“雙碳”目標(biāo)下學(xué)科交叉探索

摘 要 我國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候變化提出了碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)，無(wú)錫學(xué)院探索通過(guò)學(xué)科交叉融合來(lái)加強(qiáng)碳中和科技創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)體系建設(shè)。學(xué)校出臺(tái)相關(guān)政策扶持，打破學(xué)科之間的壁壘，鼓勵(lì)教師開(kāi)展跨學(xué)科研究，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生廣泛使用PBL（基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)）方法，以有效促進(jìn)電力、氣象、管理等學(xué)科的交叉融合，為無(wú)錫市踐行生態(tài)文明和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞 雙碳；學(xué)科交叉；大氣科學(xué)；電氣工程

中圖分類號(hào)：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.23.022

Interdisciplinary Exploration under the

\"Carbon Peaking and Carbon Neutrality\" Goals

——Taking Wuxi College as an example

JIANG Sheng1， SHEN Yuchen2， GUO Yongxin1

（1．School of Automation， Wuxi University， Wuxi， Jiangsu 214105;

2. Wuxi Meteorological Bureau， Wuxi， Jiangsu 214101）

Abstract In order to cope with climate change， China has put forward the goal of carbon peak and carbon neutrality. Wuxi University explores the cross-integration of disciplines to strengthen the construction of carbon neutral scientific and technological innovation system and talent training system. The school has issued relevant policy support to break the barriers between disciplines， encourage teachers to conduct interdisciplinary research， and guide students to widely use PBL （Problem-based learning） method， so as to effectively promote the cross-integration of electric power， meteorology， management and other disciplines， and make contributions to the implementation of ecological civilization and high-quality economic development of Wuxi City.

Keywords carbon peaking and carbon neutrality; interdisciplinary; atmospheric sciences; electric engineering

“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”這一承諾體現(xiàn)了中國(guó)作為負(fù)責(zé)任大國(guó)的態(tài)度。為實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)，不僅需要政府、企業(yè)、社會(huì)的共同努力，還需要高校的積極參與和貢獻(xiàn)。2021年7月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，明確提出要充分發(fā)揮高校基礎(chǔ)研究深厚和學(xué)科交叉融合的優(yōu)勢(shì)，加快構(gòu)建高校碳中和科技創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)體系，著力提升科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人才培養(yǎng)水平。

無(wú)錫學(xué)院作為市屬應(yīng)用型本科院校，擁有扎實(shí)的氣象學(xué)科基礎(chǔ)，需從學(xué)院的現(xiàn)狀和條件出發(fā)改革，結(jié)合無(wú)錫市政府和本地產(chǎn)業(yè)環(huán)境需求，創(chuàng)新性地進(jìn)行人才培養(yǎng)探索。所以可著力圍繞無(wú)錫地區(qū)“雙碳”目標(biāo)和強(qiáng)富美高新江蘇的重大需求，關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)間的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)強(qiáng)化碳中和與電氣工程、氣象、環(huán)境、應(yīng)急管理等前沿方向的深度融合，并推動(dòng)自身學(xué)科發(fā)展，育人育才，助推無(wú)錫經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型[2]。

1" 學(xué)科交叉發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)在學(xué)科交叉培養(yǎng)方面起步比較早，其體系更為成熟，要求學(xué)生能夠整合不同學(xué)科中建立的概念和思想，然后獨(dú)立思考、應(yīng)用、組合和發(fā)展知識(shí)。并且還能夠用其他學(xué)科術(shù)語(yǔ)表達(dá)思想，這樣即擁有了把知識(shí)遷移到多種不同崗位中的能力[3]。在中國(guó)，近年來(lái)學(xué)科交叉融合已成為高等教育發(fā)展的主流趨勢(shì)，南京信息工程大學(xué)重構(gòu)“氣象+”交叉課程體系，引入信息技術(shù)、計(jì)算科學(xué)等學(xué)科，開(kāi)辟了科教融合、產(chǎn)教融合、國(guó)際融合的培養(yǎng)路徑；南京中醫(yī)藥大學(xué)把醫(yī)藥學(xué)科、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興學(xué)科交叉，增設(shè)了“中醫(yī)藥人工智能”碩士點(diǎn)。

在全球氣候變暖的大背景下，學(xué)科交叉呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)和趨勢(shì)，解決氣候變化、能源配置，防災(zāi)減災(zāi)等社會(huì)重大問(wèn)題成為學(xué)科交叉融合的主要?jiǎng)恿ΑＲ驗(yàn)閭鹘y(tǒng)學(xué)科發(fā)展到一定階段會(huì)出現(xiàn)瓶頸，只有與其他學(xué)科開(kāi)展交流與借鑒才能找到突破口。在這新一輪科技革命飛速發(fā)展的階段，基金委也順應(yīng)國(guó)家和人類社會(huì)發(fā)展重大需求，優(yōu)化學(xué)科布局，鼓勵(lì)設(shè)置跨科學(xué)部申請(qǐng)代碼，也加強(qiáng)了對(duì)交叉學(xué)科的各項(xiàng)支持[4]。

“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必然有許多復(fù)雜的問(wèn)題需要多學(xué)科的合作，大氣科學(xué)不僅與新能源等應(yīng)用學(xué)科，還要與經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)等社會(huì)學(xué)科交叉，同時(shí)深度融合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能。自然學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)部合作，同時(shí)與社會(huì)學(xué)科加強(qiáng)合作，才能產(chǎn)生穩(wěn)健的理論研究結(jié)果，為更優(yōu)的行政決策打好基礎(chǔ)。

但同時(shí)學(xué)科交叉也存在一些問(wèn)題。第一，缺乏政策引導(dǎo)。以氣象學(xué)為重點(diǎn)學(xué)科的高校學(xué)生其科研思維以大氣科學(xué)為主導(dǎo)，不太關(guān)注其他學(xué)科，相對(duì)于工科來(lái)說(shuō)動(dòng)手能力較差。學(xué)校對(duì)于“雙碳”目標(biāo)關(guān)注度不夠高，暫未開(kāi)始進(jìn)行電氣工程、氣象學(xué)科的交叉，培養(yǎng)“雙碳”人才。教育部門(mén)和地方主管部門(mén)應(yīng)針對(duì)現(xiàn)實(shí)需求，出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)推動(dòng)學(xué)科交叉。第二，學(xué)科定位不明。交叉學(xué)科本質(zhì)上是屬于綜合學(xué)科，需要整合眾多學(xué)科的理論方法和研究者，不是單一的工科、理科、文科。不同類型的學(xué)科擁有自己獨(dú)立的知識(shí)體系，其他學(xué)科的滲透會(huì)導(dǎo)致已有的學(xué)術(shù)思想框架被打破。第三，學(xué)科發(fā)展不均衡。氣象學(xué)科和能源學(xué)科往往在同一所高校并不能夠同時(shí)發(fā)展成為強(qiáng)勢(shì)學(xué)科，各自學(xué)科的資源配置也不盡相同。例如南京信息工程大學(xué)是以大氣科學(xué)為“A+”學(xué)科的高校，其電氣工程專業(yè)更傾向于傳統(tǒng)的工科，沒(méi)有太多的行業(yè)支持，相比其他電氣工程優(yōu)勢(shì)學(xué)科高校顯得較為普通。

2" 學(xué)科建設(shè)

2.1" 思政與科普

以習(xí)近平生態(tài)文明思想為指導(dǎo)原則，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，通過(guò)將氣候?qū)W基本知識(shí)充分融入課堂，把習(xí)近平生態(tài)文明思想、綠色低碳理念納入人才培養(yǎng)全過(guò)程、各環(huán)節(jié)。與此同時(shí)，利用學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，在原有課程思政的基礎(chǔ)上，重塑學(xué)生對(duì)環(huán)境保護(hù)和低碳節(jié)能重要性的認(rèn)識(shí)。樹(shù)立大學(xué)生正確的生態(tài)文明觀，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略的認(rèn)知和理解，充分展示課程的思想政治教育功能。以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的交叉學(xué)科課程優(yōu)化，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中處處踐行綠色低碳理念，提高節(jié)能減排意識(shí)，實(shí)現(xiàn)校園碳中和。

此外，“低碳”研究還應(yīng)走出課堂，促使更多人了解其重要性。通過(guò)組織科普志愿小隊(duì)，與媒體、社區(qū)合作，積極將雙碳理念、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急逃生等知識(shí)傳達(dá)給公眾，提高公眾對(duì)氣候變化問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和理解，激發(fā)其參與“低碳社會(huì)建設(shè)”的積極性。開(kāi)展面向中小學(xué)生的氣候變化教育項(xiàng)目，增強(qiáng)他們對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)其環(huán)保意識(shí)和責(zé)任感。也可通過(guò)校園內(nèi)空間，在“世界氣象日”“世界環(huán)保日”舉辦面向公眾的科普展覽，展示最新的科研成果和環(huán)保知識(shí)，促進(jìn)校園與社會(huì)的互動(dòng)交流。定期組織科普創(chuàng)新大賽，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)合作圍繞特定“雙碳”主題提交創(chuàng)新作品，旨在提升公眾對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣和參與度，同時(shí)挖掘和培養(yǎng)科普人才。優(yōu)秀項(xiàng)目還可以通過(guò)校園媒體、社交平臺(tái)進(jìn)行展示和推廣，進(jìn)一步擴(kuò)大其影響力。

2.2" 課程改革

當(dāng)前，大多數(shù)課程是在學(xué)院內(nèi)單獨(dú)完成，交叉課程教育偏少，使得學(xué)生形成單一學(xué)科的科研思維。各學(xué)科在建設(shè)課程的過(guò)程中很少考慮與其他學(xué)科之間的相互交叉。這就要求學(xué)校在規(guī)劃學(xué)科發(fā)展的過(guò)程中出臺(tái)相關(guān)政策，充分保障學(xué)科內(nèi)容之間的充分融合，另外在前期完成通識(shí)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，注重“低碳”理念的灌輸與執(zhí)行，為后續(xù)的學(xué)科交叉奠定基礎(chǔ)。后續(xù)可以通過(guò)設(shè)計(jì)跨學(xué)科課程，打通學(xué)分置換，充分實(shí)現(xiàn)人才的多方位、多領(lǐng)域培養(yǎng)。不僅如此，在課程設(shè)置方面應(yīng)充分涵蓋可持續(xù)發(fā)展、氣候變化、能源動(dòng)力、社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域，促使不同學(xué)院的學(xué)生能從不同角度理解“雙碳”目標(biāo)，多方位掌握解決方案。例如，在全校范圍內(nèi)開(kāi)設(shè)“氣候變化與社會(huì)適應(yīng)”課程，不僅講授氣候變化對(duì)自然和人類社會(huì)的影響，還探討如何通過(guò)社會(huì)政策和技術(shù)創(chuàng)新來(lái)適應(yīng)這些變化。或通過(guò)認(rèn)知實(shí)習(xí)，邀請(qǐng)技術(shù)專家和產(chǎn)業(yè)教授講授導(dǎo)論類課程，讓學(xué)生可以實(shí)際感受企業(yè)為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是如何降本增效、節(jié)能降耗、減排降碳的。

2.3" 實(shí)踐教學(xué)

學(xué)校原本的實(shí)踐教學(xué)體系與“低碳”產(chǎn)業(yè)要求不完全匹配，學(xué)生所學(xué)知識(shí)與實(shí)際脫節(jié)，實(shí)踐能力不強(qiáng)。為提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，總體上采取“分層推進(jìn)、分段實(shí)施、分類定制”模式，錨定無(wú)錫地區(qū)低碳經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和企業(yè)發(fā)展需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)、方案和過(guò)程。首先，從雙碳、新能源企業(yè)對(duì)不同層次人才的需求出發(fā)，堅(jiān)持“產(chǎn)學(xué)融合、分層推進(jìn)”方針，始終堅(jiān)持“地方性、低碳型、應(yīng)用型”定位，立足依靠和服務(wù)本地能源電力優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈中的龍頭企業(yè)，以“四通四融”理念推動(dòng)構(gòu)建校企協(xié)同育人機(jī)制，培養(yǎng)企業(yè)緊缺的“雙碳”人才。四通即打通專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)需求、打通專業(yè)教學(xué)活動(dòng)與企業(yè)技能要求、打通專業(yè)教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、打通實(shí)習(xí)崗位與就業(yè)崗位；四融即學(xué)校與企業(yè)融合、專業(yè)教師與技術(shù)骨干融合、學(xué)校理論考核與企業(yè)評(píng)價(jià)融合、專業(yè)學(xué)習(xí)與創(chuàng)業(yè)教育融合。其次，“雙碳”人才培養(yǎng)方案需要全面而堅(jiān)實(shí)的素質(zhì)教育基礎(chǔ)，采用“校+企/3+1”兩段貫通式培養(yǎng)模式，完成理論到實(shí)踐、學(xué)徒到員工、大學(xué)生到工程師的過(guò)渡和蛻變，最終造就面向未來(lái)、滿足需求的卓越“雙碳”人才。最后以無(wú)錫地區(qū)“雙碳”行業(yè)企業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，采用“訂單培養(yǎng)、分類定制”人才培養(yǎng)模式，開(kāi)設(shè)校企合作課程，推動(dòng)課程與技術(shù)、教學(xué)與生產(chǎn)精準(zhǔn)對(duì)接，提高“雙碳”人才培養(yǎng)質(zhì)量，為優(yōu)質(zhì)企業(yè)打造優(yōu)質(zhì)員工。

基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)（PBL）方法，也可促進(jìn)復(fù)雜、跨學(xué)科的“雙碳”教育。通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)，設(shè)計(jì)以真實(shí)世界節(jié)能減排問(wèn)題為中心的課程，學(xué)生可以在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。學(xué)生首先利用電氣相關(guān)知識(shí)模擬建立一個(gè)教學(xué)樓的零碳排放計(jì)劃，在模擬過(guò)程中，教師會(huì)向?qū)W生充分展示這一計(jì)劃的必要性，從多方位論證其可行性，并進(jìn)一步在學(xué)院樓頂開(kāi)展光伏實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行可再生能源預(yù)測(cè)。這樣不僅能夠利用氣象知識(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)能和太陽(yáng)能，還能讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中加深對(duì)電氣相關(guān)知識(shí)的理解，同時(shí)理解低碳的深層含義及其必要性。抑或開(kāi)展無(wú)錫及周邊城市的實(shí)地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理，通過(guò)氣候預(yù)測(cè)和城市暴露度、脆弱度普查，為建設(shè)氣候適應(yīng)性城市建言獻(xiàn)策。這種教學(xué)方法能夠有效培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的綜合能力。

2.4" 跨學(xué)科研究與合作

開(kāi)展跨學(xué)科研究與合作是對(duì)抗氣候變化的關(guān)鍵策略。氣候變化是一個(gè)多維度問(wèn)題，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了自然科學(xué)的范疇，觸及能源、環(huán)境、社會(huì)等多個(gè)領(lǐng)域。鼓勵(lì)校內(nèi)教師跨學(xué)科組建團(tuán)隊(duì)，研究在節(jié)能減碳的現(xiàn)狀下，未來(lái)中國(guó)區(qū)域降水和溫度變化的趨勢(shì)，以及極端天氣變化對(duì)城市應(yīng)急管理的需求，可以為決策者提供數(shù)據(jù)支持；利用氣象數(shù)據(jù)分析新能源資源，制訂風(fēng)能、太陽(yáng)能的合理開(kāi)發(fā)利用策略；研究高溫、暴雨、低溫、凍雨等災(zāi)害性天氣對(duì)電力設(shè)備的影響，等等。

不僅要推動(dòng)校內(nèi)師資的交流合作，學(xué)校還需與相關(guān)政府部門(mén)、高等院校、行業(yè)建立緊密聯(lián)系，形成跨學(xué)科的教學(xué)聯(lián)盟和研究平臺(tái)。學(xué)院可積極爭(zhēng)取政府支持，與市場(chǎng)監(jiān)督管理局共建“低碳學(xué)院”，以此聚焦重點(diǎn)課題和特色領(lǐng)域，促進(jìn)學(xué)科交叉融合和人才培養(yǎng)基地建設(shè)。通過(guò)定期組織研討會(huì)、學(xué)術(shù)沙龍和國(guó)際會(huì)議，吸引國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀學(xué)者參加，展開(kāi)頭腦風(fēng)暴，給學(xué)生提供項(xiàng)目咨詢、技術(shù)指導(dǎo)，實(shí)習(xí)實(shí)踐等。從而進(jìn)一步共同深入研究能源轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排、應(yīng)急管理等。為無(wú)錫加快構(gòu)建綠色低碳、安全高效的新能源產(chǎn)業(yè)集群，助力扎實(shí)做好碳達(dá)峰碳中和工作，促進(jìn)無(wú)錫實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

3" 結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，也是對(duì)高等教育系統(tǒng)的一次全面挑戰(zhàn)和機(jī)遇。無(wú)錫學(xué)院作為應(yīng)用型本科高校，積極響應(yīng)國(guó)家政策，專注于培養(yǎng)專業(yè)的“雙碳”人才。通過(guò)電氣工程、氣象、管理等學(xué)科的交叉融合，不僅滿足了育人和科學(xué)研究的需要，也是推動(dòng)我國(guó)高等教育提質(zhì)增效的重要舉措，更是社會(huì)全面應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)的重要途徑。面對(duì)“雙碳”目標(biāo)帶來(lái)的種種挑戰(zhàn)，包括不同學(xué)科間文化差異、資源分配不均衡以及跨學(xué)科合作中的阻礙，本研究采取了許多創(chuàng)新舉措應(yīng)對(duì)，包括深化教育理念改革，加強(qiáng)理論與實(shí)踐相結(jié)合，推動(dòng)學(xué)校與企業(yè)、政府之間的跨平臺(tái)緊密合作。這樣不僅能夠?yàn)榕囵B(yǎng)視野開(kāi)闊、具備低碳發(fā)展能力的專業(yè)人才提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也助力我國(guó)高等教育系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)全球氣候變化的挑戰(zhàn)中邁向新的高度。

*通信作者：姜?jiǎng)?/p>

基金項(xiàng)目：江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目“‘雙碳’目標(biāo)背景下應(yīng)用型本科高校人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究”（2022SJYB0973）；無(wú)錫市軟課題“氣候變化背景下無(wú)錫地區(qū)極端天氣變化趨勢(shì)及對(duì)策”（KX―23―B035）。

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