张陶新+周跃云

[摘要]低碳发展的关键是技术创新，通过对低碳工程的学科基础进行分析，阐述了低碳工程的内涵、任务和地位，论述了我国高等院校设置低碳工程专业的必要性与可行性，探讨了低碳工程的培养目标、课程体系和人才培养模式，为低碳工程人才培养提供重要理论参考。

[关键词]低碳；学科基础；专业设置；专业建设

[中图分类号] G640

[文献标识码]A

doi： 10. 3969/j. issn. 1671- 5918. 2017. 14. 015

[文章编号] 1671- 5918（ 2017） 14- 0039-03

[本刊网址] http：//www.hbxb）.net

气候变暖和能源短缺等趋势正在重塑世界政治经济格局，低碳经济正逐渐成为世界经济发展的引擎，低碳发展也是我国经济发展转型的必然要求。低碳经济的核心是技术创新和制度创新，关键是低碳技术创新。因此，中国应当加强低碳科学研究和技术创新，实现低碳技术的跨越式发展，建设低碳经济强国。

一、低碳工程的学科基础与战略地位

（一）低碳工程的学科基础

低碳是相对于高碳而言的，从短期来看，主要是通过提高能源利用效率和碳产出效率，实现相对的低碳排放；从长期来看，主要是借助清洁能源替代、低碳技术应用等手段实现一国碳排放总量的绝对下降。对于发展中国家来说就是要在利用低碳技术使得经济总量增加的同时促进温室气体排放的相对下降。

低碳工程（ low - carbon Engineering，简称LCE）具有多学科交叉、综合的特点，没有任何一个学科可以包容低碳工程学科内容。低碳工程所覆盖的学科领域非常广泛，主要是以数学、信息科学与系统科学、物理学、化学、地球科学、生物学、工程与技术科学基础学科、能源科学技术、管理学等为基础，结合矿山工程、动力与电气工程、化学工程、土木建筑工程、水利工程、交通运输工程等工程与技术科学，研究开发和应用控制或减少温室气体排放的技术、方法和途径，以减缓全球变暖的工程科学。

低碳工程的研究对象是人类活动所产生的温室气体的控制问题。根据《京都议定书》，主要的温室气体有多种，而二氧化碳是各种温室气体中对气候变化影响最显著的气体，是低碳城建技术与工程研究的主要对象。温室气体主要来源于能源（能源工业、制造业和建筑、运输等部门的燃料燃烧，以及固体燃料、石油和天然气等燃料的飞逸性排放）、工业（矿产品、化工业、金属生产、碳卤化合物和六氟化硫的生产、碳卤化合物和六氧化硫的消费等）、溶剂和其它产品的使用、农业（肠道发酵、粪肥管理、水稻种植、农业土壤、农作物残留物的田间燃烧等）、废物（陆地固体废物处置、废水处理、废物焚化等）。温室气体汇包括植被、海洋和土壤对温室气体的吸收、贮存及大气中对温室气体起分解转化的光化学清除机制等几方面。

低碳工程的主要任务是促进和实现温室气体排放和控制的科学研究成果向应用领域的转化，开发最适宜的工艺路线、设备和技术方法，减缓大气中温室气体浓度的增加。控制温室气体排放，可以从源头上改进能源供应，开发利用新能源，合理有效地利用现有的常规能源；在过程中，研究发展工业、建筑、交通运输等行业的节能技术，改进工艺流程和技术设备，转变能源利用方式和生产生活方式；在终端，林业植树造林和使用林农产品获得生物能以替代化石燃料以及废弃物行业回收利用等，研究发展“碳捕获与封存”和“碳利用”等技术和工艺，实现温室气体资源化利用，减少大气层中的温室气体浓度。

为了应对气候变化，世界各国正大力开发低碳技术，低碳工程的服务将覆盖当前人类活动的几乎所有领域，如环境、工业、建筑、交通、农业、林业等。

（二）低碳工程的战略地位

當今世界经济发展与温室气体排放具有不可分割的联系，气候变暖不仅对自然生态系统产生了负面影响，也对人类生产、生活和健康造成影响。国际社会加快了温室气体排放和控制的科学研究，技术发展日益成熟，经济发展有可能“去碳化”，在保持经济增长活力的前提下，实现人类的气候目标。低碳工程是与温室气体排放和控制相关的技术，其内涵丰富、外延广大，几乎涵盖了国民经济发展的所有支柱产业，具有广阔的应用前景。在实现低碳经济发展目标的过程中，低碳工程将起到至关重要的作用，这也是低碳工程学科赖以存在和发展的基础。

二、高等院校设置低碳城建技术与工程专业的必要性与可行性

低碳工程是新生的学科，需要有本学科的学术研究和教育教学的基地。从教育人手，建设低碳工程方面的高等专业教育，即可以为低碳经济发展注入持续的动力，也将有效提高中国在温室气体控制领域的科技实力。

（一）为经济社会提供高质量的低碳人才的需要

掌握低碳发展的先机已经成为世界主要大国引领世界战略的必争高地，目前世界发达国家及其企业在实现低碳发展和发展低碳技术方面已经抢得先机，在低碳技术的许多方面有了突破性进展，英国、美国、澳大利等各个国家纷纷加大了低碳领域的人才培养力度。

近几年，我国在政府的主导下，依靠行政手段已经从宏观上降低了单位GDP能耗指标，要进一步地减少二氧化碳占GDP的排放强度，不可能单纯依靠行政手段，必须主要依靠技术节能减排和结构节能减排，真正从微观上使企业各自降低单位产值的能耗水平提高碳生产力。早在2009年，我国就作出了低碳发展的战略部署，各个地区、每个企业都在将低碳发展理念落实到具体行动中。我国已有的6百多个大中城市，以及2万多个小城镇都在向低碳生态城市发展模式转型，众多的企业也要进行低碳化改造，为了发展低碳产业，国家在2015年之前已经投入10万亿元，预估到2030年将会达到41万亿元，由此提供的就业机会将达到6900万人。未来低碳技术发展与应用的前景非常广阔，而我国无论是针对高层人才、研究开发的领军人才、技术负责人还是针对产业层面的一线技术工人，低碳发展所需的各个层面人才十分短缺，需要高等院校顺应时势设置低碳城建技术与工程专业培养我国低碳发展所急需的本科人才。endprint

有关职位招聘的网络数据表明，2010年以来低碳行业的职位需求数逐年增长。

（二）开设低碳城建技术与工程专业现实可行

海南、重庆、江西、广州、苏州、无锡等地以及一些高等院校已经成立了低碳研究院所，开展低碳研究。北京大学、清华大学、南开大学等十多所高校已经开设低碳方面的专业。中国知网显示，截止2017年3月，低碳方面的文章有近12万篇，其中学术期刊论文已达7万多篇，优秀硕士论文近1万篇、博士论文近1500篇。仅从当当网搜索到，有关低碳方面的图书近2000种。兴办低碳城建技术与工程专业，培养低碳城建技术与工程人才不仅是必要的而且现实条件已经具备。

三、低碳城建技术与工程专业培养目标

（一）人才培养目标

低碳城建技术与工程专业是侧重工科、工理管结合的复合型专业，应当依照大学本科人才培养目标的总要求，培养具有坚实的自然科学和社会科学的基础理论知识，掌握控制和减少碳排放的基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，具有创新精神和能力，毕业后能在生产、服务与管理等部门从事温室气体减排和控制方面的技术、经营管理、教学科研等方面工作等的人才。

（二）专业能力与专业素质

低碳城建技术与工程学生应当具有扎实的物理、化学、数学等学科的基本理论知识，熟悉交通、建筑、能源、环境和生态学科基本理论、基本知识；掌握控制温室气体排放的基本技术；了解低碳城建技术与工程的前沿以及未来的发展趋势，熟悉我国相关的法律法规、制度、政策方针；能够熟练地检索相关文献、查阅相关资料，处理相关信息，将所学知识应用于实践；具有一定的创新能力，能够初步地开展一些相关的科学研究。

四、低碳城建技术与工程专业课程设置

低碳城建技术与工程专业的知识结构包括道德文化、身心素养和科学文化素养等基础知识，以及外语、计算机信息技术、就业和实践训练等其他基础知识；此外还包括数学、物理、化学、管理学、工程图学、系统科学与工程、生物工程、能源科学与工程、建筑学、低碳交通运输工程、环境科学与工程、资源循环科学与工程、城乡规划、经济学等方面的基础理论知识。根据这些知识结构的要求，低碳城建技术与工程专业课程体系具体如下：

公共课69学分在总学分中的占比43.4%，课堂内的学时908在总学时中的占比42.8%。专业基础课50学分在总学分中的占比31.45%，课堂内的学时828在总学时中的占比39. 1%。专业课16学分在总学分中的占比10. 06%，课堂内的学时256在总学时中的占比12. 1%。公共选修课8学分在总学分中的占比5. 03%，课堂内的学时128在总学时中的占比6%。实践课16学分在总学分中的占比10.6%。

根据低碳发展需求及有利于学生个性和特长的发展，结合办学实际，专业课程应按培养“宽口径专才”加以设置。因此，在制定专业课时，将专业课程分成2个专业方向课程组。

低碳城建技术与工程专业方向的课程从第6学期开始开设，由学生自主选修两组中的任一组，同时向学生提供具有较为丰富多样的专业选修课，来进一步扩充学生的专业知识面。

五、人才培养模式

（一）优化人才培养的知识结构

按照知识、能力、素质协调发展的原则，将理论课和相应的实际操作和应用紧密结合起来，处理好各类课程的关系。注意将专业课程体系设置为横向复合型课程体系，同时还有根据当地的实际需求，有针对性地设置一些适用性的任选课。

（二）加强实践性教学环节建设，提高学生综合能力

突出应用特色，教学和实践紧密结合，强化能力与素质培养，要求学生将理论上获得知识能够运用于实践之中，增强人才的适应性。

（三）加强教材建设

教材建设要适应专业教学计划的需要，对于已有的教材要选用公认的水平较高的教材，同时，要组织力量，编写一批具有鲜明特色、内容新、起点高、结构合理的理论和实验教材。

六、结语

新的经济增长点需要依靠新兴专业的发展，加强新兴专业的建设和发展是应对经济结构调整最积极有效的方式。由传统经济向低碳经济跨越的过程中，低碳科学研究与低碳新产品开发是动力源泉，因此，培养大批高素质的低碳工程人才是高校义不容辞的历史责任，必须尽快构建基于交叉学科的低碳工程学科体系，系统研究和探索低碳工程专业在专门人才培养方面所担负的使命。

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