“双碳”战略背景下“土壤污染与防治”教学改革探索.pdf
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1、“双碳”战略背景下“土壤污染与防治”教学改革探索吕贵芬,丁 园,宋仁杰(南昌航空大学 环境与化学工程学院,南昌330063)摘要 实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,对加强新时代各类人才培养提出了新的要求,对环境工程专业的高等教育来说既是机遇也是挑战。针对“土壤污染与防治”课程教学过程中存在的教材过时、课时有限、教学形式单一和忽视实践等诸多问题,从课程的教学内容、教学方式、实验课程、课程考核与评价方法等方面探索课程的教学改革创新,教学实践表明,将“双碳”目标融入专业知识教学,既能增强学生就业信心,也能提高学生的学习兴趣和动手能力,同时也使教学质量得到明显提升。关键词“双碳”目
2、标;土壤污染与防治;人才培养;教学改革 中图分类号 U642 文献标志码 A doi:10.3969/j.issn.2096-8566.2023.03.016 文章编号 2096-8566(2023)03-0147-06Teaching Reform of“Soil Pollution and Control”Course Under theBackground of“Dual Carbon”StrategyLYU Gui-fen,DING Yuan,SONG Ren-jie(School of Environmental and Chemical Engineering,Nanchang H
3、angkong University,Nanchang 330063,China)Abstract:The realization of carbon peak and neutrality goals is a broad and profound social and systematic reform,which putsforward new requirements for strengthening the training of all kinds of talents in the new era,and presents both opportunities andchall
4、enges to the higher education of environmental engineering major.In view of the problems in the course of“Soil Pollution andControl”,such as outdated textbook,limited class hours,monotonous teaching form and neglect of practice,etc.,the teaching reformof the course were explored from the aspects of
5、the course content,teaching method,experimental course,course examination andevaluation method,and so on.The teaching practice of this course show that integrating“dual carbon”target into professionalknowledge teaching can not only enhance students employment confidence,but also improve their learni
6、ng interest and practicalability,while the teaching quality has also been significantly improved.Key words:“dual carbon”target;soil pollution and control;talent cultivation;teaching reform 引言2020 年 9 月习近平总书记在第 75 届联合国大会上宣布中国 CO2排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和(“双碳”目标)。这是一个非常宏伟的减排目标。2021 年 收稿日期202
7、3-07-18 修回日期2023-08-03基金项目江西省研究生教改项目(JXYJG-2021-160);江西省教改课题(JXJG-21-8-10);南昌航空大学校级教改课题(JY2026)通讯作者宋仁杰(1983),男,博士,教授。主要研究方向:环境化学、环境功能材料合成及应用。第 37 卷 第 3 期南昌航空大学学报:自然科学版Vol.37 No.32023 年 9 月Journal of Nanchang Hangkong University:Natural SciencesSept.2023 3 月中央财经委员会第九次会议强调,要把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局,如期实现“双碳
8、”目标。2021 年 9 月中共中央、国务院印发关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见,对做好“双碳”目标有关工作进行了全面部署。双碳目标是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策,是一场“广泛而深刻的经济系统性变革”,同时也对新时代的人才培养提出了更高的要求。教育部于 2021 年 7 月印发“高等学校碳中和科技创新行动计划”,明确要求充分发挥高校基础研究深厚和学科交叉融合的优势,加快构建高校碳中和科技创新体系和人才培养体系;于2022 年 5 月印发的加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案,提出将绿色低碳理念纳入教育教学体系,启动“双碳”领域教学改革和人才培养试点项
9、目。环境工程专业与“双碳”目标密切相关,因此,在“双碳”背景下,国家对环境类专业人才培养提出了更高的要求,环境类专业的高等教育面临着更大的挑战1-2。在环境工程众多专业课程中,“土壤污染与防治”是一门重要的专业基础课,其融合了无机化学、有机化学、微生物学、植物学、环境学、土壤学等多种交叉学科的课程,以受污染的土壤以及所引起的环境问题为研究对象,讲授土壤污染的基础知识,土壤环境污染控制措施以及土壤修复等相关内容3。在“双碳”背景下进行的“土壤污染与防治”课程改革势在必行,因为土壤既是二氧化碳的排放源又是非常重要的碳汇,且土壤修复产业是环保产业中最具发展潜力的朝阳产业,碳排放量随土壤修复市场发展逐
10、渐增加4-5。当代环境专业本科生势必是未来土壤修复领域的中坚力量,有必要学习如何严格控制土壤污染物排放和减轻环境负担以及如何利用绿色低碳经济的土壤污染防治技术。党的十八大以来,生态文明建设已被纳入国家“五位一体”总体布局。因此把生态文明思想贯穿于高等教育人才培养体系全过程和各方面,加强绿色低碳教育,培养“双碳”人才是如期实现“双碳”目标的重要保障。1 “土壤污染与防治”课程教学改革背景“土壤污染与防治”课程存在教材过时、课时有限、教学形式单一和忽视实践等诸多问题,不利于新时代对于专业人才培养的需求。第一,目前国内环境工程专业“土壤污染与防治”课程教材选用较多的是陈怀满编著的环境土壤学6,目前该
11、教材的最新版本是 2018 年第3 版。与第 2 版相比,第 3 版在内容上突出了土壤在环境中的作用与地位、污染物在土壤圈的行为与影响因素、污染土壤的防控与修复、土壤环境工程、环境土壤学研究法等;增加了土壤新型污染物(抗生素、纳米颗粒物等)与环境质量,增加了土壤矿质元素与人体健康,将污染土壤的修复划分为农用地和场地 2 个部分,农用地污染土壤修复单独成章。此外,随着土壤污染特点不断变化,相关法律法规不断出台,污染控制技术也与时俱进。例如:2018 年土壤环境质量标准(GB 156181995)被废止,生态环境部按照用地类型细分为土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB1561820
12、18)和土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB 366002018)2 种,增加了检测污染物的种类,进一步细化了污染物浓度的标准值;2019 年 1 月颁布了土壤污染防治法,这是中国第一部土壤污染治理专项法律;2020 年美丽中国建设评估指标体系及实施方案印发,明确美丽中国建设评估指标体系包括空气清新、水体洁净、土壤安全、生态良好、人居整洁 5 类指标,并要求相关部门细化评估指标和目标值;为早日实现美丽中国目标,2022 年生态环境部各相关部委联合印发“十四五”土壤、地下水和农村生态环境保护规划。这些都要求“土壤污染与防治”课程与时俱进,能够吸纳最新的土壤污染防治标准、政策与技
13、术。当下土壤污染呈现出新老并存、无机有机复合污染的特点7-8。固体废物的倾倒、有害废水的 148 南昌航空大学学报:自然科学版第 37 卷排放、大气中的有害气体及飘尘都会导致土壤污染。因此雾霾和光化学烟雾等为主的大气污染、水体的全氟有机化合物、微塑料等新型污染物引起的土壤新型和复合污染不容忽视。此外,土壤碳库是全球碳库与碳循环的重要组成部分,与温室效应及气候变化有着密切的联系,在农业耕种、施肥、灌溉等活动影响下,土壤碳库的质和量会发生变化,这将对区域及全球环境都产生负面影响。另外,由于交叉学科技术的迅猛发展,土壤污染防治理论和技术也在不断更新,课程也逐渐呈现出学科交叉融合的特色,具有很强的时代
14、性、实践性和综合性。面对前所未有的土壤污染特征与态势,需要发展相应的污染控制理论与技术,因此“土壤污染与防治”课程教学也要与时俱进。第二,传统的教学方法和教学手段无法满足现阶段学科发展的需求和人才培养的目标。从培养能力角度,实现“双碳”目标要求学生具备 3 种能力素质。一是创新能力,针对中国土壤污染出现新污染物、复合污染等特点,传统土壤污染诊断方法及修复技术已不适用,这要求必须在检测方法、修复技术和产品等领域进行绿色低碳转型和创新。传统土壤修复产业以末端污染物治理为主,而绿色低碳技术提倡以防控技术为主,这也对学生创新能力的培养提出了更高的要求。二是实践与应用能力,土壤修复需要丰富的实践经验,面
15、对“双碳”目标学生需具备较高的实践与应用能力才能迎接发展机遇,引领市场。三是具有国际视野。学生要接触最前沿的专业知识,提高英文文献检索、阅读能力,培养国际视野。而多数高校教学形式单一,授课以讲授式为主,且实践课时很少或没有安排实验课,学生缺乏实践操作,学习主观能动性没有得到发挥,不利于培养学生的创新能力。第三,“土壤污染与防治”教学安排课时偏少。本课程是一门多学科交叉且内容多的专业性较强的课程,环境土壤学共 14 章内容,然而多数高校只能安排 2436 学时,学生在较短的时间不能对土壤污染知识进行系统的学习,进而不能有效地掌握土壤污染防治技术和提升处理实际土壤污染问题的能力。因此,在国家全面力
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