“双碳”背景下资源与环境课程教学改革探索

唐鸿鹄 韩海生 亢建华

摘  要：国家“双碳”战略为资源开发与环境保护行业发展带来了新的机遇与挑战，同时也对资源与环境专业人才的培养提出了更高的要求。基于资源与环境课程的特点，文章通过分析国内外教学设计、教学模式、教学资源优化改革方面的进展，结合资源与环境课程实践教学过程中采用的方法和发现的问题，开展了整合优化资源与环境课程多学科交叉融合教学设计、改善创新资源与环境课程教学模式、完善更新资源与环境课程教学资源三个方面的教学改革探究，旨在更好地为国家“双碳”战略实施培养高质量的资源与环境行业国际化创新型人才奠定基础。

关键词：“双碳”战略；多学科融合；多维度教学模式

2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布，中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。“双碳”（碳达峰与碳中和）战略是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策，有利于引导绿色技术创新，提高产业和经济的全球竞争力，是资源开发与环境保护行业发展的新机遇与挑战［1］。

资源与环境是人类赖以生存和发展的物质基础和条件，作为地球生态的两个方面，二者共同构成矛盾的统一体，相辅相成又相互制约。我国人口众多，同时随着社会生产力的高速发展，资源的需求量日益增加，其中95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均源自矿产资源，经济发展与资源和环境之间的矛盾日益突出［2］。面对发展经济和保护环境的双重任务，我国贯彻“保护资源、保障发展”的理念，不断探索以“生态优先、绿色发展”为导向的高质量发展新路径，全面推进中国特色社会主义生态文明建设。因此，针对资源与环境之间的问题，协调资源与环境之间的关系，建设现代化矿业，实现资源与环境和谐统一及可持续发展，保障国家经济高质量发展，将是今后几十年我国矿业发展的必由之路［3］。

“双碳”目标为我国绿色矿山建设和绿色矿业发展建设设定了目标和期限，也对资源与环境专业人才的培养提出了更高的要求。资源与环境及其相关课程是矿业工程（采矿工程、矿物加工工程）、冶金工程、环境工程专业学生的重要主干课程。本研究围绕资源与环境课程，从教学设计、教学模式、教学资源三个方面进行了教学改革的研究探索，结合国内外相关方向的研究进展，探索新时代“双碳”背景下提高学生专业素养与综合能力的教学改革方法，更好地为国家“双碳”战略实施培养高质量的资源与环境行业国际化创新型人才奠定基础。

一、整合优化资源与环境课程多学科交叉融合教学设计

（一）多学科交叉融合的重要性

多学科交叉融合与政策、经济、社会等各方面的可持续发展紧密相关，已成为资源与环境科学与课程发展的新趋势和新特征。不同学科间知识互补可理解为两门以上学科的理论、技术和方法彼此融合、互补，形成单一学科所不具备的知识优势。资源与环境课程涉及的学科领域众多，如矿业、冶金、材料、化学、环境、法律等，这些学科之间的差异性较大，如何实现学科之间的互动，促进知识对流、模式组合、方法碰撞，形成学科协同效应是值得关注的重要议题。同时，通过资源与环境交叉科学中的各门学科拉近传统科学部类之间的距离，填平各类科学之间的鸿沟，使学生的科学知识体系越来越成为有机的整体，这些过程对教师、学生均提出了较高的要求和挑战［4-5］。

与此同时，在资源与环境课程相关的多学科交叉融合过程中，要处理好“多”与“精”的关系，实现数量与质量的统一，要处理好“合”与“分”的关系，实现共性与个性的统一。学科交叉不仅作用于外在环境，且不断吸纳外在环境的种种信息，其中包括来自各方面的反馈，通过双向互动，不断调整、丰富和发展自身，以适应自然环境的变化，满足时代社会的需求［6-7］。在课程的设置和实施过程中，教师需要不断地补充和积累本学科以外的知识、拓宽多学科知识的综合视野，同时要求课程教师共同合作、相互沟通、取长补短，营造教师共同体。此外，应注重学生创新性的培养、注重师生的平等对话、注重知识的更新。

（二）教学设计改革措施探索

整合优化资源与环境课程多学科交叉融合教学设计显得尤为重要。首先，在理念层面要紧密结合国家“双碳”目标和背景，紧盯“四个面向”科技创新方向，将资源与环境专业课程教育与思想政治教育有机融合，综合资源与环境相关学科内容，分层次、分权重、有机地进行教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配，开展教学设计环节的优化和整合研究，提高学生的综合创新能力。

1. 强化价值引领与塑造

坚持政治引领，全面贯彻党的教育方針，以“能力导向、理念先行”的思路，综合资源与环境课程特点，将专业课程教育与思想政治教育有机融合，强化课程的价值塑造。通过学习国内外矿业与冶金过程环境问题与治理的发展历程，既鼓励传承“吃苦耐劳、艰苦奋斗、务实奋进”的矿业精神，又带动树牢“绿水青山就是金山银山”的发展理念，结合资源与环境课程，融合弘扬中华优秀文化的环境保护理念。同步提高学生的专业知识和政治理论修养，使学生树立投身服务资源与环境领域的职业理想。

2. 多学科内容有机融合

在“双碳”背景下，结合“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”科技创新方向，资源与环境所涉及的学科更为广泛。因此，课程设计，将矿业、冶金、环境、经济、政治、法律等相关多学科内容的交叉融合是十分必要的。基于专业课的特点和特色，以“气、液、固、热、核”等主题式环境问题为主线，将环境学科的基本理论、环境治理的典型技术、矿冶过程的污染物排放特征、环境法律法规与标准以及国内外环保政策等逐层展开，为学生创新能力的培养、综合能力的提升奠定基础。

3. 教学内容优化与重组

围绕“双碳”背景下资源与环境课程面临的新要求，发挥教师间、师生间共同合作的优势，进行教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等教学设计环节的优化和整合研究，明晰各环节的层次性、权重高低，既覆盖课程主体内容，又拓宽相关学科视野，提高学生的综合分析能力、创新能力和国际化水平［8］。例如新形势下矿业环境工程中破碎磨矿过程的节能降耗，尾矿库安全监测、尾矿充填安全，采空区二氧化碳捕集利用与封存等相关内容，可以通过前沿科学和相关技术的整理，融合联系起来。

二、改善创新资源与环境课程教学模式

目前，国内外学者已研究了许多新的教学模式，其中“以问题为基础的学习”教学模式、“线上线下”教学模式、“有效教学”教学模式、产教融合模式、案例教学法、互动研讨式教学、主题式教学、情景教学、探究教学、翻转课堂等创新教学模式，对课程内容多、涉及范围广的资源与环境课程具有重要的借鉴意义［9］。基于对国内外能力培养式教学方法的分析，结合教师、学生和行业特点对教学模式进行组合、迭代和改良。本研究综合“双碳”背景下资源与环境课程的特点，基于“价值塑造、知识传授、能力培养”理念，以研究生创新能力培养为导向，探索了集“多维度教学、多维度考查、多维度评价”为一体的多维度教学模式。

（一）多維度教学模式

基于对国内外创新教学模式的分析，以主题式、案例式教学模式为基础，采用思维导图、动图演示、视频介绍等媒介手段优化课堂概念性、原理性内容教学过程。同时，综合翻转课堂、角色扮演、决策辩论、情境引领、情绪引导等形式开展分析性内容教学，形成多维度教学模式。根据班级学生的基础与性格特点，量身定制相适应的教学方案组合，合理整合线上线下教学资源，并根据师生的反馈及时开展教学反思，优化教学模式。

（二）多维度考核方式

针对课程中的重难点，优化设计课程思辨内容，既要强调重要概念掌握的准确度，又要拓展问题分析的思辨性，设置研究互动问答讨论、自主选题陈述、模拟决策分析等多种考核方式，构建以能力培养为导向的多维度考核模式。如围绕含SO2废气的净化方法，分别对“石灰石-石膏法”“氨-硫酸铵法”“循环流化床法”展开决策讨论，通过学生间、师生间资料的检索、数据的分析、技术方案的商讨等，深化知识点学习并锻炼解决复杂工程问题的思维能力。

（三）多维度评价体系

根据学生特点、个性差异和学习内容灵活拓展、选择评价方法，既有常规的课堂观察、课外作业，又有课前交流、课后访谈，既有传统的书面测验、口头测验，又有综合演讲、成长档案等方法。既要对基础知识和基本技能进行评价，也要尝试对过程方法、情感态度进行评价。此外，既有教师评价，又有学生互评及自我评价，结合问题的挑战性和探索性，研究目标多元、方法多样的多维度评价体系。如学生围绕“我身边的资源与环境问题”，自主选题开展5分钟课前演讲，通过学生多媒体陈述、学生问答讨论、教师引导评述等，进一步强化学生对知识的掌握度与运用度，促进学生的深度思考。

三、完善更新资源与环境课程教学资源

持续完善和更新资源与环境课程相关的教学资源，有利于教师进行教学资料的搜集，有助于教学设计与教学模式的创新和改革，丰富学生的学习思维，提高学生的知识搜索和甄别能力，加强学生之间的协同学习，促进教学互助和知识的补充，提高学生的信息素养。在开展教学资源的完善和更新过程中，应提高教师的参与度，结合教学实际，共同建设和充实教学资源，并及时更新。也应重视资源建设的质量，并不断整合和优化网络平台与教学资源。在整合优化教学设计、改善创新教学模式的同时，借助现代化教育新技术，充分利用网络资源、学校线上教学平台积极开展师生合作，构建前沿、有效且持续更新的教学资源库［10］。

（一）完善与甄别教学资源库

通过经典文献查阅和书籍资料收集，完善资源与环境课程现有的教学资源，如课件的优化、案例库、试题库，既要保障教学资源的完整性、正确性，也要优化其美观性，提升后期使用、追溯的便捷性等。以双对氯苯基三氯乙烷（DDT）为例，其研发曾获得1948年的诺贝尔奖，但随着使用过程中造成的严重生态环境问题，20世纪80年代众多国家停止使用和生产DDT，然而2006年世界卫生组织正式宣布解除对DDT的禁令。DDT涉及的环境问题本身是较好的教学资源，而不同历史阶段对DDT禁用与解禁更是值得在资源与环境课程中深入讨论和剖析的教学案例。

（二）强化网络实践资源利用

参考“双碳”背景下相关前沿理论和最新技术成果，借助现代化教育新技术，充分利用优秀网络资源、学校线上教学平台、教师收集甄选、学生自主选题等方法来收集新的教学资源。此外，应拓宽教学资源收集的渠道，既要关注科技论文和科技新闻，也要留意技术专利和行业标准，甚至主流视频网站、科技软件等，多方面积累教学资源。如利用校内国家级精品课程“冶金环境工程”，国家虚拟仿真实验教学课程共享平台“水环境生态安全评估虚拟仿真教学实验”“露天矿山采场典型环境问题及其防治虚拟仿真实验”等，拓展课程相关的课外实践学习资源。

（三）探索资源持续更新模式

根据所收集的教学资源来源、内容、质量等特征，开展“双碳”背景下资源与环境课程教学资源的“分质分级”甄选、甄别研究，并根据教学、研讨过程的反馈和反思，进一步优化资源与环境课程教学资源及其与教学模式的匹配性和使用规律，探索教学资源的持续更新模式。除了优质教学资源作为课程主要的参考资料外，一些网络非专业人士拍摄的视频、图片也可为学生提供对资源与环境问题不同的观察角度，同时教师可以利用这些教学资源中存在的不足，引导学生对此展开深入讨论，并针对存在的问题进行理论知识和实践技术层面的反思。

四、结语

结合国家“双碳”目标和背景，基于资源与环境课程的特点，本研究通过分析国内外教学设计、教学模式、教学资源优化改革方面的进展，以“能力导向、理念先行”的思路，提出了分层次、分权重、有机地整合优化资源与环境课程多学科交叉融合教学设计，旨在提升资源与环境课程相关的专业教育与思想政治教育、社会经济法律等有机融合。基于“价值塑造、知识传授、能力培养”理念，以学生为中心、以研究生创新能力培养为导向，探索了集“多维度教学、多维度考查、多维度评价”为一体的多维度教学模式。借助现代化教育、网络新技术，提出课程教学资源的高效甄别甄选、分质分级使用、持续更新模式。深化开展“双碳”背景下资源与环境课程教学改革研究，有利于更好地为国家“双碳”战略实施培养高质量的资源与环境行业复合型、创新型、应用型、国际化人才奠定基础。

参考文献：

［1］ 付英. 建设人与自然和谐共生的现代化矿业［J］. 中国国土资源经济，2021，34（07）：8-13.

［2］ 胡振琪，赵艳玲. 矿山生态修复面临的主要问题及解决策略［J］. 中国煤炭，2021，47（09）：1-7.

［3］ 钱昭英，龙森柳. “建设高质量教育体系”下资源与环境经济学专业核心课程建设思考［J］. 绿色科技，2021，23（19）：214-216.

［4］ 支援，黄效白. 《资源与环境经济学》案例教学法探析［J］. 教育文化论坛，2018，10（2）：77-81.

［5］ 曹健，王文才，李建伟，等. 互动研讨模式在研究生教学与培养中的应用［J］. 产业与科技论坛，2021，20（24）：188-189.

［6］ 何淑平，武瑞，郑雯，等. 产教融合模式下农业资源与环境专业人才培养模式探索与实践研究［J］. 安徽农学通报，2019，25（21）：136-138.

［7］ 钱昭英. 基于“能力导向”的资源与环境经济学专业特色课程体系建设与实践［J］. 绿色科技，2021，23（15）：211-213+221.

［8］ 李和平，李静，贾垭楠. 涉及多学科交叉的本科生研讨课教学改革探索［J］. 物理与工程，2020，30（01）：34-38+44.

［9］ 赵振宇，薛显超. “多学科交叉、多领域开放、多手段融合”的课程体系改革与实践：以沟通课程为例［J］. 中国多媒体与网络教学学报（电子版），2019（08）：178-179.

［10］ 范继魏. 教学资源库现状及发展趋势分析［J］. 现代商贸工业，2016，37（31）：153-154.

（责任编辑：淳洁）

作者简介：唐鸿鹄（1988—），男，博士，中南大学资源加工与生物工程学院副教授，研究方向为矿物加工工程；韩海生（1987—），男，博士，中南大学资源加工与生物工程学院教授，研究方向为矿物加工工程；亢建华（1988—），男，博士，中南大学资源加工与生物工程学院讲师，研究方向为矿物加工工程。