面向“双碳”战略的煤炭高校教学改革探索

郑苑楠 李姗姗 江丙友 兰兰 高盼盼 郑春山 赵海霞 李洁

（1.安徽理工大学安全科学与工程学院 安徽淮南 232001；2.安徽理工大学经济与管理学院 安徽淮南 232001；3.山东省菏泽卫生学校 山东菏泽 274000；4.中石化中原油建工程有限公司 河南濮阳 457001；5.安徽理工大学地球与环境学院 安徽淮南 232001）

党和国家对“双碳”战略的高度重视引发“双碳”市场指数级的体量增长。根据主流机构测算，“碳中和”总投资规模约为70 万亿元至180 万亿元，年投资规模在3.5 万亿元左右，存在巨大的投资机会和创新市场。而且投资主要向能源供应领域集中，占比47%的能源供应领域集中了近八成的碳排放投资需求，催生出体量庞大的人才需求。在国家战略与金融投资双向牵引下，国家“低碳人才”需求总量巨大，人才成为实现“双碳”目标的根基保障。加快推进煤炭高校科技创新，基于教学改革培养高质量高水平的低碳行业专业型、复合型人才，为我国低碳转型发展提供有力的人才保障和专业支撑迫在眉睫。

基于煤炭能源在实现双碳目标中的重要作用，加之当前低碳行业巨大的人才缺口，煤炭高校在双碳革命中的使命突出、任务艰巨。依据教育部印发的《高等学校碳中和科技创新行动计划》，高等学校要充分发挥高校基础研究深厚和学科交叉融合的优势，加快构建高校碳中和科技创新体系和人才培养体系。在此背景下，煤炭高校需不断调整优化碳中和相关专业、学科建设、课程体系、教学模式及平台建设等，推动人才培养质量持续提升，围绕煤炭安全绿色开采、高效清洁利用、CCUS 等关键技术问题，实现碳中和领域基础理论研究和关键共性技术新突破，以教学改革为抓手，为我国实现能源碳中和、资源碳中和、信息碳中和提供充分科技支撑和人才保障。

1 “双碳”战略下煤炭高校教学模式面临瓶颈

1.1 “双碳”战略孵化人才类型多样化与复合性

实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，将深刻改变我国产业结构和发展模式，人才在支持产业结构零碳转型和管理转型方面发挥引领和推动作用。双碳目标的实现涉及碳中和技术、碳交易经济、低碳管理等多个方面，对工程型人才、技能型人才、技术型人才、金融型人才、管理型人才提出更高要求。在工程科技方面，煤炭清洁高效利用、废弃矿井资源开发利用、“零碳”及“近零碳”新能源开发利用技术等工程科技问题亟待突破；在经济管理方面，负排放技术成本效益分析与经济评价、技术发展与社会—经济—生态系统的相互反馈刻画、个体及企业碳管理等经济与管理问题亟待解决；在人文法制层面，碳中和标准管理、碳中和区域公平性及碳中和引发的伦理道德问题亟待关注。在此背景下，应对“双碳”战略的高质量复合型双碳人才的供应匮乏是成为制约碳中和达成的最大掣肘，教学模式作为人才培养的最关键环节，与低碳人才的培养密切相关。

1.2 煤炭高校现有教学模式难以匹配“双碳”战略

在我国煤炭仍是保障能源供应的基础能源，虽然碳达峰碳中和目标对构建清洁低碳安全高效的能源体系提出挑战，但2050年前煤炭仍是我国的主要能源［1］，煤炭的主体地位在短期内不会被撼动［2］。基于当前煤炭行业在能源系统的主体地位，加之未来煤炭行业在低碳转型中的重要作用，煤炭行业成为助推双碳目标实现的关键所在，煤炭高校在“双碳”革命中的使命突出、任务艰巨。在此背景下，全面规划和培养一流本科高质量双碳人才，探索匹配“双碳”战略的教学模式，是煤炭高校的重大使命和任务，也对煤炭高校提出了重大挑战。

在煤炭高校全周期人才培养进程中，教学改革是人才培养至关重要的一步，教学改革是“双碳”战略背景下煤炭高校高等教育创新发展的必然趋势。国内外学者对教学改革进行了大量研究，包括翻转课堂［3］、观察式教学［4］、新媒体教学［5］等。尤其在新冠疫情下，传统教学模式进一步受到冲击，适应时代需求的新型教学模式层出不穷［6］，这些都有利于促进教学质量的提高，适应时代的发展。研究表明，教学模式对学生解题能力和自我效能感具有影响［7］。当前，仅有部分高校开展了碳中和相关课程，尚未有煤炭高校开展碳中和领域多学科交叉课程，且存在教学方法单调［8］、教学内容无法适应学科前沿动态［9］、理论与实践教学失衡［10-11］等各种问题。因此，在煤炭高校开展适应“双碳”战略的教学改革迫在眉睫。

2 “双碳”战略下煤炭高校教学模式路径探索

基于“双碳”目标的重大国家战略需求及高等学校碳中和科技创新行动计划，考虑到煤炭高校的特殊性，围绕煤炭安全绿色开采、高效清洁利用、CCUS 等关键技术问题，碳排放成本效益、碳排放交易、碳排放区域合作等经济管理问题，以学科建设为牵引，以课程体系、教学模式为主体，以平台建设为支撑，四位一体对煤炭高校面向“双碳”战略的教学改革进行探索。

2.1 打造理—工—管—经综合性碳中和学科

（1）构建多学科交叉融合的学科体系。基于“理—工—管—经”多学科交叉融合，以大数据、云技术、人工智能和物联网等高新信息技术为支撑，融合新材料、新技术、新工艺，以节能减排、调整能源结构、发展碳技术与市场等为核心，煤炭高校加快转型，以建设碳中和专业为支点，构建多学科交叉融合的碳中和学科体系。

（2）纵向深度探索碳中和一流本科专业内涵。加强与人工智能、互联网、量子科技等前沿方向深度融合，推动碳中和相关交叉学科与专业建设，加快与经济学、管理学、社会学等学科融通发展，建设一批国家级碳中和相关一流本科专业，将碳中和理念与实践融入高校专业建设体系。

2.2 建设以“煤炭+碳中和”为核心的模块拓展类课程体系

（1）以传统专业为依托设置模块拓展类课程。针对煤炭高校特色背景及研究领域，在传统的通识教育课程、专业核心课程、专业选修课程等的基础上，结合碳中和领域研究热点及社会需求，开设以“煤炭+碳中和”为核心的模块拓展类课程，构建满足“双碳”战略需求的模块化课程体系。

（2）优化碳中和相关课程人才培养方案。依据设置的碳中和专业必修课程，合理分配“公共必修+专业必修+通识选修”的课时数，并将课程思政、创新教育要求融入碳中和相关课程的人才培养方案中，构建以碳中和专业为特色、层级递进健全的创新课程体系。

（3）具化课程标准，编制归纳碳中和教材资源库。以课程思政为引领，以构建全员、全程、全课程育人格局的形式，将碳中和各类课程与思想政治理论课同向同行，加强能源碳中和、资源碳中和、信息碳中和等相关教材建设，推出一批适应碳中和人才培养的课程和教材，建立省乃至国家级精品课程、精品资源共享课、优质课程。

2.3 构建以学生为中心的四位一体循环教学模式

（1）改革传统输出型教学模式。遵循以学生为中心的基本理念，转变以教师、课堂和教材为中心的传输型教学模式，深度融合哲学、经济学、人力资源管理学、社会学等相关理论，探讨地方煤炭高校教学方式与高端人才培养的共生关系，坚持思路创新引领教学改革。

（2）探寻以学生为主体的新型循环教学模式。通过碳中和学科发展、碳中和专业建设、课程改革、学生竞赛构建以学生为中心的四位（学科、专业、课程、比赛）一体循环教学模式，让学生基于兴趣加入碳中和专业方向，结合专业课程与学科竞赛，提升学生科研创新能力，从而基于师生双向提升教学水平。

（3）打造教学促科研，科研反补教学的学研融通一体教学模式。通过教学与科研平台共享、国内外师资共享，使学生参与到科研项目研究过程中，了解碳中和专业热点与前沿，洞悉学科发展关键科学问题，为提升学生科研创新能力提供途径。同时，在课堂教学中改革教学方法，充分结合经典内容与科研热点，以原创型研究成果驱动教学创新，实现教学促科研，科研反补教学的模式。

2.4 搭建以实验室、实习基地为主体的碳中和平台

（1）打造碳中和科教资源和数字化资源平台。推进碳中和未来技术学院和示范性能源学院建设，布局一批适应未来技术研究所需的科教资源和数字化资源平台，打造引领未来科技发展和有效培养复合型、创新型人才的教学科研高地，为碳中和人才的培养提供平台支撑。

（2）升级现有实践场所，塑造满足集成化学习的平台品牌。推进学生碳中和实践场所建设，包括校内实验室、讨论室、设计室及校外的实习基地、工程实践中心等，打造一批国内知名的学科教育教学平台；同时，搭建现代化大学生实习基地、科技创业实习基地、智能碳中和高新企业实习基地等实践平台。

（3）落实高校合作协同机制，共建碳中和人才智库。围绕服务好碳达峰、碳中和工作的顶层设计，集中研究碳中和人才培养工作中的重大政策变化、战略问题、新形势的新问题等，发挥人才智库的研判、评估与咨询工作中的优势，实时掌握碳中和人才培养新动态。

3 结语

要充分运用高水平煤炭高校基础研究深厚和学科交叉融合的优势，围绕煤炭安全绿色开采、高效清洁利用等关键核心问题，摆脱传统教学模式的局限，系统改革适应“双碳”战略的教学模式，从学科建设、课程体系、教学模式、平台建设等多方发力，丰富教学方法，紧扣学科前沿动态，理论与实践共生。以教学改革为着力点，着力提升科技创新能力和创新人才培养水平，为确保如期实现碳达峰、碳中和目标提供科技支撑和人才保障。