成果主要内容

成果简介及主要解决的教学问题

在新工科背景下,能源与环境学科作为关键领域,亟需打破传统学科壁垒,推动交叉融合。然而,当前能源环境学科在推进交叉融合培养过程中,仍面临若干深层次问题,亟需在实践层面加以突破。

(1)课程体系相互独立,缺乏交叉融合:当前能源与环境学科的课程体系建设仍未摆脱传统学科划分的路径依赖,课程设置与教学内容普遍侧重于各自专业领域的知识传授,二者之间缺乏有效的知识接口与内容衔接。这导致关联课程在开设时序上缺乏协同,在教学内容上未能形成有机联系,难以构建起逻辑连贯、层次分明的课程集群。因此,学生获得的专业知识呈现碎片化状态,难以形成系统化的跨学科知识网络,无法满足“双碳”目标下对复合型人才的知识结构要求。这成为制约能源环境交叉人才培养的首要瓶颈。

(2)导师制度单一,难以支撑交叉培养:目前以单一学科背景导师为主导的研究生指导模式在知识结构的广度与指导视角的多元性上存在天然局限。当涉及交叉领域的“双碳”相关课题时,学生往往需要同时掌握能源、环境、碳减排等多学科的知识,而单一导师难以提供全面的跨学科指导。这种模式制约了学生在交叉领域的创新思维培养,使研究课题容易陷入传统学科的思维定式,无法真正实现学科交叉的协同创新价值。交叉学科人才培养需要突破学科壁垒,建立与之相适应的协同指导机制,这是当前研究生培养体系中亟待解决的结构性矛盾。

(3)产教融合深度不足,实践能力培养欠缺:传统人才培养模式存在重理论传授、轻实践应用的倾向,产教融合多停留在企业参观、短期实习等浅层次合作,缺乏深度融合的协同育人机制,忽视了学生综合素养与创新实践能力的塑造。这种培养模式与“双碳”战略对高层次工程人才的要求存在明显脱节,导致学生虽然掌握了专业知识,却难以将其转化为解决实际问题的能力。这成为提升人才培养质量的关键制约因素。

为此,我们以社会经济和产业需求为导向,推行课程重构与模式创新,推进“能源+环境”双导师制和产教融合机制。形成了可复制、有实效的育人范式,构建了能源与环境交叉融合的人才培养模式。相关模式已在中国矿业大学(北京)等多所高校应用,成效良好,为培养面向绿色低碳转型的高层次工程人才提供了支撑。

成果解决教学问题的方法

以社会经济发展和能源环境领域的产业需求为导向,构建能源-环境多学科交叉融合的人才培养体系,完善能源与环境学科交叉课程体系的建设,满足新工科背景下学科交叉融合的现实需求;通过创新能源与环境学科双导师的研究生培养模式,突破单一学科背景下人才培养模式的局限性;通过产教融合、科教协同育人,提升具有绿色可持续发展理念和创新能力的新时代高水平人才的培养。

1. 构建能源-环境学科交叉融合的课程体系

(1)强化价值引领,融入国家战略

在专业课程中有机融入生态文明思想、能源革命战略及“双碳”目标,培养学生的核心价值观与家国情怀。通过新生研讨课与专业课,使学生熟知《节能法》《环保法》及国家相关标准规范,做到懂法懂规。

(2)重构知识模块,深化交叉融合

依托新工科理念与流程工业特色,系统性地对课程内容进行更新与整合:

Ø  新增前沿课程围绕碳中和目标,开设了“CO2捕集转化与利用”、“储能技术与原理”、“气候变化与温室气体”、“大气污染控制新技术”等一系列交叉性课程。

Ø  升级现有课程对“环境健康暴露风险评价技术及应用”等课程进行内容与名称的优化,并增设“绿色能源”与“低碳环境”两大交叉课程模块。

Ø  打造交叉核心重点建设了“碳中和原理与工艺”、“先进燃烧理论与技术”、“工业生态学”等一批标志性的学科交叉课程。

(3)推进开放协同,提升综合素养

Ø  校企协同邀请行业专家参与“环境工程实用技术”等课程教学,将前沿工程实践融入课堂。

Ø  本研贯通:向本科生开放全部研究生专业课程,促进学科交叉人才的一体化与早期培养。

Ø  国际化教学:开设多门全英文专业课程,并聘请包括英国皇家工程院院士在内的海外顶尖专家担任特聘或客座教授,开设前沿课程与讲座,显著提升了师生的跨文化交流与国际竞争力。

(4)强化教材建设,固化教学成果

组织编写并出版了一批高水平教材与专著,如《循环流化床锅炉灰渣废热回收理论与技术》、《能源工程管理与评估》等,涵盖了低温工艺、能源高效转化、传热传质等前沿方向,为课程体系提供了坚实的知识载体。

2. 推行能源+环境双学科导师制,构建复合型人才培养新范式

(1)强化具有学科融合背景的教师队伍建设,形成双学科导师相关制度

依托学校相关政策,制定并实施了《能源与环境工程学院双导师聘任管理办法》。该办法明确了双导师的选聘标准、职责分工与考核机制,实现了从“自发合作”到“制度引导”的关键转变。通过设立跨学科导师遴选委员会,组建了由能源科学与环境工程领域教师构成的导师组,并定期举办学术沙龙与教学研讨会,从源头上保障了导师团队具备指导复合型人才的能力。

(2)加强能源与环境教师在教学/科研项目的合作

以制度为牵引,积极推动能源与环境教师在科研与教学上的深度合作。在科研方面,鼓励并优先支持导师组联合申报国家自然科学基金交叉学部等重大科研项目,共同攻关“碳中和背景下能源清洁利用与污染物协同控制”等前沿课题。在教学方面,共同设计与开发《碳中和技术概论》等跨学科课程,合作编写交叉学科讲义与案例库,将前沿科研成果及时转化为优质教学资源。

Ø  教学类交叉项目:

Ø  科研类交叉项目:

(3)能源与环境教师共同培养研究生,合作发表学术论文

从研究生入学伊始,即为每位学生制定个性化的跨学科培养方案,明确两位导师在培养全环节的分工与协作。学生的研究课题天然具备交叉属性,需同时接受两个学科的系统训练。这一模式有效提升了学生在交叉领域发现与解决复杂问题的能力,成果直接体现在学生合作发表的高水平跨学科学术论文与共同申请的国家发明专利上,形成了“以科研促教学、以教学哺科研”的良性循环。

Ø  能源与环境学科教师共同参与指导的研究生论文信息:

1.3产教融合,着眼学生的工程素质培养

(1)校企合作,协同育人,培养以社会需求为导向的创新人才

多家在能源、环保领域的龙头企业及科研院所建立了稳定的战略合作关系,共同建设了一批高水平研究生联合培养基地。在课程教学中,大规模引入企业真实项目案例作为核心教学模块,例如“大型火电机组超低排放改造”、“工业园区的综合能源规划与环境管理”等。通过“企业专家进课堂”活动,邀请具有丰富实践经验的一线工程师、项目经理入校授课或开设专题讲座,为学生带来行业最前沿的技术动态和工程挑战。学生通过分析这些真实案例,能够亲身模拟和实践企业中可能遇到的复杂工程问题,将抽象的理論知识与具体的工程实践紧密结合,极大地提升了解决实际问题的能力。

(2)研究生参与企业项目,培养创新意识和绿色可持续发展理念

实践是创新之源,更是塑造价值观的关键环节。我们将研究生送入合作企业,直接参与在研的横向课题或重大工程技改项目,在真实的生产与研发环境中进行“真刀真枪”的历练。在此过程中,学生不仅锻炼了工程设计与实施能力,更重要的是,通过解决诸如“能耗优化”、“废弃物资源化”、“碳足迹核算”等具体问题,深刻理解了工程技术背后的经济、社会和环境效益,从而将绿色、循环、低碳的可持续发展理念内化于心、外化于行。这种基于真实项目的沉浸式学习,有效激发了学生的创新意识,鼓励他们探索更高效、更清洁的技术方案,为其未来成长为具有社会责任感和绿色发展观的新时代工程师奠定了坚实基础。

Ø  学生参与代表性企业项目及工程实践活动:

Ø  企业导师信息:

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