“双碳”与“交通强国”背景下道路工程专业学生的绿色工程教育探索

常锦，雷鸣，聂重军，艾丽菲拉·艾尔肯，张锐，罗世林

（长沙学院土木工程学院，湖南长沙 410022）

2019年9月，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，明确到2035年我国要基本建成“交通强国”。截至2020年底，我国高速公路通车总里程已突破16 万公里。根据《国家公路网规划（2013年-2030年）》[1]，预计至2030年，我国国家公路网（国道+国家级高速公路）总里程将达40.1 万公里。在此背景下，我国交通基础设施建设迎来了新的发展机遇，也面临诸多挑战。国家对新建及改扩建交通项目在智能化、数字化、耐久性及生态环保等方面提出了新要求。与此同时，为实现我国社会经济绿色可持续发展，践行大国责任和担当，在2021年初的政府工作报告中提出“2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和”的目标（以下简称“双碳”目标），力争在居民生活、交通、工业、农业、建筑等绝大多数领域中，以电力、氢能、地热、太阳能等非碳能源替代化石能源消费，实现“双碳”目标。当前，交通运输行业的碳排放对我国实现“双碳”目标有重要影响。因此，针对我国交通基础设施建设领域，要加快绿色低碳交通基础设施建造技术的转型，服务国家“双碳”战略目标和“交通强国”战略目标。绿色低碳交通基础设施建造技术是指在建造过程中采用低碳、污染小的筑路材料以及绿色节能的施工工艺和智慧化的全过程管理模式等[2-4]。比如开发低能耗的冷拌沥青材料[5]、吸收汽车尾气的沥青路面材料[6-7]、可发电的太阳能路面技术[8-9]、回收利用工业与建筑固体废弃物为原料修建的再生沥青混凝土路面[10-11]、BIM 全过程施工管理模式等技术与措施[12]，从而实现减少碳排放量、降低环境污染的目标，促进项目建设发展与生态环境协调。因此，绿色低碳交通基础设施建造工程是交通行业碳达峰、碳中和的重要手段，也是传统交通工程基础设施建筑技术改造升级的未来方向，将绿色发展理念全面融入交通工程学科教育，培养道路工程专业学生的绿色低碳交通基础设施建造理念显得尤为重要与紧迫。

1 道路工程学科教学存在的问题

1.1 注重专业知识传授的教学模式，与“双碳”与“交通强国”背景下的人才培养理念不符

以道路工程专业的核心课程《路基路面工程》为例，该课程是土木工程专业路桥方向一门综合性、实践性很强的专业核心课程，课程理论知识内容丰富，实践工程案例多，但当前部分专业教师挖掘、提炼相关专业内容转化为社会主义核心价值观的能力还有待提高，实现知识传授和价值引领的有机统一的能力稍显不足。现阶段过于注重专业知识传授的教学模式，而忽视了育人工作。

1.2 教学内容陈旧，无法满足“双碳”与“交通强国”背景下新工科人才培养要求

土木工程专业路桥方向学生主要就业方向集中于施工企业、养护公司、设计院、检测公司、监理公司、工程咨询以及建筑材料企业等。在“双碳”和“交通强国”背景下，就业单位更需要实践能力强、知识面广、懂技术、会管理、能创新的复合型人才。而传统的《路基路面工程》课程的教学内容在智能化、数字化、耐久性及生态环保等方面涉及很少，限制了学生知识的扩充与更新，满足不了绿色低碳交通基础设施工程建造对工科人才能力的要求。

1.3 教学模式机械，评价方法单一

在传统的课堂教学中，多数教师按照教学大纲和教学目标的要求机械地设计教学环节，是一种典型的“单向知识传授型”教学模式。该教学模式限制了学生的学习能力、思考能力和创新能力的培养，让课堂变得乏味，降低了学生课前与课后的学习兴趣。此外，以期末考试为主体的单一评价方法使学生重视期末突击式复习，忽视了专业知识的理解与实践运用。这些问题制约着“双碳”与“交通强国”背景下我国新工科人才的高质量培养。

2 道路工程专业绿色工程教育的内涵

交通基础设施建造工程需要消耗大量的砂、石、水泥、沥青、钢材、聚乙烯以及化石燃料，并需要种类繁多的工程机械设备与技术人员配合完成建造施工，生产过程中产生了大量的二氧化碳、建筑垃圾和其他污染物。在绿色低碳交通基础设施工程建造过程中，绿色工程注重采用可回收利用的旧混凝土、旧集料、旧沥青、旧砖等建筑垃圾及以钢渣为代表的工业固体废弃物作为筑路原材料，减少对大自然原材料的索取，以达到低碳减排、减少环境污染的效果。同时，通过新型材料研发，提高道路工程使用寿命，重点攻关可吸收汽车尾气的沥青路面材料，以及结合太阳能技术，修筑可发电的太阳能高速公路。此外，绿色工程还注重施工全过程的智慧管理、施工机械的电动化等内容。

绿色工程教育不仅包含节能、生态和环保意识的培养，还涉及了人文历史、哲学等领域的知识和思维[13]。要最终达成绿色低碳交通基础设施建造目标，首先需培养具备创新能力和绿色工程意识的道路工程专业人才。当前，正处于新一轮全球产业和科技革命时期，在我国大力推行“双碳”与“交通强国”的背景下，基于可持续发展的理念，培养面向新时代的道路工程新工科人才成为教育工作者的光荣使命。绿色工程教育熏陶下的道路工程专业人才应具有生态文明和可持续发展理念，树立人与自然和谐发展的生态观。

3 道路工程专业绿色工程教育的途径

3.1 以立德树人为根本，深化教学理念改革

改变过去仅注重专业知识传授的片面教学理念，实现“全方位、全程、全员育人”的变革，深入挖掘课程中的思政元素。以《路基路面工程》专业课程为例。该课程与实际工程结合紧密，课题组成员可广泛收集，精心整理思政案例，突出人文情怀、社会意识和专业技能的培养[14]。

3.2 以绿色工程教育内涵为指引，立足课堂，优化学科教学内容

道路工程专业课程体系建设是实施绿色工程教育的基础。道路工程的课程应以生态文明和可持续发展理念为宗旨，首先要使学生树立人与自然和谐共处的生态伦理观，围绕绿色工程教育理念培养学生道路工程设计、施工的意识，使学生掌握道路工程设计、施工、养护的技术原理与方法，增加道路工程通识教育课程和道路工程专业教育课程。此外，还应注重教学模式改革与实践，丰富学生的专业知识，提升学生的专业素养，重点培养学生发现问题、提出问题、解决问题的核心基础能力。

3.3 以线上线下教学方法为手段，优化教学模式与评价方法

在实际教学中可根据具体教学内容采取多种教学方法，如案例教学法、现场教学法、小组讨论法、网络教学法、道路设计竞赛、翻转课堂等线上线下混合式教学。线上线下混合式教学拟采用超星学习通平台进行。此外，建立绿色工程教育考核评价方法，从作业、课堂讨论、汇报展示、回答问题、课堂小测试、单元测试、调研报告、论文、期末考试等方面设定绿色工程教育相关的达成指标，进行道路工程专业学生的绿色工程教育达成度分析，促进学生绿色工程意识和绿色工程能力的培养。

3.4 深化产教融合，加强协同育人

以培养高水平应用型和技术技能型人才为目标，紧密结合地方经济社会发展需求，改进人才培养模式，增强国家和地方产业核心竞争力，是进行社会主义市场经济建设的重要基础和根本性要求，也凸显了产教融合的必然性[15]。地方性应用型本科学校可以与新型道路材料研发企业，建筑固废、工业固废、盾构弃土等再生利用型建筑企业以及交通基础设施建设智慧化全过程管理公司等与绿色道路工程密切关联的企业商讨共建产学研校企实践基地，讨论学校课题教育与校外实训基地实践学习深度结合的绿色道路工程人才培养模式。此外，鼓励教师深入绿色道路工程相关企业挂职或培训学习，及时更新行业专业新知识，课堂上实现理论与实践相结合，进而提高教学质量。与此同时，积极邀请道路工程行业专家担任校外兼职导师，并定期为学生讲授绿色道路工程专业知识，提高学生实践能力。

4 结语

当前，在“双碳”与“交通强国”背景下，道路工程专业教育应转向低碳排放的绿色工程教育，重视学生绿色低碳交通基础设施工程建造能力的培养，为国家培养工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。