸喪失學習熱情并且將學習目標僅僅放在通過期末考試上。這種傳統的教學模式雖然具有較高的知識傳遞效率，但是不利于學生理解清潔生產對于“雙碳”目標的貢獻與意義，也限制了學生合作意識、自主探索精神和創新意識的培養，與新時代創新型人才培養的主旨要求不相符合。

2 “雙碳”背景下案例辯論教學模式的構建

2.1 教學模式

本教學模式注重課堂講解與案例辯論的有機結合，將相關知識融合在典型清潔生產減碳案例中，充分調動學生的主觀能動性進行課上研討與辯論，極大提高了學習效果。所選擇的案例應具有一定的典型性，并且能夠在“雙碳”背景下與清潔生產相結合，起到一定的教育效果，保證教學工作的順利進行。比如在講解清潔生產的過程單元分析時，可選取鋼鐵工業這一典型的高碳排放部門進行分析。鋼鐵工業的原料、能源消耗量多，廢棄物產生量大[6]。在實際教學中，教師引導學生分組搜集相關鋼鐵企業的清潔生產案例，探討鋼鐵行業中可實施的清潔生產方案，亦可進一步結合相關碳排放系數衡量碳減排效果。同時兼顧國民經濟中與生活息息相關的食品加工業及制造業進行詳細案例分析。最后在課上進行統一展示與辯論，在教師的引領下共同研討鋼鐵企業生產過程中的清潔生產，激發學生作為環境人的責任心，積極建言獻策，并得出最后的結論。

這種師生共研的案例辯論教學模式可極大激發學生的學習熱情以及作為“環境人”的社會擔當。通過在實際教學中布置穿插豐富的案例任務，并且通過事先分組進行查閱與小組研討，學生在參與小組分工合作的過程中可鍛煉良好的團隊溝通協作能力，在查找資料和研討的過程中亦可培養獨立思考解決問題的能力。最后在課上由不同小組負責人進行展示匯報，匯報結束以后，其他小組也可以提出疑問并且展開辯論。最終由教師進行總結發言并且對各個小組的表現進行點評，同時將案例辯論的環節納入最終成績，進一步促進考核方式的多元化。

在案例辯論教學過程中，教師也應注意幾個問題。首先，教師拋出問題的同時，注意引導學生轉變思考方式，使學生充分發揮主觀能動性。并向未準備該案例的同學講解，以便于后期學生之間的探討與辯論。其次，在學生辯論過程中，教師不作任何評判，做好辯論記錄，在辯論結束后，依次解答學生辯論過程中的問題，進一步引導學生深層次的思考和邏輯訓練。案例辯論教學的最后，教師歸納總結并進行公正客觀的評價，該評價在教學中發揮著重要的導向作用，是學生衡量自己學習成果的重要標準，也為學生后續的努力指明了方向。

2.2 案例課時安排與教學內容

清潔生產課程每周4 學時，共進行12 周，一共48 學時。案例教學擬安排1 次案例導論課（2 學時），4 次案例展示（各2 學時），外加最后1 次總結匯報（2 學時），共計12學時。案例辯論課堂結合學習進度穿插在整個教學過程中，由任課教師進行調整安排。

①案例導論課（2 學時）。向學生講述清潔生產案例辯論教學模式的流程與要求，進行課堂分組，并初步介紹清潔生產對于“雙碳”目標的重要意義以及降碳效果，傳授查找資料以及科學分析問題的方法步驟，激發學生的學習熱情，并且對學生的疑問進行針對性答疑。

②從源頭削減廢物排放（2 學時）。引導學生從原子經濟性、使用可再生的原料和無害（或少害）的化學合成這三個方面查找案例。從源頭上研究其產生方式和特點，并且鼓勵各小組選擇感興趣的領域并結合其產生廢物的環節和機制，探討減量化降碳方案，結合實際案例培養在該行業中清潔生產的系統宏觀思維與低碳思想。

③排放廢物的回收利用（2 學時）。引導學生分小組針對某一具體工廠企業的廢棄物回收利用方式的真實案例進行分析，并且共同探討改進措施以實現回收利用效率的最大化以及廢物排放最小化，最終實現“減碳”的戰略需求。通過研究真實的案例讓學生對“雙碳”背景下的清潔生產有一個更加貼切生動的認識，在一組匯報結束以后其他小組也可以提出質疑并且參與辯論，于討論中共同探索更好的低碳高效的處理方法。

④生產過程中的清潔生產（2 學時）。比如優化生產工藝、生產過程中要講求能效、考慮降解。比如我國較多熱力公司實行煤改燃的改造，這不但涉及燃料、工藝和設備的改變，還涉及建筑和結構的變化，改造后實現了節能和減排兩大成就。一方面通過學生分組查閱電廠、鋼廠等一系列典型工業企業案例，繪制物料平衡圖，結合生產流程，利用生命周期評價（LCA）以及清潔生產的方法，優化現有的清潔生產方法，實現節能減排；另一方面綜合工廠企業的工藝設備探討其更多可能的清潔生產方法。通過小組內討論加課堂不同小組辯論的方式，為實現工業降碳綠色生產注入“環境人”的力量。

⑤工廠企業的末端治理（2 學時）。清潔生產與末端治理密不可分，因此教師可引導學生從身邊熟悉的工廠企業入手分析，結合感興趣的方面，查閱資料，了解工廠企業對于碳排放后的治理方案，討論其可實行的其他優化方案，提高末端治理的質量并形成案例報告進行課堂展示，以達到節能降碳、學以致用的目的。最后，分析末端治理與清潔生產的優缺點，使學生更加生動地理解“雙碳”背景下清潔生產的突出貢獻與重要意義。

⑥學習感悟與總結點評（2 學時）。各小組總結之前匯報的案例，分享學習感悟與心得體會。教師對各個小組的表現進行點評并作總結性發言，案例辯論課考核成績納入最后期末成績的考核。

3 “雙碳”背景下清潔生產案例辯論教學模式的效果

經過一個學期的教學實踐，結果表明這種結合“雙碳”背景的案例辯論教學模式在清潔生產教學中發揮了較好的效果。它極大激發了學生的學習興趣，很好地培養了學生的自主意識與創新能力。在案例查找與組間辯論的過程中，學生查找資料、現場調研、分析與整合相關信息，其團隊協助交流的能力得到了極大的提高，處理和分析解決復雜清潔生產案例的能力有了進一步增強。在組間辯論“頭腦風暴”的過程中，學生的思維和視野得到了進一步開拓，學會了多角度思考與解決問題的方法。

針對自主選擇的一系列清潔生產案例，學生發現問題、分析問題及解決問題的能力有了大幅提升，開始初步建立清潔生產學科思維。學生在查找案例的過程中也開始積極關注我國“雙碳”政策的相關內容，逐漸意識到清潔生產是目前減少碳排放最有價值與潛力的領域之一，增強了學生學習清潔生產課程的熱情，以及力爭早日實現“雙碳”目標的責任感與使命感。

通過案例的展示匯報以及案例報告的撰寫，學生的學術寫作能力、表達交流能力等得到了進一步的加強，為以后畢業論文答辯以及未來從事科研工作打下了良好的基礎。另外匯報期間師生的溝通交流形成了較為良好的課堂互動，有利于良好師生關系的構建，也促進了后續教學方案的實施。

另外，根據學生針對案例提出來的想法舉措，教師要鼓勵學生進一步完善方案并且積極組隊參加節能減排大賽、大學生創新基金項目以及寒暑假的社會實踐，并開放相關的清潔生產實驗室作為支持，學生將課上的想法積極融合在創新實踐中，實現了課堂價值的進一步拓展，也進一步增強了學生的科研實踐能力，切實讓學生在實踐中為實現“雙碳”目標作出屬于“環境人”的應有貢獻。

4 結語

清潔生產課程的學習對于環境學科的學生有著重要的意義，同時對國家實現“碳減排”起關鍵作用。基于“雙碳”背景的案例辯論教學法在清潔生產教學中的成功應用，既適應了目前新工科人才培養的要求，又緊密呼應當下“雙碳”目標。未來將繼續結合之前的課改經驗對于這一模式進行不斷完善改進。本文結合相關教學實踐初步探索了清潔生產課程的新的應用模式，以期讓清潔生產課程更好適應經濟社會發展與國家戰略需求，培養創新型與應用型人才，也為清潔生產教學的進一步改革完善提供了新的思路。