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成果主要内容
聚焦国家“双碳”战略需求,以北京市级和校级教育教学改革项目为依托,对环境工程专业进行了综合改革,形成了“双碳目标背景下环境工程专业创新型人才培养的探索与实践”教育教学成果(如图1所示)。

图1 “双碳目标背景下环境工程专业创新型人才培养的探索与实践”成果简介
该成果主要聚焦以下三个教学问题:(1)育人理念和课程体系与“双碳”人才培养目标不相适应;(2)教学内容和师资队伍不能满足“双碳”人才培养需求;(3)“双碳”背景下环境+创新型人才培养路径有待拓宽。为了解决上述三大教学问题,本成果创新地构建了"理念-体系-路径"三维递进式育人范式;提出了“生态文明建设与减污降碳协同"贯通育人理念, 创建了“课程重构、内容迭代、AI 赋能、师资优化”四位一体的“环境+“双碳人才培养体系,建立了双碳目标背景下环境专业多元化协同育人培养路径,成果实施效果显著。采取的具体措施和方法如下:
(1)坚持理念引领,将“生态文明建设与减污降碳协同”理念贯穿人才培养全过程;基于“双碳”目标的外延和内涵,“三维度”重构课程知识模块,优化人才培养课程体系
在新时代背景下,为了满足国家战略需求并培养具备创新精神和社会责任感的高素质人才,将“生态文明建设与减污降碳协同”的理念全面融入环境工程专业人才培养过程中,构建了“价值引领-知识传授-能力培养-实践创新”四位一体人才培养模式。
人才培养紧密结合“双碳”目标下的技术与政策需求,优化环境工程专业课程结构,分层递进式设计“双碳”知识模块。
① 基础层(通识教育):增设《气候变化与温室气体》、《碳中和经济学》、《生态与经济》等。《气候变化与温室气体》课程系统讲授全球碳循环机理与温室气体排放核算方法;《碳中和经济学》课程深入剖析碳定价机制、绿色金融工具及国际气候政策演变;《生态与经济》课程聚焦生态系统碳汇功能与低碳发展协同路径,培养学生的基础低碳素养。
② 核心层(专业必修/拓展课):增设《清洁生产导论》、《水系统碳中和与绿色发展》、《污水处理工艺模拟与优化运行》等。《清洁生产导论》课程强化产业生态化转型认知,结合典型行业案例开展清洁生产审核实训;《水系统碳中和与绿色发展》课程创新性地将污水处理工艺与碳排放核算相结合,介绍水系统“减碳降碳”的绿色化前沿技术;《污水处理工艺模拟与优化运行》课程则重点突破传统工艺的能耗瓶颈,讲授污水处理工艺模拟及优化运行的方法、污水处理新工艺及碳中和技术。
③ 拓展层(跨学科选修课):为培养复合型创新人才,特别设置跨学科选修课程群,打破专业壁垒,促进跨学科融合,鼓励学生选修“环境+能源”、“环境+大数据”、 “环境+冶金”、 “环境+材料”类课程。
这一课程体系的创新实施,有效促进了环境工程专业教育从传统的污染治理向减污降碳协同治理转型,为实现"双碳"目标提供坚实的人才支撑。
(2)将“双碳”理论与科研成果融入教学内容和学生创新实践,运用AI技术创新教学手段与方法;引进与培养并重,优化教师学科背景,打造适合“双碳”目标下环境专业人才培养师资队伍
推进教学创新多轮驱动:筑牢知识根基,系统融入“双碳”知识体系与绿色发展理念;拓宽内容视野,将前沿科研成果实时引入课堂以更新知识图谱;驱动方法变革,深度融合AI技术创新教学手段与评价方式。
① 优化课程内容、深入融合“双碳”模块。例如,在《环境工程微生物学》课程中增加了“环境微生物与碳中和”教学内容、《环境规划与管理》课程中纳入“碳中和路径设计”、《废水处理新技术》课程中加入“污水处理碳减排与碳中和”内容、《污水处理工艺模拟与优化运行》课程中加入“基于工艺模拟的污水碳排放核算”内容。本科生实习单位增加了密云绿色动力再生能源有限公司、江苏省宜兴城市污水资源概念厂等,提高学生对于固废能源回收、污水再生利用等低碳环保技术的认识与掌握。



《环境工程微生物学》 《废水处理新技术》 《污水处理工艺模拟与优化运行》
图2 多门课程内容融合“双碳”模块

图3 学生通过实习提高对低碳环保技术的认识与掌握
② 科研成果反哺教学,推动教学内容的动态更新。将“双碳”领域最新科研成果与教学和科技竞赛紧密结合,将其转化为教学内容,并通过科研项目推动学生创新创业实践。

图4 重庆某污水处理厂曝气和加药工程项目引入教学
③ 创新教学手段,提升课堂教学效果。运用线上课程与AI技术提升课堂教学效果:建设《环境工程微生物学》、《水污染控制工程》、《环工原理》等多门线上课程,构建了灵活多样的学习模式。借助AI技术建设《环境工程微生物学》、《环境监测》等人工智能赋能课程,很好提升了课程的智能化水平和教学效果。

图5《环境工程微生物学》建设线上课程与AI课程
高素质创新型教师队伍是创新型人才培养的重要保证,把“双碳”理念贯穿师资队伍培育、引进、使用全过程。采用“走出去+引进来”的方式,提升教师的“双碳”理念和技能。“引进来”是指引进具有“双碳”学科背景的高层次人才,优化师资结构,为培养创新型复合人才奠定基础;同时邀请校外专业人士开展碳达峰、碳中和相关的培训及讲座。“走出去”则是鼓励教师积极参与“双碳”相关学术会议和培训,了解最新“双碳”科技前沿,提升“双碳”素养和教育教学能力。
图6 形成“高水平拔尖人才”引进机制
(3)深化协同育人,建立“校企协同、校所协同、校际协同、专业协同”的多元化人才培养路径
加强学校与企业的合作,共同制定培养方案、共建实习实践基地,解决企业“双碳”问题,实现人才培养与产业需求相匹配。推动学校与科研机构的协同,将最新研究成果融入教学内容,提升学生的创新能力和科研素养。促进不同高校之间合作交流,共享优质教育资源,拓宽学生视野和知识面。强化环境专业与“双碳”相关专业(如新能源、冶金、材料等)的协同,构建跨学科知识体系,培养复合型创新人才。

图7 “四协同”人才培养路径
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