＊黃靖 楊磊 傅明連 黃建輝

（莆田學院環(huán)境與生物工程學院 福建省新型污染物生態(tài)毒理效應與控制重點實驗室 福建 351100）

1.引言

近年來，全球生態(tài)環(huán)境不斷惡化，氣候變暖日趨嚴重，人類活動特別是人類的工業(yè)生產(chǎn)所帶來的環(huán)境影響受到全球各個國家的重視。在《巴黎協(xié)定》的指導下，其目標將溫度上升幅度限制在1.5℃以內(nèi)。我國為了減緩氣候的不利影響，中共中央、國務院印發(fā)了《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》等，提出“碳達峰”和“碳中和”的戰(zhàn)略構(gòu)想，將碳達峰和碳中和納入生態(tài)文明建設的整體布局。研究表明，國家層面的產(chǎn)業(yè)升級是實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”的重要途徑，在產(chǎn)業(yè)升級過程中，人才結(jié)構(gòu)需求不斷更新迭代，2021年7月，教育部印發(fā)《高等學校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》（教科信函〔2021〕30號）對各個高校提出“碳中和”人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。

化工行業(yè)是高耗能高污染的行業(yè)，承接著自然生產(chǎn)原料和社會終端消費品的重要紐帶。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前，化工（含石化）能耗占工業(yè)總能耗的18%左右，我國主要化工產(chǎn)品能耗高于國際領先水平23～29個百分點。另外，化工行業(yè)碳排放接近15億噸/年，占全部碳排放的4%。所以在“碳達峰”和“碳中和”的背景下，化工行業(yè)，特別是一些高耗能的行業(yè)，將首先面臨著產(chǎn)業(yè)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。在未來的20年里，高耗能的傳統(tǒng)化工生產(chǎn)模式將逐漸被淘汰，綠色化工將逐漸成為化工行業(yè)新的發(fā)展機遇。也就是說，在未來，傳統(tǒng)單一模式的化工人才需求驟降，而復合型、高素質(zhì)、應用型的人才將會在化工行業(yè)廣受歡迎。應用型高等院校作為培養(yǎng)技術性、工程性人才的基地，將為我國的制造業(yè)輸送大量技術員和工程師，他們也將是我國未來化工行業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)2030年碳達峰和2060年碳中和的中堅力量。故在“碳達峰”和“碳中和”的背景下，應用型本科院校化工專業(yè)教育將順應時代的要求，并進行一定培養(yǎng)模式的側(cè)重和改革，在化工專業(yè)教育中逐步滲透綠色環(huán)保工程的思想理念，這也是本文研究的目的所在。

2.我國化學化工應用型人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

在過去，高等院校是科學技術革新的領頭羊，行業(yè)通過吸納高等院校人才來提高自己的科技水平。近年來，隨著我國經(jīng)濟的騰飛和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，行業(yè)企業(yè)的科技創(chuàng)新水平已經(jīng)逐漸超過高等院校的水平，開始引領我國的科技發(fā)展。雖然在高等院校的教育已經(jīng)采用翻轉(zhuǎn)課堂、虛擬仿真等各種新的教學手段，但其教育的本質(zhì)主要以基礎的專業(yè)教育為主，缺乏行業(yè)企業(yè)實踐以及綜合職場素質(zhì)的培養(yǎng)，導致高等院校的畢業(yè)生無法滿足碳中和時代產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的人才需求。為了“碳中和”的實現(xiàn)，化學工程將與環(huán)境科學、能源科學、信息科學、人工智能、經(jīng)濟學、社會學、管理學等學科深度交叉，而傳統(tǒng)的化工單一學科已經(jīng)遠無法滿足產(chǎn)業(yè)升級后的要求，雖然不要求化工專業(yè)的學生能夠全部精通這些相關學科的知識技能，但必須有一定量的相關學科知識儲備，這就對新時期化工專業(yè)學生提出了更高的要求。另外，在化工產(chǎn)業(yè)綠色化智能化轉(zhuǎn)型后，化工行業(yè)需要技術技能合一的高素質(zhì)知識工人，而非過去的技術或技能的多能工，故在碳中和大背景下，高等院校的教學教育改革勢在必行，以適應新背景下的產(chǎn)業(yè)人才需求。

3.碳中和背景下化工專業(yè)人才培養(yǎng)途徑

(1)聚焦行業(yè)前沿，強化專業(yè)技能培養(yǎng)

首先，要將專業(yè)教育中引入最新前沿的行業(yè)技術。通常來講，教育教材、圖書的專業(yè)技術知識具有一定滯后性，主要為一些基礎性，被廣泛認可的專業(yè)知識，與當下行業(yè)最新前沿的技術技能有較大差距。因此，這就需要教師在教材進行充分挖掘的基礎上，將行業(yè)中最新的科技發(fā)展以及前沿的科學研究融入專業(yè)知識點的教學中，逐步的在專業(yè)技能傳授過程中滲透。例如，在化工基礎課《化工熱力學》的教學過程中，教師可以在適當?shù)恼鹿?jié)（比如相平衡章節(jié)）向?qū)W生介紹CO2捕集的前沿科技，如行業(yè)中利用富鈣鎂濃海水捕集利用CO2過程中使用多級沉淀法、新型離子液體CO2捕集劑的研發(fā)、油田中CO2驅(qū)油技術、開發(fā)CO2基綠色塑料、把CO2直接還原到碳單質(zhì)產(chǎn)物，如石墨、碳納米管和石墨烯以及由工業(yè)煙道氣生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品。

其次，在化工教育中滲透最新“碳達峰”和“碳中和”政策及解讀，讓學生緊跟國家政策?！疤歼_峰”和“碳中和”是我國未來20年生態(tài)文明的重點任務，國家將持續(xù)地指定各種政策來引導和規(guī)范高耗能高排放的行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，教師可以在緒論或者專業(yè)導論中引入相關“碳中和”政策的介紹，將“碳中和”的理念貫徹到整個課程的總體脈絡中，一方面可以使課程條理性邏輯性更強，另一方面亦可提升學生的專業(yè)認同感以及對未來行業(yè)發(fā)展的認識。例如在化工專業(yè)《綠色工程原理與應用》的課程教學中，以“碳中和”為主線，介紹原子經(jīng)濟、綠色化學、綠色產(chǎn)品的設計原理、循環(huán)經(jīng)濟以及綠色材料等與“碳中和”直接相關的理念和技術，并可以通過項目教學法以學生為主體參與綠色工藝流程的設計，也可以通過國家級生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)的介紹，讓學生了解我國目前在“碳中和”方面的努力和成效。這些教學活動的各個方面都可以滲透“碳中和”教育的思想，通過與一些實際的化工生產(chǎn)問題進行接合，可以讓學生在短時間迅速的掌握一些綠色化工的思想和技術。

(2)借鑒先進教學理念，強化職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)

在“碳中和”時代，化工行業(yè)的生產(chǎn)將更加復雜化、綠色化、智能化。這個時代的生產(chǎn)方式對化工行業(yè)應用型人才勞動任務需要的能力結(jié)構(gòu)提出了更高層次的要求。人才的培養(yǎng)也需要跟新背景下的生產(chǎn)方式相適應。碳中和的背景下，勞動分工由有限分工轉(zhuǎn)化為專業(yè)化分工，勞動內(nèi)容由大工種操作轉(zhuǎn)變?yōu)橐惑w化生產(chǎn)系統(tǒng)，勞動工具逐漸由機械化電動化工具轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C機器人等智能控制系統(tǒng)，勞動者也將由過去的技術或技能的多能工轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g技能合一的高素質(zhì)知識工人。碳中和時代的工業(yè)生產(chǎn)需要一批能夠多專業(yè)協(xié)作、具有綜合職業(yè)能力以及完整的跨學科協(xié)同的人才。

教師在一些應用性實踐性比較強的課程或者章節(jié)可以借鑒德國職業(yè)教育中的行動導向教學法開展教育。其教學過程可分為目標、方案、決策、實施、控制和評價六個階段。首先，教師將實際的工作任務引入課程內(nèi)容，然后，在完成教師布置任務的過程中，學生模擬實際工作過程，進行小組討論并且指定詳細的任務方案。接著，教師對于可行的方案進行批準，對現(xiàn)有條件無法開展方案進行調(diào)整后，讓學生重新進行討論修改，直至可行為止。方案可行性后，學生小組通過教師的討論確定實施細節(jié)，實施細節(jié)要具體到何人何時借助何種媒體做某事。接下來，學生按照詳細的實施細節(jié)對任務目標進行執(zhí)行，執(zhí)行可以根據(jù)詳細的實施進行分工協(xié)作。在計劃實施過程中，教師將對每一個小組的任務執(zhí)行情況進行檢查，控制任務的進程和質(zhì)量。各個小組根據(jù)工作任務實施過程中遇到的問題適當?shù)恼{(diào)整工作進度、安排、計劃，以求按時保質(zhì)保量地完成任務。最后，教師和學生共同檢查項目的結(jié)果是否達到預期目標以及產(chǎn)品的質(zhì)量要求。在檢測的基礎上，教師和學生進行評價，師生一起找出工作偏差的方法和缺陷的原因。

傳統(tǒng)的課程評價體系較為注重專業(yè)能力的考核，缺乏職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)和評價。教師和學生在進行課程成績考核時，還應更加注重職業(yè)綜合能力的評價。職業(yè)綜合能力的評價包括團隊合作評估、展示評估、檔案評估以及職業(yè)行動能力的評估。團隊合作評估可設置“有目標的討論和處理工作任務”“組員互相幫忙和尊重”“對出現(xiàn)的問題公開討論和解決”等評價指標，并進行量化打分；展示評估可包含項目展示時的內(nèi)容條理性、專業(yè)的正確性、語言、語態(tài)以及所用的媒體進行評價；檔案評估主要對項目最終的總結(jié)報告進行評價，可包括形式標準（如封面制作、文檔格式、篇幅、參考文獻格式等）、專業(yè)內(nèi)容（如專業(yè)概念的使用、內(nèi)容的創(chuàng)新性等）以及總體的文檔架構(gòu)進行評價標準的設置并量化打分；職業(yè)行動能力的評估可圍繞課程章節(jié)的教學目標從專業(yè)能力、方法能力、學習能力以及個人社會能力多維度的進行評價。在這種評價標準下，學生將有意識的注重自身除專業(yè)能力外的其它職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，以適應化工產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型后智能化、一體化的生產(chǎn)模式需求。

另外，應用型本科院校應該更加關注“碳中和”大背景下的1+X證書制度建設。2021年，國家推出碳排放管理員的新職業(yè)，在《中華人民共和國職業(yè)分類大典》中的編碼為 4-09-07-04。這充分體現(xiàn)了國家和政府推進“碳達峰”和“碳中和”生態(tài)文明建設的決心，也預示下各個行業(yè)特別是化工行業(yè)發(fā)展以及職業(yè)需求方向。應用型本科院校應該積極根據(jù)碳排放管理員職業(yè)資格要求及時調(diào)整化工專業(yè)培養(yǎng)方案和教學大綱，加強碳排放管理員職業(yè)資格要求與基礎化學化工教育的互融互通，穩(wěn)步推進化工專業(yè)與“碳達峰”和“碳中和”相關的1+X證書制度建設以及相關職業(yè)資格培訓，為國家和社會培養(yǎng)更多合格的碳排放管理員，助力化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級以及綠色化轉(zhuǎn)型。

(3)開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，強化創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在滲透碳中和教育的過程中，課堂教學是主要的方式，這一點是毋庸置疑的。然而，在課后積極開展一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，能夠為課堂教學進行有效的補充。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育具有教育時間的靈活性、自由性、形式的多樣性，更加符合當前學生的需求。由于本科階段學生專業(yè)水平的限制，難以得到一些對科學和工程貢獻較大的成果。教師設置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目可以以“碳中和”為項目背景，學生在應用層面通過設計可行的工藝過程來降低生產(chǎn)成本、降低生產(chǎn)能耗以及生產(chǎn)過程的碳排放。這些屬于創(chuàng)新的范疇，而且能夠?qū)崒嵲谠诘健疤贾泻汀钡募夹g革新中。另外，在創(chuàng)業(yè)訓練項目中，學生創(chuàng)辦公司，了解公司的運營及化工產(chǎn)業(yè)的運行規(guī)律，通過團隊協(xié)助，培養(yǎng)職場綜合素質(zhì)。另一方面，學生專業(yè)能力、團隊協(xié)助分工以及跨學科跨專業(yè)協(xié)作，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目進行過程中不斷訓練，以達到化工產(chǎn)業(yè)的智能化綠色化轉(zhuǎn)型所需人才的標準。

此外，作為地方高?？梢猿浞掷玫胤降馁Y源開展各項與碳中和相關創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。比如莆田學院環(huán)境與生物學院圍繞莆田市母親河木蘭溪的保護和綜合治理開展多項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，包括木蘭溪水質(zhì)監(jiān)測、木蘭溪源頭保護、木蘭溪部分流域污水治理以及木蘭溪日常管理等多方面的碳核查和碳評估以及這些環(huán)節(jié)的減碳工藝設計，優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的碳排放，以達到木蘭溪綜合治理過程中的碳中和要求。莆田學院華峰產(chǎn)業(yè)學院依托莆田市鞋服產(chǎn)業(yè)平臺開發(fā)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)微專業(yè)，通過多個專業(yè)學生協(xié)同創(chuàng)新，以莆田市特色鞋服產(chǎn)業(yè)減碳增效為背景，“司生”共同參與，產(chǎn)教融合，孵化鞋服行業(yè)綠色化工為主題的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，探究符合碳中和要求的生產(chǎn)工藝。這些都是地方高校為地方的實際案例，也是地方應用型高校在碳中和時代為地方城市培養(yǎng)高素質(zhì)復合型人才的一種新的教學教育模式。

(4)舉辦知識競賽或講座，強化跨學科交流

整個“碳中和”產(chǎn)業(yè)需要多學科交叉的復合型人才，在學校的日常教學中，需要注重與“碳中和”相關思政課程的引入，可以通過向?qū)W生講授與碳中和相關的最新發(fā)展的信息以及科學趣聞，對學生的知識面進行有效的擴展。學校和學院可以組織跟“碳達峰”和“碳中和”的政策解讀以及最新科技進展。同時，“碳中和”不僅僅只涉及到化學化工學科，是全部學科的都應關注的?？梢耘e辦一些“碳中和”相關知識的競賽，能夠在一定程度上激發(fā)學生主動學習碳中和的知識和政策，促進學科間的互通共融，使其在潛移默化中提升各學科綠色工程意識，培養(yǎng)多學科交叉的復合型應用人才。

4.結(jié)語

近年來，我國大力推行“碳達峰”和“碳中和”戰(zhàn)略，促使我國的工業(yè)體系向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型?；瘜W工業(yè)作為工業(yè)體系的重要組成部分，也將不斷在國家的引導下淘汰落后產(chǎn)能，淘汰高污染高能耗高碳排放的產(chǎn)業(yè)，不斷向綠色化、智能化的工業(yè)體系轉(zhuǎn)型。而新型產(chǎn)業(yè)格局對高等院校的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。作為化學工業(yè)一線技術人員以及工程師的培養(yǎng)基地，應用型本科院校傳統(tǒng)的化工專業(yè)教學模式已經(jīng)無法滿足轉(zhuǎn)型期的人才培養(yǎng)需求。在碳中和的大背景下，化工專業(yè)的教育教學，通過聚焦行業(yè)前沿科技強化專業(yè)技能的培養(yǎng)，通過引進先進的教學方法提升職業(yè)綜合能力，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目以及知識競賽，在教書育人中深度融入“碳中和”的戰(zhàn)略思想，促進多學科融合，助力化工行業(yè)的綠色化、智能化轉(zhuǎn)型。