以双碳需求为导向的高校环境生态学人才培养策略研究

［摘要］在新时代环境下，高校环境生态学专业课程在人才培养时需要调整教学模式，并发挥信息技术作用，打造“知识学习—知识内化—知识实践”的科学人才培养路径。基于“双碳”概念和高校环境生态学课程概念，阐述了双碳目标下国家对高校环境生态学人才能力的需求以及在双碳需求下高校环境生态学人才培养改革的必要性，并从六个角度阐述了以双碳需求为导向的高校环境生态学人才培养的可行策略，最后阐述了人才培养策略的保障措施，旨在丰富该领域研究成果，提高环境生态学人才培养质量，确保人才能够满足双碳需求。［关键词］

双碳；高校教育；环境生态学；人才培养策略在双碳背景下，高校环境生态学人才培养面临着新的任务和要求。传统的环境生态学教育模式往往偏重理论知识的传授，而缺乏实践能力的培养。然而实践能力的培养是培养环境生态学人才的必要条件，只有具备实践能力的人才才能在面对复杂的环境问题时做出科学和可持续的决策，同时部分高校环境生态学教师仍然以师本位教学模式为主，学生主体地位不足，思考深度不佳，因此探讨以双碳需求为导向的高校环境生态学人才培养策略具有较高研究价值与意义。一、相关概念综述（一）“双碳”概念“双碳”概念是指中国政府于2020年9月提出的碳达峰和碳中和要求和目标。碳达峰是将二氧化碳（CO2）排放量控制在一个顶峰值之下，并逐步减少碳排放量；碳中和是指通过各种手段实现二氧化碳排放量与吸收量的动态平衡，确保净零排放。根据习近平新时代中国特色社会主义思想的指导，我国政府提出了实现碳达峰和碳中和的总体要求和主要目标，实现碳达峰、碳中和的工作原则包括全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险五个方面，主要目标的设定分为2025年、2030年和2060年三个阶段。到2025年，要初步形成绿色低碳循环发展的经济体系，重点行业能源利用效率大幅提升；到2030年，要取得经济社会发展全面绿色转型的显著成效，重点耗能行业能源利用率达到国际先进水平，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上；到2060年，要全面建立绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系，实现碳中和目标，非化石能源消费比重达到80%以上。“双碳”是我国在推动绿色技术创新、发展可再生能源、保护生态环境方面的明确要求，也说明了国家对环境生态学人才的高度需求，在未来数十年内，我国碳交易员、绿色技术人员、可再生能源领域专业人员都将高度紧缺，国家的绿色转型也为生态保护专业人才创造了更多机会[1]。（二）高校环境生态学课程高校环境生态学课程涵盖了多个关键领域，旨在培养学生对生物与环境相互作用的深刻理解。该课程涉及生态学基础概念，包括生态系统的组成、能量流动和物质循环，以及生物多样性的维护和生态系统的稳定性。此外，环境生态学课程还关注生态系统的自组织调节、生态污染与治理，以及环境问题对可持续发展的影响。环境生态学课程的主要开展方式包括理论学习、案例分析和实践操作，学生在课堂中需要分析环境问题、评估生态系统健康状况、制定环境管理策略，由此提高自身综合能力，为未来的环境保护和可持续发展工作做好准备，并为成为环境保护和可持续发展的专业人才奠定坚实的基础。二、双碳目标下国家对高校环境生态学人才能力的需求其一，环境管理和保护能力。高校环境生态学人才需要具备深刻的环境意识和环境保护理念，能够评估各种环境问题的影响，并提供可行的解决方案，同时需要具备环境监测、评估和管理的技能，以能够控制环境污染、实现资源的可持续利用。其二，生态系统研究和管理能力。由于我国对生态系统健康状况和功能研究的需求增加，高校环境生态学人才需要掌握运用科学方法和技术手段，对生态系统的组成、结构、功能进行研究分析的能力。其三，可持续发展规划和管理能力。在推动双碳目标的背景下，高校环境生态学人才需要具备可持续发展规划和管理的能力，能够将环境生态学原理应用于规划和管理实践中，以推动碳减排、资源循环利用和生态建设等方面的工作。其四，多学科合作能力。应对气候变化和推動可持续发展的任务需要跨学科合作，高校环境生态学人才需要具备与地质学、气象学、土壤学、社会科学等其他专业领域的人员合作的能力，共同解决复杂的环境问题。其五，创新和解决问题的能力。面对气候变化和环境挑战，高校环境生态学人才需要具备创新思维、解决问题的能力和适应变化的能力，需要不断探索新的技术和方法，推动环境科学和工程的创新发展，为实现双碳目标提供解决方案。从教学流程的角度来看，在双碳目标下，国家对于高校环境生态学人才能力的需求则集中于“理论知识、综合能力、实践素养”三个维度，人才要扎实掌握理论知识，应用综合能力解决复杂问题，并能够将理论知识与综合能力应用到实际问题当中，提出新方案、解决关键问题[2]。三、在双碳需求下高校环境生态学人才培养改革的必要性环境生态学是一门基础性强、覆盖面广的交叉学科，环境学与生态学知识互相结合，主要研究人为干扰的环境条件下生物与环境之间的相互关系。在环境生态学课程中，学生可以掌握生态学的基本原理，应用生态学理论，保护和合理利用自然资源，治理污染和破坏的生态环境，恢复和重建生态系统，实现人类生存和经济发展与生态环境的协调，促进可持续发展。然而，目前环境生态学课程的教学仍然存在一定问题，一方面，教学内容单一，理论性过强、实践性不足，学生学习的知识只能用于“纸上谈兵”，难以创造实际价值；另一方面，教师的人才培养模式较为落后，课堂教学以讲授为主，缺乏实践教学内容，同时课程考核方式单一，无法满足国家对人才的需求，因此，在国家全面力争实现“双碳”目标的背景下，教学改革创新迫在眉睫。要解决问题，环境生态学教师需要激发学生的求知欲望，培养学生实践能力，强化学生专业水平。为此，教师要从教学目标、教学材料、教学模式、互动方式、考核模式等多个角度着手，提高理论教学质量、强化学生思考深度、推动学生开展实践、拓宽学生学术视野。总体来说，在双碳需求下，高校环境生态学人才培养模式改革具有极高的迫切性和必要性，教师需要着手开展教学改革创新，激发学生求知欲，培养学生创新能力，强化学生实践能力，打造更高水平的应用型专业人才，一方面让人才有能力应对“双碳”目标的挑战，另一方面以专业教育工作推动我国实现可持续发展、构建人类命运共同体的愿景。四、以双碳需求为导向的高校环境生态学人才培养的可行性策略（一）树立人才培养目标在双碳背景下，教师在调整人才培养方案之前需要先树立明确的人才培养目标，其中首要目标是改变传统教学方法，将师本位教学方式转变为生本位教学方式；次要目标是培养学生学习兴趣，强化学生思考深度，提高学生课堂互动性，增加学生实践机会，形成课上+课下一体化教学形态。教师在确立人才培养目标后，再选择教学方法、教学工具来达成目标，实现人才培养模式改革。（二）构建课程教学材料鉴于目前大多数环境生态学课程教材与行业发展脱离、实践内容缺失、理论知识片面等问题，高校环境生态学教师要在原有课程教学材料的基础上加入更多与行业接驳的内容，满足学生理论知识、创新能力与实践能力的需求。教师可积极追踪和了解最新的环境生态学科研成果，将这些最新的科学进展和理论成果融入教材中，以确保教学内容与学科最新发展保持同步，让学生接触到最前沿的理论知识；加入更多真实案例材料，尤其要结合当下重大环境问题案例以及国家政策要求案例，提高课程教学材料的时效性与具体性；将相关的环境保护和生态修复的项目资料纳入教学材料中，利用案例展示项目的设计、实施与效果，引导学生了解与接触真实的环境工程实践，培养学生的实践操作能力。此外，考虑到实际工作内容的跨学科特征以及环境生态学本身的交叉学科特性，教师也可尝试将其他与环境生态工程有关的学科内容融入环境生态学教学材料中，拓宽学生视野，并强化学生跨学科综合应用能力。（三）改善课堂教学过程提高学生实践能力的前提是确保学生在课堂中的主体地位，让学生自主学习、深度思考，并赋予学生更多实践机会，因此教师可以使用翻转课堂教学模式为学生提供更多课内实践时间，将理论知识学习由课内转至课前和课后，让学生自主完成预习和课程总结[3]。基于翻转课堂，调整课堂教学过程，整理为“课前预习—翻转课堂—课后讨论总结—下一章预习”的教学流程，其中除了翻转课堂为线下教学，其余部分均为线上自主学习。课前预习阶段，教师在微信群、QQ群或学校线上学习平台提前布置下节课程的学习任务，为学生提供微课以及配套材料，要求学生阅读材料、做好笔记，掌握下节课程涉及的主要知识点，在完成学习后填写教师预留的练习题，教师则在课前审核学生的练习题完成情况，了解学生易错点，提前判断课程内是否需要额外安排时间重新讲解理论知识；课堂教学阶段，教师可直接切入知识点，让学生以分组讨论的方式思考知识的实际应用范围，能够解决哪些实际问题，深化理论知识理解水平，教师也可为学生布置探究任务，让各小组使用课前掌握的知识体系解决任务，在完成任务后组内学生开展反思，说明任务完成过程中的不足。此外，在课堂教学中教师也可以安排分组演讲活动，让学生自行归纳知识点进行演讲，说明知识的实践应用策略，完成后各组互评打分，教学完成后教师在课内同步测试，检验学生学习情况；课后组织学生进行讨论总结，一方面让学生在线上平台分享自己的学习心得、解决问题的思路，与同学进行互动交流，归纳总结课堂学习内容；另一方面由教师对学生在课堂内的表现以及知识掌握情况，为学生提供针对性的知识点总结归纳，进一步补充重点知识，提高学生理解深度，在确认学生完成内化后，教师再次布置下一章内容的预习任务，要求学生在线上自主学习。这一流程中，学生自主学习的占比较高，课堂内的教学活动也以学生主动思考、探究知识、实践应用为主，一方面弥补了学生参与度不足的问题，另一方面也能够建立学习逻辑链路，促进学生知识吸收。（四）优化课程互动方式翻转课堂的应用为学生提供了主动思考、主动探究的机会，但教师仍需要更进一步思考如何利用翻转课堂让学生之间开展互动、学生与教师保持互动、学生与知识形成互动。在学生之间互动方面，课前与课后阶段教师可以设置讨论总结用的QQ群或微信群，让学生在群内分享观点，共同探讨知识内涵以及应用方法，也可在线上学习平台建立讨论板块；课堂教学中，教师一方面可使用小组讨论、小组演讲、合作项目等方式来推动学生合作，共同开展思考、表达见解；另一方面可开展案例研究任务，让学生围绕问题集思广益，解决问题。在学生与教师互动方面，同样可从课外和课中两个角度来优化互动方式，其中课外互动时教师可利用在线平台以及社交软件为学生提供资源、答疑解惑，一方面主动发现学生学习问题，另一方面随时为学生解答困扰；而课内互动时，教师则扮演指导者角色，尽量将课堂交给学生，着重观察学生分组探讨内容，探讨方向以及探讨结果，当学生有需要时再为学生提供帮助。在学生与知识互动方面，教师可以设计探究性的学习任务，鼓励学生通过实践、实验和模拟等方式与知识进行互动，例如组织实地考察、开展科研项目、使用虚拟模拟软件进行实验，促进学生深入理解知识，并将知识应用于实际问题中；也可以利用在线问答平台、实时互动投影、课堂点击器等互动工具，鼓励学生积极参与课堂互动，课堂上教师可以设计投票问答、小组竞赛、问题解答等活动，提高学生的参与度和学习效果。（五）调整课程考核方法虽然大多数高校已经建立了“325”课程考核体系，即“30%出勤+20%课堂表现+50%终结评价”的体系，形成过程性评价+终结性评价的考核结构，但该评价模式难以评价学生的能力提升情况，同时课堂内表现占比过低，因此高校可基于翻转课堂教学模式以及双碳背景对于人才能力的需求，对课程考核评价模式进行精细化调整。仍然保持过程性评价+终结性评价的考核体系，满分100分，过程性评价与终结性评价各占50分。其中终结性评价50分，分为课内随堂测验10分、期中测验15分、期末测验25分；过程性评价50分，分为预习得分5分、课堂表现得分20分、讨论得分10分、实践得分15分[4]。以上内容中，预习得分的评判依据为学生参与预习次数、预习材料观看情况以及预习测试完成情况，课堂表现得分包括课堂内演讲互评情况、课堂内任务完成情况以及提问后解答质量；讨论得分包括学生课后群内讨论情况、线上平台互动区参与度以及课堂内研讨参与情况；实践得分包括实际问题解答情况以及校外实习实践项目参与情况。该评价体系囊括了学生从学习理论知识到掌握理论知识再到应用理论知识的全过程，既评价了学生学习参与的积极性，又评价了学生的实际学习水平，考察维度较为全面，也能够反映学生的实际能力。（六）创造更多实践机会翻转课堂虽然为学生提供了理论知识深化的机会，但创造的实践机会大多围绕理论知识的实践路径预测而展开，缺少真正使用专业知识解决实际问题的机会，因此教师要开拓更多实践路径，让学生在课程中应用所学知识解决问题，强化实践能力。教师可以组织学生进行实地考察和调研活动，例如带领学生参观城市的环境保护项目、实地考察生态系统、调查环境问题，让学生更好地理解环境生态学理论知识，认识到环境生态面临的实际问题，并培养学生数据收集能力以及数据分析能力；设计实验和模拟实践活动，让学生在实验室或虚拟环境中进行实践操作，例如设计环境污染模型实验，进行植物生态系统模拟，加深学生对环境生态学知识的理解水平，并培养学生的实验设计能力以及数据分析能力[5]；组织学生参与环境保护项目以及可持续发展项目，例如与当地社区合作开展生态修复项目、参与环境保护组织的活动，强化学生解决问题能力与团队合作能力，并培养学生的环境责任感，增强学生的社会参与意识；带领学生收集区域环境数据，建立环境模型，评估环境变化、预测当地生态系统稳定性，了解双碳背景下的环境问题，以及环境生态问题造成的影响。在创造实践机会时，教师应优先发掘校内环境生态实践条件，再考虑如何带学生走出学校，以及带学生去哪些地方、参与哪些项目。五、以双碳需求为导向的高校环境生态学人才培养保障措施（一）高校提供硬件资源保障高校应投入资金和资源，建设现代化的环境生态学实验室，提供先进的实验设备、仪器和工具，用于环境污染监测、生态系统模拟实验、生物多样性调查等实践活动，确保学生参与实践活动时不受硬件条件限制；提供虚拟实验和仿真平台，让学生在虚拟环境中进行生态系统模拟、环境监测和数据分析等实践操作，以弥补实地实验的局限性，同时为学生提供更安全、经济的实践环境；为学生提供创客空间，采购3D打印设备、传感器、智能控制器等科技设备，鼓励学生进行环保和生态创新设计，让学生能够将理论知识转化为实际环境保护项目。此外，高校可以与环保部门、科研机构、生态旅游企业等环境生态相关机构合