2019年第39期（总第363期）
教育界/ EDUCATION CIRCLE
▲
近年来，由温室气体排放所造成的全球气候变暖问题引起全球范围内的广泛关注，CO 2减排势在必行。随着国内部分省市碳交易试点的稳步推进和国家统一碳市场建设的提速，中国即将迎来全面的碳约束时代[1]。如何通过课程建设，完善教学内容、教学体系和教学方法，提高学生的学习能力，培养学生的创新意识和工程实践能力，使学生了解和掌握碳减排最新、最先进的科学技术，更有效地了解我国碳交易政策和管理方针并参与国际交流，是摆在教师面前的新课题。 由于温室气体减排与碳交易是新兴事物，我国能源动力类专业（如热能与动力工程、能源与环境系统工程等）传统的课程体系中并不包含本课程。目前，仅清华大学、浙江大学、华中科技大学和东南大学等几所名校开设了相关主题的选修课程。但相关的教学内容较零散，没有形成完整的理论教学体系。由于碳交易市场所涉及的行业广泛，随着“节能减排”国家战略的深入，现有的培养课程体系远不能满足经济社会发展对人才的需求。为了满足各行业（如化工、水泥、钢铁、供热等）对大量的熟悉碳减排技术和
碳计量交易体系的能源动力类人才需求，开展能源动力类专业教学改革和碳减排与低碳管理课程建设与实践显得尤为迫切[2]。
碳减排与低碳管理将是我国能源动力类专业（如热能与动力工程、能源与环境系统工程等）一门专业必修课程，是重点主干课程之一，其基础理论知识要求很高，工程实践性要求很高。随着现代科学技术的迅速发展，与课程相关的新技术不断涌现，课程的开设使学生对所学专业的基本理论和最新技术有了较深入的了解和掌握，对学生的就业和创新能力的培养起了很大的促进作用。如前所述，目前国内大部分高校能源动力类专业尚未开设该课程，关于该课程的教学实践近乎空白。鉴于该课程的重要作用，笔者结合自身的教学体会，初步探索了该课程教学体系和教学模式的构建。
一、课程教学体系构建
叉车称重
我国大部分高校的能源动力类专业尚未开设碳减排与低碳管理课程，极少部分高校虽开设了相关课程，但未将其纳入专业必修课程体系中。笔者所在院校在第四学年上学期开设了碳减排与低碳管理作为必修课程。由于该课程为新开课，尚无成熟经验可供借鉴。目前，关于CO 2减排的教材种类繁多。笔者调研后发现，多数教材是基于科学研究的成果整理而编撰，其内容晦涩难懂。此外，部分教材是基于化工应用或管理学视角编撰，其内容的专业性过强。一方面，选课学生多数科研经验不足。另一方面，学生的化工和管理学基础相对薄弱。因此，学生难以理解科研性或专业性过强的内容。这意味着市面上多数教材并不适用于辅助该课程讲授。这对选课学生和任课教师而言都是极大的挑战。
笔者基于专业背景和学情分析，积极探索了该课程的内容体系。结合课程的专业特，按“加强基础、注重应用、增强素质、培养能力”的原则，笔者与团队成员共同编撰了教学大纲。经过充分的调研分析与广泛的素材搜集，遵循基础理论与研究进展并重的原则，编写了碳减排与低碳管理课程讲义，并制作了中英文多媒体课件、网络课程、实验教程等立体化教学资源。
课程讲义包括绪论、上篇和下篇三部分。
绪论阐述了课程的主体背景、CO 2排放及温室效应等问题的由来与影响、温室效应的基本原理、地球碳循环过程和CO 2减排的潜在途径。
上篇从技术层面探讨了CO 2减排方法，重点阐述了碳捕集、利用与封存（CCUS）技术。基于理论与实践相结合的视角，重点分析了常用CO 2捕集技术的原理、特点、适用范围、减排潜力及技术发展现状与前景。探讨了不同CO 2分离方法的原理与特点，重点阐述了吸附法和吸收法的应用现状与前景， 碳减排与低碳管理课程建设与实践探索
南京师范大学能源与机械工程学院 郭亚飞 孙 健 赵传文
【摘要】碳减排与低碳管理是我国能源动力类专业的一门专业必修课程，但目前国内大部分高校尚未开设该课程。如何建设和实践该课程，以完善专业培养课程体系，值得深入探索。文章探索了该课程
焙烧回转窑
的教学体系构建方法，提出了寓学于乐、强化实践、教研结合和过程考核等教学模式，为课程实践奠定了基础。【关键词】课程建设；课程体系；教学模式；教学改革
【基金项目】南京师范大学高等教育教学改革研究课题“碳减排与低碳管理在线开放课程建设与研究”基金资助；南京师范大学新生研讨课教改课题“能源与环境概论”。
2019年第39期（总第363期）教育界/ EDUCATION CIRCLE课程教学▲
并从吸附剂和吸附工艺的视角阐释了CO2分离方法在工业中的应用[3]。
醚基汽油
CO2封存与利用部分，阐明了传统的碳捕集与封存（CCS）技术向碳捕集与利用（CCU）过渡的必然性，强调了CO2利用的重要意义。结合CO2的性质，从物理利用、生物利用和化学利用等角度阐述了CO2封存与利用的原理与技术现状[4]：物理利用中，重点阐述了CO2作为流体工质驱替油气和热等资源，明晰封存即利用的概念；生物利用中，重点阐述了CO2固定与转化合成生物燃料的方法、机理与应用；化学利用中，从能源、化工和材料的视角，阐述了CO2转化合成增值产品的方法、机理与应用，重点分析了CO2热化学转化、电催化还原和光电催化转化合成能源化学品的进展与应用前景。
最后，从宏观层面向学生展示了碳捕集与利用的前沿进展，阐述了太阳能等新能源与CCUS耦合的机理与应用及其在节能减排中的重要作用。
下篇从管理层面探讨了CO2减排的政策导向及碳交易与核算等低碳管理方法。引导学生理解低碳的概念与内涵，认识碳减排相关的国际公约及政策。从碳排放权的概念切入，引出碳市场建立和碳交易的机制[5]。以燃煤电厂为例，详细解析行业CO2排放核算方法，并通过实战演练强化课程内容。解析钢铁、化工和水泥生产等典型能源密集型行业的CO2排放核算方法[6]。基于技术和管理层面的碳减排方法分析，探讨行业典型低碳技术的集成模式[7]。
二、课程教学模式探索
（一）寓学于乐，活跃课堂气氛
碳减排与低碳管理课程主要由技术篇和管理篇构成，课程内容相对枯燥。此外，由于课程开设时间为第四学年上学期，部分学生忙于考研，很难调动学生的积极性。有鉴于此，笔者尝试采用多种教学方法，实现寓学于乐，活跃课堂气氛。阐述温室效应的基本原理和影响时，引入“碳素战争”小游戏和动漫视频，让学生以第一视角体验碳排放对地球环境的影响，加深其对温室效应危害的认识。阐述温室效应利弊和CO2利用技术时，通过分组辩论的形式，强化学生对课程内容的理解。解析碳排放权和碳交易机制时，让学生分组参加模拟碳交易大赛，通过实战演练帮助学生理解课程内容。
（二）强化实践，巩固课程内容
碳减排与低碳管理的课程除理论授课外，还配备一定的实践课时，通过强化实践巩固理论内容。在完成CO2捕集技术和低碳技术的集成模式等内容授课后，安排学生进入电厂观摩学习。在完成行业CO2排放核算方法等内容授课后，安排电厂温室气体排放计量与控制、钢厂温室气体排放计量与控制、水泥厂温室气体排放计量与控制和废弃物处理过程温室气体排放计量与控制等实验。选定行业内典型的能源密集型企业，给定企业的基本信息，学生分组核算企业生产活动的CO2排放，通过研讨与分析，巩固碳排放核算方法。
（三）教研结合，力求与时俱进
碳减排与低碳管理课程内容主要涵盖碳捕集技术和低碳管理，而关于这些技术的研究更新速度快。本课程将教学与科研结合，力求保持与时俱进。结合碳捕集技术的最新研究进展和碳计量与交易管理发展的需要不断更新课程内容，保证课程的科学性、前沿性与先进性。笔者从事CO2捕集与利用方面的科研工作已7年，可结合自身的科研经验与体会，吸纳并整理碳捕集与利用最新的研究进展，并采用多元化的教学方法将前沿性进展展示给学生，拓宽学生的视野，让其更清楚地认识学科的发展方向与需求。
（四）过程考核，科学合理评价
固态负氢离子碳减排与低碳管理的课程内容丰富，授课形式多元化，要求学生的参与度较高。传统的考试考查等考
核方式难以反映学生学习和教师教学的真实效果。本课程采用过程性考核方式，力求科学合理地评价教学效果。理论授课环节，设置能够反映教学重点的习题，借助雨课堂的教学平台，巩固课程内容并检验学生的学习效果。通过设置研讨性专题，引导学生独立思考与积极探讨。实践授课环节，主要考查学生在实验过程中的表现。总而言之，采用灵活的过程性考核方式，对学生的知识学习能力和综合应用能力进行科学的监督和评价。试验平台
【参考文献】
［1］徐企昭.中国碳交易市场的发展及构建统一碳交易市场的若干建议——基于欧盟的国际经验[J].商场现代化，2014（32）：286-287.
锁时之盒［2］于同申，张欣潮，马玉荣.中国构建碳交易市场的必要性及发展战略[J].社会科学辑刊，2018（02）：90-94.
［3］骆仲泱.二氧化碳捕集、封存和利用技术[M].北京：中国电力出版社，2012.
［4］王献红.二氧化碳捕集和利用[M].北京：化学工业出版社，2016.
［5］廖振良.碳排放交易理论与实践[M].上海：同济大学出版社，2016.
［6］刘睿，翟相彬.中国燃煤电厂碳排放量计算及分析[J].生态环境学报，2014（07）：1164-1169.
［7］温宗国.行业减排路径与低碳发展[M].北京：中国环境出版社，2018.
