“双碳”背景下地质工程专业课程教学改革的思考——以内蒙古工业大学为例

尚福华，李国平，付文鼎，密文天

（内蒙古工业大学 资源与环境工程学院，内蒙古呼和浩特 010051）

1 研究背景

碳减排已成为全球各国的共识性选择[1]。我国作为世界上最大的发展中国家，在节能减排方面起到了带头作用，并提出“力争2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和”的目标[2-3,11]。为了积极响应国家的碳中和号召，2021 年7 月，教育部印发《高等学校碳中和科技创新行动计划》，要求高等教育加强“双碳”人才培养和科技创新研究；2022年4 月，教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》，提出“建成一批引领世界碳中和基础研究的顶尖学科”的目标。

与“双碳”紧密相关的地质工程专业是地质学的一个分支，是地质学与工程学相互渗透、交叉的边缘学科[4]，其研究范围主要包括地质环境评价与改造、矿产资源勘探与开发等。事实上，不同学校的地质工程专业具有不同的定位。鉴于内蒙古具有丰富的煤炭资源，内蒙古工业大学矿业学院倾向于培养服务煤田地质与勘探的专业技术人才。然而，传统模式培养的人才很难满足行业发展的需要，因此，亟须探索专业课程教学改革。

2 地质工程专业培养现状

目前，全国有多所高校开设了地质工程专业，但其培养人才的侧重点存在显著差异，以中国地质大学为代表的综合类地质高校以培养复合型地质专业技术人才为目标，其专业课涵盖了地质工程相关的绝大多数方向；以中国矿业大学为代表的行业高校通常围绕一些能源资源培养特定方向的专业技术人才，其专业课主要集中在行业相关课程，各高校在培养地质工程人才方面存在差异。随着“双碳”政策的广泛实施，一些“双一流”高校在原有培养模式的基础上增加了与碳中和相关的专业内容，一些高校还依托地质工程等专业成立了碳中和研究院，积极开展对相关低碳技术的研究，以培养学生的碳中和专业素养。

在过去十几年，内蒙古工业大学地质工程专业主要立足内蒙古鄂尔多斯盆地这个能源基地、大兴安岭成矿带和北山成矿带这两个战略资源基地，围绕不同成矿带的成矿机制和深部复杂区域勘探进行深入研究，并为内蒙古输送了大量的专业技术人才。但是，内蒙古工业大学矿业学院地质工程专业恢复办学时间较短，且受限于经济发展及科技水平，以往培养的学生缺少碳中和相关知识体系，因此，针对内蒙古工业大学地质工程专业课程的教学改革已成为培养创新型人才、促进内蒙古自治区能源转型以及推动“双碳”目标达成的必要举措[5]。

3 地质工程专业教学改革措施

近年来，多所“双一流”高校成立了碳中和相关研究院或研究中心，但内蒙古自治区尚未成立具有规模的碳中和机构。为了更好地践行《内蒙古自治区“十四五”能源发展规划》，内蒙古工业大学矿业学院地质工程专业应积极开展教学改革，从课程教学方式、教学内容、师资力量等方面着手，积极培养学生碳中和思维和碳减排技术，为内蒙古经济发展和环境保护贡献力量。

3.1 教学方式改革

目前，多数学校均采用传统教学+互联网教学模式培养学生，主要有以下两个方面的原因：（1）传统教学模式讲授的知识点更具针对性，能使学生对知识点的印象更加深刻，为学生提供调用原有知识参与深度思维的条件；（2）互联网具有信息传播快捷和高效的优势，可以使学生快速掌握相关知识要点。随着“双碳”政策的实施，以往传统教学+互联网教学模式并不能很好地培养学生碳中和思维，因此，需要在以往教学模式的基础上增加与碳中和相关的实践元素[6-7]。

在实践方面，培养学生碳中和素养的方法可以灵活多样，例如可以采用以下几种方式：（1）在课堂上让学生观看矿井瓦斯、甲烷等温室气体排放过程，结合地质工程专业课程知识，积极拓展实现“双碳”目标的低碳技术；（2）在课堂上引导学生思考与地质工程相关的低碳技术（如煤—水—热共采可行性）[8]，训练学生独立、创新思考问题的能力，加深对碳中和意义的理解；（3）带领学生赴相关企业开展调研和实习，积极了解二氧化碳地质封存（煤层、页岩、咸水层）技术[9]，并讨论每种技术的机理，分析不同技术方法的效果和可行性，从而为后续工作奠定坚实的基础。

3.2 教学内容改革

地质工程是一门复杂的学科，具有内容庞杂、概念繁多的特点，以往教师主要是为学生讲授教材上的知识，重点在于传授专业基础概念及常用应用技术，趋向于模式化培养学生[10]。随着碳中和措施的逐步落地，以往的教学内容难以支撑培养目标达成。实际上，碳中和具有典型的交叉学科性质，要求学生在学习地质工程专业基础知识的情况下，进一步了解地球科学、林业工程、测绘工程等相关专业知识，从而形成碳中和系统思维[11-12]。

内蒙古自治区是我国的煤炭大省，也是我国重点生态功能区，承担着能源供应和生态系统保护的双重责任[13]。内蒙古工业大学矿业学院地质工程专业的教学内容也更加贴近自治区的实际情况，应积极从专业特色方面培养学生的碳中和思维。教师在教学内容方面增加与碳中和相关的其他专业内容，具体举措如下：（1）积极增加基础物理—化学相关内容，使学生进一步了解二氧化碳地质封存的基本原理，进一步开发出与二氧化碳封存以及稳定性检测相关的技术；（2）利用矿业学院的优势，教授学生采矿工程专业的相关内容，鼓励学生从地质角度思考采煤过程中可以降低二氧化碳排放的措施，从而保证化石能源的清洁高效开采。

3.3 增强相关师资力量

内蒙古工业大学地质工程专业拥有一支学历层次高、学缘和年龄结构合理的师资队伍，但师资队伍的实践经验、跨专业知识需丰富，才能更好地保证培养的学生具有综合的专业技术能力，使学生能够从容地解决后续工作过程中遇到的“双碳”问题。针对行业现状，专业师资的水平仍需提升，成长为一支能够准确响应国家号召、专业能力与教学水平不断进步的队伍，这也是课程教学改革的重要环节。

在“双碳”背景下，专业教师应积极主动学习相关知识，特别是针对二氧化碳捕获、二氧化碳地质封存、煤炭管控等方面的内容，从而更好地培养学生的“双碳”思维和能力。此外，学校需要鼓励各个相关学院成立合作团队，围绕“双碳”开展相关研究，以不同专业的知识体系向学生全面展示地质碳减排过程中的原理与应用场景，以有效地拓展学生的知识面，并培养学生全面思考和解决问题的能力。

3.4 提升学生创新能力

面对“双碳”这种新兴事物，许多高校存在着专业能力培养和创新能力脱节的问题[14]，导致学生在后续工作过程中遇到问题难以有效解决，因此，需要重视提升学生的创新能力，可以从以下几种途径来提升学生“双碳”方面的创新能力：（1）教师可以在课堂上增加“双碳”相关的创新项目，提高学生对创新的敏感度；（2）教师带领学生开展一些低碳技术的实验，增强学生思考问题、处理问题的能力；（3）教师联系相关交叉学科，提高学生的视野开阔性，培养学生综合思维的能力；（4）增设专业的创新培训基地，从多方面培养学生的创新思维能力；（5）课程思政也是提升学生创新能力的重要举措[15]，培养学生以辩证的角度看待问题，以多元化的思维处理问题，把辩证与创新融会贯通，使学生增强处理问题的能力。

4 结束语

从长远来看，高校需要大批量输出高质量的专业人才，以满足未来“双碳”行业对人才的需求。地质工程作为与“双碳”紧密相关的学科领域，更应该积极开展教学改革，着重加强培养学生的碳中和思维和能力。以内蒙古工业大学矿业学院地质工程专业为例，应通过改革教学模式和教学内容，提升学生的专业能力，促进学生创新思维的发展，培养能够助推“双碳”目标落地的专业技术人才。