“雙碳”背景下資源與環境課程教學改革探索

唐鴻鵠 韓海生 亢建華

摘? 要：國家“雙碳”戰略為資源開發與環境保護行業發展帶來了新的機遇與挑戰，同時也對資源與環境專業人才的培養提出了更高的要求?；谫Y源與環境課程的特點，文章通過分析國內外教學設計、教學模式、教學資源優化改革方面的進展，結合資源與環境課程實踐教學過程中采用的方法和發現的問題，開展了整合優化資源與環境課程多學科交叉融合教學設計、改善創新資源與環境課程教學模式、完善更新資源與環境課程教學資源三個方面的教學改革探究，旨在更好地為國家“雙碳”戰略實施培養高質量的資源與環境行業國際化創新型人才奠定基礎。

關鍵詞：“雙碳”戰略；多學科融合；多維度教學模式

2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上宣布，中國力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和目標?！半p碳”（碳達峰與碳中和）戰略是中國基于推動構建人類命運共同體的責任擔當和實現可持續發展的內在要求作出的重大戰略決策，有利于引導綠色技術創新，提高產業和經濟的全球競爭力，是資源開發與環境保護行業發展的新機遇與挑戰［1］。

資源與環境是人類賴以生存和發展的物質基礎和條件，作為地球生態的兩個方面，二者共同構成矛盾的統一體，相輔相成又相互制約。我國人口眾多，同時隨著社會生產力的高速發展，資源的需求量日益增加，其中95%以上的能源、80%以上的工業原材料、70%以上的農業生產資料均源自礦產資源，經濟發展與資源和環境之間的矛盾日益突出［2］。面對發展經濟和保護環境的雙重任務，我國貫徹“保護資源、保障發展”的理念，不斷探索以“生態優先、綠色發展”為導向的高質量發展新路徑，全面推進中國特色社會主義生態文明建設。因此，針對資源與環境之間的問題，協調資源與環境之間的關系，建設現代化礦業，實現資源與環境和諧統一及可持續發展，保障國家經濟高質量發展，將是今后幾十年我國礦業發展的必由之路［3］。

“雙碳”目標為我國綠色礦山建設和綠色礦業發展建設設定了目標和期限，也對資源與環境專業人才的培養提出了更高的要求。資源與環境及其相關課程是礦業工程（采礦工程、礦物加工工程）、冶金工程、環境工程專業學生的重要主干課程。本研究圍繞資源與環境課程，從教學設計、教學模式、教學資源三個方面進行了教學改革的研究探索，結合國內外相關方向的研究進展，探索新時代“雙碳”背景下提高學生專業素養與綜合能力的教學改革方法，更好地為國家“雙碳”戰略實施培養高質量的資源與環境行業國際化創新型人才奠定基礎。

一、整合優化資源與環境課程多學科交叉融合教學設計

（一）多學科交叉融合的重要性

多學科交叉融合與政策、經濟、社會等各方面的可持續發展緊密相關，已成為資源與環境科學與課程發展的新趨勢和新特征。不同學科間知識互補可理解為兩門以上學科的理論、技術和方法彼此融合、互補，形成單一學科所不具備的知識優勢。資源與環境課程涉及的學科領域眾多，如礦業、冶金、材料、化學、環境、法律等，這些學科之間的差異性較大，如何實現學科之間的互動，促進知識對流、模式組合、方法碰撞，形成學科協同效應是值得關注的重要議題。同時，通過資源與環境交叉科學中的各門學科拉近傳統科學部類之間的距離，填平各類科學之間的鴻溝，使學生的科學知識體系越來越成為有機的整體，這些過程對教師、學生均提出了較高的要求和挑戰［4-5］。

與此同時，在資源與環境課程相關的多學科交叉融合過程中，要處理好“多”與“精”的關系，實現數量與質量的統一，要處理好“合”與“分”的關系，實現共性與個性的統一。學科交叉不僅作用于外在環境，且不斷吸納外在環境的種種信息，其中包括來自各方面的反饋，通過雙向互動，不斷調整、豐富和發展自身，以適應自然環境的變化，滿足時代社會的需求［6-7］。在課程的設置和實施過程中，教師需要不斷地補充和積累本學科以外的知識、拓寬多學科知識的綜合視野，同時要求課程教師共同合作、相互溝通、取長補短，營造教師共同體。此外，應注重學生創新性的培養、注重師生的平等對話、注重知識的更新。

（二）教學設計改革措施探索

整合優化資源與環境課程多學科交叉融合教學設計顯得尤為重要。首先，在理念層面要緊密結合國家“雙碳”目標和背景，緊盯“四個面向”科技創新方向，將資源與環境專業課程教育與思想政治教育有機融合，綜合資源與環境相關學科內容，分層次、分權重、有機地進行教學目標、教學重難點、教學方法、教學步驟與時間分配，開展教學設計環節的優化和整合研究，提高學生的綜合創新能力。

1. 強化價值引領與塑造

堅持政治引領，全面貫徹黨的教育方針，以“能力導向、理念先行”的思路，綜合資源與環境課程特點，將專業課程教育與思想政治教育有機融合，強化課程的價值塑造。通過學習國內外礦業與冶金過程環境問題與治理的發展歷程，既鼓勵傳承“吃苦耐勞、艱苦奮斗、務實奮進”的礦業精神，又帶動樹牢“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，結合資源與環境課程，融合弘揚中華優秀文化的環境保護理念。同步提高學生的專業知識和政治理論修養，使學生樹立投身服務資源與環境領域的職業理想。

2. 多學科內容有機融合

在“雙碳”背景下，結合“面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康”科技創新方向，資源與環境所涉及的學科更為廣泛。因此，課程設計，將礦業、冶金、環境、經濟、政治、法律等相關多學科內容的交叉融合是十分必要的?；趯I課的特點和特色，以“氣、液、固、熱、核”等主題式環境問題為主線，將環境學科的基本理論、環境治理的典型技術、礦冶過程的污染物排放特征、環境法律法規與標準以及國內外環保政策等逐層展開，為學生創新能力的培養、綜合能力的提升奠定基礎。

3. 教學內容優化與重組

圍繞“雙碳”背景下資源與環境課程面臨的新要求，發揮教師間、師生間共同合作的優勢，進行教學目標、教學重難點、教學方法、教學步驟與時間分配等教學設計環節的優化和整合研究，明晰各環節的層次性、權重高低，既覆蓋課程主體內容，又拓寬相關學科視野，提高學生的綜合分析能力、創新能力和國際化水平［8］。例如新形勢下礦業環境工程中破碎磨礦過程的節能降耗，尾礦庫安全監測、尾礦充填安全，采空區二氧化碳捕集利用與封存等相關內容，可以通過前沿科學和相關技術的整理，融合聯系起來。

二、改善創新資源與環境課程教學模式

目前，國內外學者已研究了許多新的教學模式，其中“以問題為基礎的學習”教學模式、“線上線下”教學模式、“有效教學”教學模式、產教融合模式、案例教學法、互動研討式教學、主題式教學、情景教學、探究教學、翻轉課堂等創新教學模式，對課程內容多、涉及范圍廣的資源與環境課程具有重要的借鑒意義［9］?；趯鴥韧饽芰ε囵B式教學方法的分析，結合教師、學生和行業特點對教學模式進行組合、迭代和改良。本研究綜合“雙碳”背景下資源與環境課程的特點，基于“價值塑造、知識傳授、能力培養”理念，以研究生創新能力培養為導向，探索了集“多維度教學、多維度考查、多維度評價”為一體的多維度教學模式。

（一）多維度教學模式

基于對國內外創新教學模式的分析，以主題式、案例式教學模式為基礎，采用思維導圖、動圖演示、視頻介紹等媒介手段優化課堂概念性、原理性內容教學過程。同時，綜合翻轉課堂、角色扮演、決策辯論、情境引領、情緒引導等形式開展分析性內容教學，形成多維度教學模式。根據班級學生的基礎與性格特點，量身定制相適應的教學方案組合，合理整合線上線下教學資源，并根據師生的反饋及時開展教學反思，優化教學模式。

（二）多維度考核方式

針對課程中的重難點，優化設計課程思辨內容，既要強調重要概念掌握的準確度，又要拓展問題分析的思辨性，設置研究互動問答討論、自主選題陳述、模擬決策分析等多種考核方式，構建以能力培養為導向的多維度考核模式。如圍繞含SO2廢氣的凈化方法，分別對“石灰石-石膏法”“氨-硫酸銨法”“循環流化床法”展開決策討論，通過學生間、師生間資料的檢索、數據的分析、技術方案的商討等，深化知識點學習并鍛煉解決復雜工程問題的思維能力。

（三）多維度評價體系

根據學生特點、個性差異和學習內容靈活拓展、選擇評價方法，既有常規的課堂觀察、課外作業，又有課前交流、課后訪談，既有傳統的書面測驗、口頭測驗，又有綜合演講、成長檔案等方法。既要對基礎知識和基本技能進行評價，也要嘗試對過程方法、情感態度進行評價。此外，既有教師評價，又有學生互評及自我評價，結合問題的挑戰性和探索性，研究目標多元、方法多樣的多維度評價體系。如學生圍繞“我身邊的資源與環境問題”，自主選題開展5分鐘課前演講，通過學生多媒體陳述、學生問答討論、教師引導評述等，進一步強化學生對知識的掌握度與運用度，促進學生的深度思考。

三、完善更新資源與環境課程教學資源

持續完善和更新資源與環境課程相關的教學資源，有利于教師進行教學資料的搜集，有助于教學設計與教學模式的創新和改革，豐富學生的學習思維，提高學生的知識搜索和甄別能力，加強學生之間的協同學習，促進教學互助和知識的補充，提高學生的信息素養。在開展教學資源的完善和更新過程中，應提高教師的參與度，結合教學實際，共同建設和充實教學資源，并及時更新。也應重視資源建設的質量，并不斷整合和優化網絡平臺與教學資源。在整合優化教學設計、改善創新教學模式的同時，借助現代化教育新技術，充分利用網絡資源、學校線上教學平臺積極開展師生合作，構建前沿、有效且持續更新的教學資源庫［10］。

（一）完善與甄別教學資源庫

通過經典文獻查閱和書籍資料收集，完善資源與環境課程現有的教學資源，如課件的優化、案例庫、試題庫，既要保障教學資源的完整性、正確性，也要優化其美觀性，提升后期使用、追溯的便捷性等。以雙對氯苯基三氯乙烷（DDT）為例，其研發曾獲得1948年的諾貝爾獎，但隨著使用過程中造成的嚴重生態環境問題，20世紀80年代眾多國家停止使用和生產DDT，然而2006年世界衛生組織正式宣布解除對DDT的禁令。DDT涉及的環境問題本身是較好的教學資源，而不同歷史階段對DDT禁用與解禁更是值得在資源與環境課程中深入討論和剖析的教學案例。

（二）強化網絡實踐資源利用

參考“雙碳”背景下相關前沿理論和最新技術成果，借助現代化教育新技術，充分利用優秀網絡資源、學校線上教學平臺、教師收集甄選、學生自主選題等方法來收集新的教學資源。此外，應拓寬教學資源收集的渠道，既要關注科技論文和科技新聞，也要留意技術專利和行業標準，甚至主流視頻網站、科技軟件等，多方面積累教學資源。如利用校內國家級精品課程“冶金環境工程”，國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺“水環境生態安全評估虛擬仿真教學實驗”“露天礦山采場典型環境問題及其防治虛擬仿真實驗”等，拓展課程相關的課外實踐學習資源。

（三）探索資源持續更新模式

根據所收集的教學資源來源、內容、質量等特征，開展“雙碳”背景下資源與環境課程教學資源的“分質分級”甄選、甄別研究，并根據教學、研討過程的反饋和反思，進一步優化資源與環境課程教學資源及其與教學模式的匹配性和使用規律，探索教學資源的持續更新模式。除了優質教學資源作為課程主要的參考資料外，一些網絡非專業人士拍攝的視頻、圖片也可為學生提供對資源與環境問題不同的觀察角度，同時教師可以利用這些教學資源中存在的不足，引導學生對此展開深入討論，并針對存在的問題進行理論知識和實踐技術層面的反思。

四、結語

結合國家“雙碳”目標和背景，基于資源與環境課程的特點，本研究通過分析國內外教學設計、教學模式、教學資源優化改革方面的進展，以“能力導向、理念先行”的思路，提出了分層次、分權重、有機地整合優化資源與環境課程多學科交叉融合教學設計，旨在提升資源與環境課程相關的專業教育與思想政治教育、社會經濟法律等有機融合?；凇皟r值塑造、知識傳授、能力培養”理念，以學生為中心、以研究生創新能力培養為導向，探索了集“多維度教學、多維度考查、多維度評價”為一體的多維度教學模式。借助現代化教育、網絡新技術，提出課程教學資源的高效甄別甄選、分質分級使用、持續更新模式。深化開展“雙碳”背景下資源與環境課程教學改革研究，有利于更好地為國家“雙碳”戰略實施培養高質量的資源與環境行業復合型、創新型、應用型、國際化人才奠定基礎。

參考文獻：

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［9］ 趙振宇，薛顯超. “多學科交叉、多領域開放、多手段融合”的課程體系改革與實踐：以溝通課程為例［J］. 中國多媒體與網絡教學學報（電子版），2019（08）：178-179.

［10］ 范繼魏. 教學資源庫現狀及發展趨勢分析［J］. 現代商貿工業，2016，37（31）：153-154.

（責任編輯：淳潔）

作者簡介：唐鴻鵠（1988—），男，博士，中南大學資源加工與生物工程學院副教授，研究方向為礦物加工工程；韓海生（1987—），男，博士，中南大學資源加工與生物工程學院教授，研究方向為礦物加工工程；亢建華（1988—），男，博士，中南大學資源加工與生物工程學院講師，研究方向為礦物加工工程。