“雙碳”背景下地質工程專業課程教學改革的思考
——以內蒙古工業大學為例

尚福華，李國平，付文鼎，密文天

（內蒙古工業大學 資源與環境工程學院，內蒙古呼和浩特 010051）

1 研究背景

碳減排已成為全球各國的共識性選擇[1]。我國作為世界上最大的發展中國家，在節能減排方面起到了帶頭作用，并提出“力爭2030 年前實現碳達峰，2060 年前實現碳中和”的目標[2-3,11]。為了積極響應國家的碳中和號召，2021 年7 月，教育部印發《高等學校碳中和科技創新行動計劃》，要求高等教育加強“雙碳”人才培養和科技創新研究；2022年4 月，教育部印發《加強碳達峰碳中和高等教育人才培養體系建設工作方案》，提出“建成一批引領世界碳中和基礎研究的頂尖學科”的目標。

與“雙碳”緊密相關的地質工程專業是地質學的一個分支，是地質學與工程學相互滲透、交叉的邊緣學科[4]，其研究范圍主要包括地質環境評價與改造、礦產資源勘探與開發等。事實上，不同學校的地質工程專業具有不同的定位。鑒于內蒙古具有豐富的煤炭資源，內蒙古工業大學礦業學院傾向于培養服務煤田地質與勘探的專業技術人才。然而，傳統模式培養的人才很難滿足行業發展的需要，因此，亟須探索專業課程教學改革。

2 地質工程專業培養現狀

目前，全國有多所高校開設了地質工程專業，但其培養人才的側重點存在顯著差異，以中國地質大學為代表的綜合類地質高校以培養復合型地質專業技術人才為目標，其專業課涵蓋了地質工程相關的絕大多數方向；以中國礦業大學為代表的行業高校通常圍繞一些能源資源培養特定方向的專業技術人才，其專業課主要集中在行業相關課程，各高校在培養地質工程人才方面存在差異。隨著“雙碳”政策的廣泛實施，一些“雙一流”高校在原有培養模式的基礎上增加了與碳中和相關的專業內容，一些高校還依托地質工程等專業成立了碳中和研究院，積極開展對相關低碳技術的研究，以培養學生的碳中和專業素養。

在過去十幾年，內蒙古工業大學地質工程專業主要立足內蒙古鄂爾多斯盆地這個能源基地、大興安嶺成礦帶和北山成礦帶這兩個戰略資源基地，圍繞不同成礦帶的成礦機制和深部復雜區域勘探進行深入研究，并為內蒙古輸送了大量的專業技術人才。但是，內蒙古工業大學礦業學院地質工程專業恢復辦學時間較短，且受限于經濟發展及科技水平，以往培養的學生缺少碳中和相關知識體系，因此，針對內蒙古工業大學地質工程專業課程的教學改革已成為培養創新型人才、促進內蒙古自治區能源轉型以及推動“雙碳”目標達成的必要舉措[5]。

3 地質工程專業教學改革措施

近年來，多所“雙一流”高校成立了碳中和相關研究院或研究中心，但內蒙古自治區尚未成立具有規模的碳中和機構。為了更好地踐行《內蒙古自治區“十四五”能源發展規劃》，內蒙古工業大學礦業學院地質工程專業應積極開展教學改革，從課程教學方式、教學內容、師資力量等方面著手，積極培養學生碳中和思維和碳減排技術，為內蒙古經濟發展和環境保護貢獻力量。

3.1 教學方式改革

目前，多數學校均采用傳統教學+互聯網教學模式培養學生，主要有以下兩個方面的原因：（1）傳統教學模式講授的知識點更具針對性，能使學生對知識點的印象更加深刻，為學生提供調用原有知識參與深度思維的條件；（2）互聯網具有信息傳播快捷和高效的優勢，可以使學生快速掌握相關知識要點。隨著“雙碳”政策的實施，以往傳統教學+互聯網教學模式并不能很好地培養學生碳中和思維，因此，需要在以往教學模式的基礎上增加與碳中和相關的實踐元素[6-7]。

在實踐方面，培養學生碳中和素養的方法可以靈活多樣，例如可以采用以下幾種方式：（1）在課堂上讓學生觀看礦井瓦斯、甲烷等溫室氣體排放過程，結合地質工程專業課程知識，積極拓展實現“雙碳”目標的低碳技術；（2）在課堂上引導學生思考與地質工程相關的低碳技術（如煤—水—熱共采可行性）[8]，訓練學生獨立、創新思考問題的能力，加深對碳中和意義的理解；（3）帶領學生赴相關企業開展調研和實習，積極了解二氧化碳地質封存（煤層、頁巖、咸水層）技術[9]，并討論每種技術的機理，分析不同技術方法的效果和可行性，從而為后續工作奠定堅實的基礎。

3.2 教學內容改革

地質工程是一門復雜的學科，具有內容龐雜、概念繁多的特點，以往教師主要是為學生講授教材上的知識，重點在于傳授專業基礎概念及常用應用技術，趨向于模式化培養學生[10]。隨著碳中和措施的逐步落地，以往的教學內容難以支撐培養目標達成。實際上，碳中和具有典型的交叉學科性質，要求學生在學習地質工程專業基礎知識的情況下，進一步了解地球科學、林業工程、測繪工程等相關專業知識，從而形成碳中和系統思維[11-12]。

內蒙古自治區是我國的煤炭大省，也是我國重點生態功能區，承擔著能源供應和生態系統保護的雙重責任[13]。內蒙古工業大學礦業學院地質工程專業的教學內容也更加貼近自治區的實際情況，應積極從專業特色方面培養學生的碳中和思維。教師在教學內容方面增加與碳中和相關的其他專業內容，具體舉措如下：（1）積極增加基礎物理—化學相關內容，使學生進一步了解二氧化碳地質封存的基本原理，進一步開發出與二氧化碳封存以及穩定性檢測相關的技術；（2）利用礦業學院的優勢，教授學生采礦工程專業的相關內容，鼓勵學生從地質角度思考采煤過程中可以降低二氧化碳排放的措施，從而保證化石能源的清潔高效開采。

3.3 增強相關師資力量

內蒙古工業大學地質工程專業擁有一支學歷層次高、學緣和年齡結構合理的師資隊伍，但師資隊伍的實踐經驗、跨專業知識需豐富，才能更好地保證培養的學生具有綜合的專業技術能力，使學生能夠從容地解決后續工作過程中遇到的“雙碳”問題。針對行業現狀，專業師資的水平仍需提升，成長為一支能夠準確響應國家號召、專業能力與教學水平不斷進步的隊伍，這也是課程教學改革的重要環節。

在“雙碳”背景下，專業教師應積極主動學習相關知識，特別是針對二氧化碳捕獲、二氧化碳地質封存、煤炭管控等方面的內容，從而更好地培養學生的“雙碳”思維和能力。此外，學校需要鼓勵各個相關學院成立合作團隊，圍繞“雙碳”開展相關研究，以不同專業的知識體系向學生全面展示地質碳減排過程中的原理與應用場景，以有效地拓展學生的知識面，并培養學生全面思考和解決問題的能力。

3.4 提升學生創新能力

面對“雙碳”這種新興事物，許多高校存在著專業能力培養和創新能力脫節的問題[14]，導致學生在后續工作過程中遇到問題難以有效解決，因此，需要重視提升學生的創新能力，可以從以下幾種途徑來提升學生“雙碳”方面的創新能力：（1）教師可以在課堂上增加“雙碳”相關的創新項目，提高學生對創新的敏感度；（2）教師帶領學生開展一些低碳技術的實驗，增強學生思考問題、處理問題的能力；（3）教師聯系相關交叉學科，提高學生的視野開闊性，培養學生綜合思維的能力；（4）增設專業的創新培訓基地，從多方面培養學生的創新思維能力；（5）課程思政也是提升學生創新能力的重要舉措[15]，培養學生以辯證的角度看待問題，以多元化的思維處理問題，把辯證與創新融會貫通，使學生增強處理問題的能力。

4 結束語

從長遠來看，高校需要大批量輸出高質量的專業人才，以滿足未來“雙碳”行業對人才的需求。地質工程作為與“雙碳”緊密相關的學科領域，更應該積極開展教學改革，著重加強培養學生的碳中和思維和能力。以內蒙古工業大學礦業學院地質工程專業為例，應通過改革教學模式和教學內容，提升學生的專業能力，促進學生創新思維的發展，培養能夠助推“雙碳”目標落地的專業技術人才。