“双碳”目标视角下“四位一体”本科教育模式创新

王如志?崔素萍?聂祚仁

摘 要：在“双碳”目标视角下，本科教育模式与培养理念应做出调整以适应国家绿色发展战略对人才需求的变化。本文系统分析了“双碳”目标国家战略大背景下的传统本科教育模式的弊端及其根源，在此基础上提出了“双碳”目标视角下基于培养方案、课程建设、实践环节及产教融合“四位一体”的本科教育模式创新，并以北京工业大学的材料专业教学改革为例，论证了基于“双碳”目标的“四位一体”创新途径与方法，及其对支撑绿色产业发展高素质本科人才培养的作用与效果。

关键词：“双碳”目标;教育模式;创新;培养方案;课程

2020年9月22日，国家主席习近平对国际社会郑重承诺了2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的“双碳”目标;2021年9月22日，《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》发布，由此将倒逼我国生产生活方式加速向绿色化转型，必将带动社会各产业发展方向的快速调整。在产业调整与发展过程中，其核心要素与关键是人力资源及其高效运用，这显然离不开高素质本科人才的培养。但是，傳统本科教育模式和人才培养理念与“双碳”目标国家战略发展方向不相适应。本文在系统分析其弊端及根源的基础上，提出“双碳”目标视角下“四位一体”本科教育模式创新，并以北京工业大学材料专业本科教学改革为例，论证了基于“双碳”目标的本科教育模式“四位一体”创新途径与方法的可行性和实效性。

一、“双碳”目标视角下的传统本科教育模式弊端及其根源分析

1.生态文明教育理念融入不足

中国发展已经逐渐进入生态文明建设模式，然而本科教育却缺乏生态文明教育的内涵与理念。生态文明教育的核心价值观念在于融合环境教育和可持续发展理念，结合生态学的系统性与整体性思想，整体考虑人与自然和谐共生，致力于培养与生态文明社会相匹配的高素质人才以促进人类、环境和社会的多维度交融[1]。

当前本科教育模式强调“高、精、尖”，如“提升高阶性”“突出创新性”“坚持分类建设”“坚持扶强扶特”“增加挑战性”等基本原则，但往往忽略了“稳、远、谐”，即在本科教育模式融入“行稳致远、和谐发展”的理念。人类发展资源有限但浪费过多，在人类发展过程中采用高科技过度与过快向自然索取而导致的逆向反噬的事例越来越多。这与人才培养过程中缺乏生态文明教育理念的融入紧密相关，即重视“能力”提升，而忽略了“大局观”养成。在培养体系方面，知识体系规划细致，能力培养考虑全面，但对生态文明教育缺乏系统性与整体性考虑，也很少涉及生态文明相关核心课程的设立。因此，基于生态文明教育理念的本科教育培养体系亟待完善或加强。

2.绿色教育体系不够完善

中国“绿色教育”概念在1998年首次被前清华大学校长王大中院士提出与倡导，其最初理念是“绿色校园、绿色环境、绿色课堂、绿色师资”，并已逐渐演变为当前流行的可持续发展教育体系[2]。它的五大核心发展理念是“创新、协调、绿色、开放、共享”，这些理念与内涵实际上是与“双碳”目标一脉相承的。但是，当前本科教育体系除了部分与“双碳”目标紧密相关的专业（如环境、能源等），大部分本科专业都甚少考虑基于绿色教育体系的相应课程的设置。这与传统本科教育模式下人才培养方式紧密相关，专业一般都局限于专业知识与专业能力培养，只要培养出更多的专业技术精英等领军人才，就认为该专业办学是成功的，特色是鲜明的。近年来，世界各国开始认识到人类活动的额外“碳排放”可能最终毁灭整个人类，“双碳”目标也逐渐成为世界各国经济的发展标的。因此，在全球化“双碳”目标的考量下，唯“技”是举的本科专业教育已经不合时宜了，尤其在一些传统的高耗能、高污染的领域，如冶金、化工、材料等专业方向，迫切需要纳入绿色教育体系。只有如此，“双碳”目标才能引起全方位与多角度的重视，才能早日顺利实现“双碳”目标，实现可持续的本科专业教育发展与建设。

2021年7月，基于“双碳”目标，教育部发布了《高等学校碳中和科技创新行动计划》，特别指出若干高校要率先建成世界一流碳中和相关学科和专业，形成碳中和战略科技力量，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。这也为非碳中和相关学科和专业的绿色教育体系的建立提供了良好契机。依托于碳中和相关专业的提速发展，让人们更充分地认识到所有本科专业绿色教育体系建设的重要性与必要性。只要各本科专业都基于绿色教育体系发展与建设，切实推进生态文明建设，必将如期或提早实现碳达峰、碳中和目标。

3.低碳实践环节亟待构建

基于“双碳”目标本科教育模式发展，生态文明理念不能缺乏，绿色教育体系需要建立。其关键在于能身体力行去实践“双碳”目标，尤其大学本科教育阶段，是最为关键的综合素质与个人修养的养成教育阶段。因此，无论文科、理科或工科专业，“践行低碳、沉浸教育”的实践环节亟待构建。高效低碳教育中实践环节的必要性已有诸多学者进行了论述[3]。聚焦于“双碳”目标视角，除了部分碳中和相关专业，大部分本科教育的低碳实践环节远远不够。除了环境科学、生态学、资源循环科学与工程、大气科学等与低碳直接相关的专业，大部分专业的实验课程、认知实践或毕业实习等实践环节甚少考虑低碳理念的设计。其根源在于：一是缺乏低碳意识，认为实践环节主要是为了培养学生的专业能力，非专业相关的东西不用过多考虑;二是缺乏可持续发展的专业实践理念，专业能力培养局限于当下与当届，未有长远的布局与规划。但目前“双碳”目标已与人类社会发展休戚相关，也成了国家经济发展与社会建设的核心事业。因此，所有本科专业的发展与进步，都应该围绕国家核心事业布局，才能更有效地促进“双碳”目标的达成。

2021年10月，国务院新闻办公室发布了《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书，其中特别提到了“坚定走绿色低碳发展道路”。这为本科教育的低碳实践环节的构建与发展奠定了坚实的政策依据与强大的国家保障。因此，在本科教育的实践环节中，需坚定不移地推行低碳理念，围绕绿色低碳发展道路设计与规划实践课程。通过全方位的低碳实践活动，让学生真正理解低碳的重要性并具备低碳工程实践能力，愿意在其人生规划与事业发展中始终信守低碳理念，在“双碳”目标的完成与实现中发挥有效作用。E0AE9804-87AA-435E-9602-66FD7DB6AD1B

4.“双碳”产教融合重视程度不够

2021年10月發布的《国务院办公厅关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》指出，支持在校大学生提升创新创业能力，支持高校毕业生创业就业，提升人力资源素质，促进大学生全面发展，实现大学生更加充分更高质量就业。国家把大学生创新创业提升到国家战略的高度，经过多年的发展与积累，产教融合已经开始步入改革与发展的深水区。2021年11月，北京市教育委员会印发了《北京市高等教育本科人才培养质量提升行动计划（2022—2024）》，其主要任务包括“全面推动实践创新教育改革”，其中核心子任务之一为“深度推进产教融合，健全完善产教融合长效机制”。产教融合是检验本科培养质量最有效的手段之一，也是所培养的高质量人才服务社会回馈社会的方式之一。但是，目前大部分的产教融合都倾向于扎堆热门领域，如“人工智能”“视频图像”“互联网”“5G通信”“新材料与技术”等领域，大多都是风投资本能实现快速收益的领域，而对于见效慢但功在千秋的“双碳”事业产教融合推进与发展，大部分企业不了解也没有兴趣投入，这显然是有悖于“双碳”目标的。因此，对于本科教育层次，在产教融合方面，需要少一些功利性，应该更注重人才培养的社会效益，这样才能培养出更多的、更有卓见的“双碳”目标人才，为国家绿色低碳循环经济体系建设做出更大更多的贡献。

最近，三峡电能、中国移动、南开大学、天津轻工等企业与高校签订了协议，启动“零碳校园建设项目”，通过产教融合的方式探索产业培育、人才培养、科技成果转化及应用、理念宣传、模式推广等为一体的“双碳”实践路径。这也为“双碳”产教融合提供了一种新的思路与实现途径。若本科教育模式创新能够结合本专业特色及其可持续发展方向融入“双碳”产教融合实践培养，必将为国家“双碳”目标的顺利实现贡献更多关键技术与人才资源。

二、“双碳”目标视角下的“四位一体”本科教育模式创新途径与方法

针对“双碳”目标视角下的本科教育存在的问题与根源，我们提出基于培养方案、课程建设、实践环节及产教融合的“四位一体”途径与方法，试图从整体上破局，从细节上创新基于“双碳”目标的本科教育模式。

1.坚持“四位一体”全局化协同发展，推进本科教育创新

若把本科教育比作一个人，培养方案是“头部”，总体规划培养目标、毕业要求、课程体系

等;课程建设是“骨肉”，发展与落实本专业的思政教育、基础理论、专业知识等;实践环节是“四肢”，培养应用专业理论知识到解决工程实践活动中复杂问题的专业能力;产教融合是“躯干”，把课堂掌握的理论知识，实践环节获得的技能及专业培养的核心理念，与产业发展相结合，通过创新创业的方式服务于社会。既然培养方案、课程建设、实践环节及产教融合四方面相融相合成为一个整体，因此必须坚持“四位一体”全局化协同发展来推进本科教育创新。

基于“双碳”目标，坚持“四位一体”全局化协同发展，其核心在于坚持生态文明的教育理念与培养模式。在学科方向与人才培养上，要全面考虑人与自然的和谐共生，强调绿色发展模式与可持续发展理念。以培养方案为抓手，突出生态文明内涵与生态人才的培养理念;课程建设紧密围绕“双碳”目标，全方位、大体系与多维度地加强生态文明建设的知识体系;实践环节聚焦于“双碳”目标的应用与实践，以“低碳”“零碳”与“碳汇”为基本原则，设计与规划学生实践环节的方方面面;产教融合作为创新人才培养效果的预检验方式，生态文明应是产教融合的中心任务，并以此指导与促进产教融合的发展。围绕“双碳”目标，立足生态文明，真正实现培养方案、课程建设、实践环节与产教融合“四位一体”全局化协同发展，培养出具有生态文明理念与可持续发展能力、基础宽厚、专业精深、视野开阔、实践能力突出的高素质创新人才。

2.以“双碳”理念作为专业培养体系与课程设置的核心灵魂

传统本科教育纯“知识性”或“实践性”培养模式，其专业培养体系与课程设置并未考虑“双碳”目标，主要关注专业知识与应用的系统性与完整性，缺乏“双碳”理念这个核心灵魂。基于“双碳”目标，必须以“双碳”理念作为专业培养体系与课程设置的核心灵魂。主要措施包括：建立“绿色化”的培养体系、发展“低碳化”的课程设置。“绿色化”的培养体系重在融入可持续发展的生态文明理念，从人与自然和谐相处的角度整体规划人才培养的家国情怀、道德品质、专业知识与实践技能等各方面素养与能力。“低碳化”的课程设置是在“绿色化”的培养体系框架内，以体现专业特色的生态文明核心课程为引领，基于“双碳”理念统筹考虑课程结构。

因此，“双碳”理念本科课程体系需要重点考虑三方面的建设。第一，应该明确课程体系的价值取向，凸显生态文明建设的基本内涵。第二，把“绿色”有机融入课程体系设置与内容建设。在“双碳”理念引导下，在符合本科学生认知与成长规律的基础上，实现课程模块化、协同化与综合化推进。第三，充实与重构课程内容。围绕“双碳”目标，充实经管法课程中的生态文明内容，加强课程思政与伦理教育，构建完整专业知识观，提升学生综合素质并使其明晰专业能力与社会发展的相互关系。

3.紧密围绕低碳实践，大力推进本科实践环节的教学改革

针对本科实践环节中“无低碳意识”与“缺持续发展观念”等问题，需要紧密围绕低碳实践，大力推进本科实践环节的教学改革。因此，需要从观念重建、资源配置与师生协同三个不同层面推进本科实践环节的教学改革。首先是观念重建，改变本科低碳实践仅为“低碳”相关专业实践环节的错误观念。在文、理、工、经、管、法、农、医等本科专业中，基于专业特色多维度、多角度与多方向地广泛开展本科低碳实践。其次，实践环节的资源配置应该融于低碳理念与绿色校园建设。如经管类的低碳调查与对策化实践，不仅研究内容低碳，同时可以采用无纸化“小程序”电子调查践行低碳理念等;而能源类专业的专业实验室与实践平台建设，不仅实践内容针对低碳化目标，其实践环境的水、电、气等能源消耗都可采用可再生系统实现。最后，师生协同是推行“低碳”本科实践环节教学改革的关键所在。老师应该在实践中全过程全方位引导学生形成良好的“低碳”理念并构建出低碳化实践环节与平台，而学生应该充分发挥在低碳实践活动中的主观能动作用。只有师生协同配合，才能真正实现全新的低碳本科实践教学，培养出“双碳”战略下的高素质专业人才。E0AE9804-87AA-435E-9602-66FD7DB6AD1B

此外，围绕低碳实践的本科实践环节的教学改革，除了考虑观念、资源与师生三个层面外，也必须与培养方案、课程体系及创新创业等一体化考虑，基于“四位一体”的协同发展推进实践教学改革。同时，实践教学改革也应与时俱进，切合时下的社会发展趋势与方向进行规划与安排，这样才能取得良好教学改革效果。如，数字经济、氢能源、元宇宙等为当下热点，在推行实践教学改革探索时，可设置“低碳数字经济”“零碳氢能技术”“元宇宙中的低碳化方案”等实践课题，让学生有兴趣参与并能取得更好的实践效果。

4.以“双碳”目标为抓手，健全完善产教融合长效机制

在“双碳”目标国家战略下，如何以“双碳”目标为抓手，健全完善产教融合长效机制，可着重考虑以下的对策。一是专业特色的产教融合应转变“功利化”与“短平快”等观念。教育部门与高校应以资源配置与平台建设为驱动，推动建设专业门类均衡、践行生态文明与可持续发展的产教融合平台。二是产教融合平台的建设与发展应始终坚持以“双碳”目标为抓手，在国民经济社会建设中将逐步成为中心任务。因此，要成为长效化的产教融合平台，其发展方向与建设特色也只能是“双碳”目标的某个方面，坚持好了“双碳”目标这个抓手，也才可能实现产教融合平台的可持续长期发展目标。三是“双碳”目标驱动的产教融合长效机制的建设与完善应与社会发展相适应。通过产教融合平台的充分发展，实现社会效益与经济效益双赢，才能吸引更多师生加入，成为真正的创新创业人才培养基地，并逐步成为国家高科技产业园的发展源泉与动力。

创新创业是国家发展的源泉与动力，也是人才培养的重要目标，产教融合是培养学生创新创业能力的重要实现途径与渠道。因此，必须健全完善产教融合长效机制。长效機制的健全完善重点在于基于校企共同愿景的产教深度融合，长效机制的内容建设必须考虑人和自然和谐共生与可持续发展的方向。同时，作为“四位一体”核心躯干，“双碳”目标驱动的产教融合长效机制需全面协调本科教育的培养方案、课程体系及实践环节等环节的建设，在本科创新创业高素质人才培养中发挥关键作用。

三、“双碳”目标驱动下的本科教育模式创新初探及其成效

2021年3月4日，北京工业大学在全国高校中率先成立“碳中和城市科技创新研究院”。北京工业大学整合校能源、环境、化工、材料、城市建设、循环经济等多学科优势资源，为“双碳”目标的科技创新与人才培养提供良好的资源平台，增强服务国家与北京城市建设的能力。针对“双碳”目标的本科教育培养模式创新，北京工业大学也启动了多轮教学改革。在2020版的本科教学改革中，培养方案制订中明确了“德才兼修，价值引领”“厚植基础，大类培养”“突出实践，强化能力”“鼓励创新，引导探索”“推进交叉，注重复合”与“面向世界，拓宽视野”等基本改革方向与原则。在课程设置中，加强了通识教育的重要性，专业教育突出了创新实践能力的培养，强调了基于产教融合的校外创新基地的建设。教育理念中重视了理想信念、家国情怀、科学素养与国际视野的培养，综合素质中凸显了公民责任，在夯实学科基础的同时，均衡了专业发展与个性需要的发展，综合素质的培养以创新能力培养为中心。

北京工业大学这些教育理念与“双碳”目标下“四位一体”本科教育模式创新是一脉相承的，因此也取得了良好的人才培养效果。其中，2021届本科生毕业去向落实率为95.11%，深造率为50.72%，用人单位满意率达94.90%以上。

在本科人才培养中，北京工业大学材料与制造学部材料类专业全面贯彻生态文明建设思想，立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，积极推动数字化绿色化协同转型发展（简称“双化协同”），赋能材料产业实现碳达峰碳中和目标，为材料行业转型升级提供人才培养的北京方案和北京智慧。以材料、资源、环境与数字技术融合的创新能力培养为目标，构建了“双化协同”的材料生命周期工程人才培养体系，创新了资源、环境要素有机融入材料设计制备、服役及循环的生命周期教学模式，创建了提升材料类专业学生运用数字技术解决材料性能与资源环境多目标优化等复杂工程问题能力的实践平台，培养适应材料产业“双化协同”高质量发展的新工科高素质人才，服务“双碳”目标的实现。

参考文献：

[1]徐琳瑜，武文浩. 优化本科教学管理路径，推进生态文明教育建设——基于PSR视角思考[J]. 环境教育，2021（Z1）：68-71.

[2]许勋恩. 绿色教育理论视角下应用型本科高校创业教育路径研究[J]. 教育评论，2018（6）：76-79.

[3]严冲. 高校低碳教育中实践环节研究[D].南京信息工程大学，2014.E0AE9804-87AA-435E-9602-66FD7DB6AD1B