“双碳”目标下新工科专业产教融合协同育人路径探析*

陈艺兰，刘亚敏，徐升，刘敏毅，陈荣国，王诣婧，林小英

（1.福建理工大学 生态环境与城市建设学院，福建 福州 350108；2.福建省污染控制与资源循环利用重点实验室，福建 福州 350108）

2017年，教育部在高等工程教育发展战略研讨会上提出了“新工科”的概念，“新工科”的“新”主要体现在其学科交叉、产教融合、科教融汇、协同育人的教育理念上[1]。2023年，教育部等部门在《普通高等教育学科专业设置调整优化改革方案》中强调要主动适应产业发展趋势，主动服务制造强国战略，围绕“新的工科专业，工科专业的新要求，交叉融合再出新”，深化新工科建设，加快学科专业结构调整[2]。为实现国家“双碳”目标，培养新工科人才势在必行。作为地方理工科高校，应充分发挥新工科的跨学科、校企深度合作优势，构建产教融合协调育人新路径，不断推进新工科建设，着力更新课程体系，积极加强实践教学，有效拓宽学生视野，重点培养学生创新精神与实践能力。

1 新工科与“双碳”目标的内在联系

系统论认为事物并不是相互孤立的，而是通过某种内在机制组织在一起的整体，事物之间存在相互依赖和相互作用的关系，相互联系在一起。建设新工科与实现“双碳”目标都是一个涉及主体广泛、内外部环境复杂的大系统工程，因此需要按照系统工程理论，从整体和长远角度制定顶层设计，将其分解为相互依存的各子系统与阶段任务，通过不断优化协调各方推动系统朝着建立一个动态、开放、自组织的系统目标持续发展。因此，我们要从系统工程的视角深入理解新工科建设与“双碳”目标实现，采取系统工程方法论指导实施，这有利于在二者之间找到更多的内在联系，以便形成合力，共同推动高等教育高质量发展与生态文明建设。

新工科的人才培养理念与实现“双碳”目标的人才需求具有紧密的内在联系。

首先，新工科提倡学科交叉与融合，培养复合型人才，这符合国家在实现“双碳”目标转型过程中对综合型人才的需求，也就是理工科知识与管理、经济等知识相结合的人才。

其次，新工科强调深度产教融合，不断深化与产业企业的合作。需要培养出理论与实践相结合，又熟悉企业需求的应用型人才，这也正是新能源、新交通等领域企业最重要的人才属性。

第三，新工科的人才培养更加注重学生个性发展与解决复杂问题的能力。这也符合实现“双碳”目标对具有前瞻性、富有创新精神的高级人才的需求，也就是培养学生的系统思维、分析和解决问题的综合能力。

第四，新工科的人才培养理念更加灵活，可以根据产业需求变化和技术进步及时调整。这使其可以培养出适应新兴产业各种新需求的人才，也正符合新能源、新材料等新兴产业转型所迫切需要的。

因此，新工科的人才培养理念在知识结构、理论与实践结合、解决问题能力与前瞻性等方面都与实现“双碳”目标转型时期的人才需求高度契合。新工科各个方面的特点都是这一目标人才需求的重要组成部分，“双碳”目标的实现需要新工科等新型人才培养模式的发展与创新来提供人才支撑，新工科也需要结合这一目标的具体需求来发展与完善人才培养体系。

2 培养适应“双碳”目标需求的新工科人才意义重大

高校作为教学、科研、人才的汇聚点，肩负着“为党育人、为国育才”的使命，特别在当前我国正加快实施“双碳”战略、加速生态文明建设的背景下，高校培养服务国家“双碳”目标的新工科人才显得尤为重要。

首先，新工科人才培养为实现“双碳”目标提供人才保障。新工科可以培养出符合转型需求的复合型人才，为新能源产业化、低碳交通运输转型等提供工程技术人才和管理人才，为碳汇管理机构和相关政策部门提供人才支持，这是实现“双碳”目标的重要前提。

其次，培养适应“双碳”目标的新工科人才，有利于推动工科教育向前瞻性和应用型转变。传统工科教育侧重于理论教育，而新工科与产业紧密结合，更加强调学生实践能力和解决复杂问题的能力，这种人才培养模式将有利于推动工科教育变革，适应经济转型需求。

第三，培养适应“双碳”目标的新工科人才，有利于促进产业结构优化升级。新工科培养的实用型人才，会使企业拥有更加契合自身发展的人才队伍。新工科与产业的深度合作，也会使企业需要的新技术、新工艺得以及时推广应用，有助于产业升级转型。

第四，培养适应“双碳”目标的新工科人才，这对人才自身发展也更加有利。新工科培养的人才知识结构更加全面，理论与实践能力更加平衡，这使其在就业和发展方面具有更加广阔的空间。同时，新工科培养的人才也具有更强的适应产业变革的能力，就业机会更多，度过转型期的风险更小。

因此，培养适应“双碳”目标的新工科人才，对于实现“双碳”目标和工科教育改革、产业优化升级、人才自身发展都具有十分重要的意义。这需要高校在培养新工科人才过程中要紧扣实现“双碳”目标需求，优化人才培养方案，需要相关产业企业主动配合新工科人才培养共同努力，更需要相关政府部门、行业协会等提供政策支持与指导。

3 构建新工科专业产教融合协同育人新路径

教育部强调要对现有工科专业全要素改造升级，将相关学科专业发展前沿成果、最新要求融入人才培养方案和教学过程。加大国家重大战略、战略性新兴产业、区域支柱产业等相关学科专业建设力度，打造特色鲜明、相互协同的学科专业集群。推动现有工科交叉复合、工科与其他学科交叉融合、应用理科向工科延伸，形成新兴交叉学科专业，培育新的工科领域。这就要高校要从新工科的专业结构调整、课程体系更新、实践教学强化和师资队伍建设等方面不断探索产教融合协同育人的新路径[3]。在国家实现“双碳”目标的背景下，构建新工科专业产教融合协同育人新路径，可以从以下三个方面展开。

3.1 绿色低碳理念融入专业课程教学

我国提出的“双碳”目标要求高等教育培养更多具有绿色低碳理念的专业人才。针对新工科专业，高校可以从课程设置、教学内容选择和案例设计等方面将绿色低碳理念融入专业课程教学。

⑴ 注重选择与节能、减排、降碳等相关的教学内容。高校教师可以选择低碳城市建设、新能源开发利用、污染治理新技术等内容进行教学，引导学生理解低碳发展与产业变革。例如：在“建筑学”课程中可以选择绿色建筑设计与建造内容进行教学，让学生理解建筑节能的重要性；在“工业工程”课程中可以选择清洁生产技术与工业污水处理内容进行教学，让学生了解实现“双碳”目标的关键技术。

⑵ 注重借鉴现实案例设计相应教学案例。校教师可以借鉴国内外成功案例，如建筑节能改造、工业污水处理等，设计案例教学与实践项目，培养学生的低碳思维与创新精神。例如，教师可以选择德国鲁尔区棕地再生的成功实践进行案例教学，让学生在学习经典的城市更新案例中深刻理解“工业城市从高炉到高雅文化的蜕变”过程中的低碳绿色发展理念[4]，也可以选择广东清远生物质发电项目进行实践项目教学，让学生了解生物质发电在助力实现“双碳”目标中发挥的作用[5]。这些案例教学有助于学生掌握低碳发展的思路与方法。

⑶ 注重设置与绿色低碳相关的选修课程。例如，高校可以开设“低碳经济与政策”“绿色环保技术前沿”等选修课，让学生了解低碳经济发展现状及政策措施，培养其低碳思维，增强学生对资源环境问题的认知，也可以在“城市规划”课程中增加“低碳城市”内容，让学生掌握低碳城市建设与规划方法。

3.2 重构专业课程的教学目标与内容

实现“双碳”目标理念融入教学全过程，需要重构新工科专业课程的教学目标、教学大纲和教学内容。在教学目标方面，除专业知识与技能外，应兼顾学生低碳环保理念的培养。在教学大纲方面应体现低碳理念的渗透，增加相关实践项目。在教学内容方面应重新诠释传统知识，引导学生关注资源环境问题，理解绿色低碳理念的专业内涵和外延。

⑴ 教学目标融入低碳环保理念。除了让学生掌握专业知识与技能外，还应兼顾培养学生的低碳环保理念，使其成为职业生涯的一部分。例如，在“智慧城市”课程中，教学目标除培养学生掌握数字技术与城市管理知识外，还应培养学生的低碳思维，使其理解如何运用数字技术建设低碳智慧城市。

⑵ 教学大纲体现低碳理念渗透。教学大纲除保证专业知识体系的完整性外，还应增加与节能、减排、降碳等相关内容或实践项目，引导学生在学习过程中体会低碳理念。例如，在“供热通风与空调工程”课程中，教学大纲除包括供热系统选型与设计等内容外，还应增加建筑节能改造与新型蓄热技术内容，引导学生在学习传统知识的同时关注低碳技术进步。

⑶ 教学内容诠释传统知识，关注资源环境问题。教师在教学过程中，应重新诠释传统知识，引导学生理解知识与资源环境的关系，理解低碳理念如何融入专业内涵。教师还应提供案例，拓展学生的知识面，培养其低碳思维。例如：在教授“内燃机原理”知识时，教师应解释发动机燃烧如何产生温室气体，引导学生思考发动机节能减排技术；在教授“企业管理”知识时，教师应讲解如何建立绿色环保型企业管理体系，培养学生的低碳管理意识。

3.3 多元化教学手段助力产教融合协同育人

多元化教学手段是指在教学过程中教师采用多种不同形态的教学方法或手段实现教学目标，主要包括：讲授法（面向全体学生的知识讲授）、讨论法（组织学生进行讨论交流）、示范法（教师通过操作示范知识点）、案例教学法（使用典型案例进行分析学习）、项目教学法（学生完成设定的项目）、研究性学习法（学生通过研究问题获得知识）、合作学习法（学生分组合作完成任务）、探究式教学法（学生主动探究问题获得知识）、线上教学法（利用网络平台进行教学）、实践教学法（学生进行实验、实习等获取经验）。

新工科专业具有工程教育与科技创新的融合特点，多元化教学可发挥各种教学手段的优势，满足新工科对学生综合能力的培养要求；新工科专业需要培养复合型人才，而多元化教学可以打破传统教学模式的局限，实现对学生知识、能力、素质的全面培养，满足新工科对人才的要求。

采用多元化教学手段，对推进产教融合协同育人具有重要意义。首先，可以弥补理论与实践的距离。多种教学手段如项目学习、案例教学等，可以使学生在校内就接触实际问题，弥补纯理论教学的不足。其次，培养复合型新工科人才过程中，各类教学手段的综合运用，可以使学生汲取不同领域的营养，有助于实现复合型人才培养目标。再次，多种教学手段可以拓宽学生的知识面，触类旁通，开阔学生视野，在与企业学习实践互动的过程中，提高解决实际问题的能力，提升就业竞争力。

作为新工科专业教师，可以通过采用多元化的教学手段，有效促进产教融合协同育人。

⑴ 案例教学法：收集行业典型案例，组织学生通过案例分析，了解企业实际问题和解决思路。例如，收集航空航天、电子信息等行业的典型案例，组织学生团队进行案例分析，讨论案例中的企业生产与管理问题，并提出解决方案。

⑵ 项目驱动法：设计产品研发、系统搭建等仿真项目，让学生在完成项目过程中学习项目规划、团队分工协作以及项目管理等能力。

⑶ 互联网+教学法：在线下教学的基础上，利用在线教学平台，开设面向行业需求的网络课程，或者邀请企业工程师进行远程专题讲座，打通校企隔阂。

多元化教学手段可以根据教学内容和对象灵活采用，使教学更富有成效和吸引力。

3.4 打造适应深度产教融合机制的师资队伍

新工科专业产教融合协同育人离不开师资队伍建设。高校应加强教师低碳理念培训，提高教师对环境问题及技术的认知，加强与企业合作，邀请企业专家参与人才培养方案制定及课程建设，增强教师产教融合意识。教师也应参与科研项目和企业实践，不断提高专业素养与教学能力。

⑴ 加强教师的低碳理念培训。高校应组织教师学习有关资源环境问题、低碳技术等方面的知识，增强教师的低碳理念与环保意识。高校可以聘请低碳与可持续发展方面的专家进行培训，帮助教师理解资源环境问题的全面性和专业前沿动向。学校还应组织教师学习人工智能、大数据等技术，培养教师的数字思维，拓宽新工科交叉融合视野。

⑵ 加强与企业的深度合作。高校应与相关企业加强合作，邀请企业专家参与人才培养方案制定与专业课程建设，使教学内容与产业需求相匹配。教师也应参加企业组织的培训，了解行业发展动向。例如，在开发“智慧工程”专业时，高校应与工程技术公司合作，邀请行业专家参与人才培养方案的制定，确保教学内容符合行业发展需求。教师也应参加企业组织的新技术培训，及时了解和掌握相关行业的技术进步和前沿热点。

⑶ 鼓励教师参与科研项目和企业实践。高校应鼓励教师参与应用型科研项目，促进教学与科研的有机结合。教师也应积极参与企业实践，提高专业素养与教学能力。这有利于教学内容的更加专业化，也更加贴近现实的产业化需求。

因此，高校要培养适应实现“双碳”目标需求的新工科人才，就要积极探索产教融合协同育人新路径。要实现新工科专业产教融合协同育人，高校要将绿色低碳理念融入专业课程教学，重构专业课程教学目标与内容，依托师资队伍建设加强与企业合作，培养适应产业发展的人才。

4 新工科专业产教融合协同育人的机遇与挑战

当前，国家“双碳”目标的实施正有条不紊地推进，对高校开展新工科专业产教融合协同育人而言，既是机遇，也是挑战。首先，国家产业转型亟需新工科人才，同时，“双碳”目标的提出使低碳产业蓬勃发展，新工科人才培养迎来机遇。其次，高校与产业合作空间广阔，特别是在碳达峰、碳中和产业相关领域，高校可与企业建立产教融合共同体，合作开发课程、建设实习基地、共同指导学生等。第三，数字中国建设和数字科技的快速发展有利于校企资源共享与协作，在平台经济时代，数字技术使高校与产业可通过网络共享资源、开展协作，促进产教融合共同体逐步形成。

在产教融合协同育人方面，我们也面临诸多挑战。首先，我们的新工科建设进程相对缓慢，专业设置和结构优化调整还不能及时地适应市场需求，特别是高校开设新的工科专业还无法满足产业需求。其次，校企建立产教融合共同体的难度较大，长期的合作机制相对难以构建，这主要是高校与产业存在体制机制差异，合作成本高，缺乏稳定的合作机制。另外，从高校自身而言，实践教学体系不完善，学生实践能力相对薄弱等因素也制约校企深度合作、实现产教融合协同育人的实效性。

新工科专业产教融合协同育人机遇与挑战并存。高校要主动抓住机遇，不断探索新的“政产学研用”合作机制，以工科专业工程认证为契机，不断更新数字化手段，推动课程教学改革，加强实践课堂教学，培养学生实践能力，实现产教深度融合、协同育人的目标[6-9]。只有高校与产业建立合作共赢的伙伴关系，形成内外联动的产教融合共同体，持续推进新工科建设，新工科人才培养方能迎来发展新飞跃。