南京科技职业学院碳捕集与利用实训室——虚实结合，创新“双碳”技能人才培养方案

发表时间：2024-03-01 10:28


2022年11月，东方仿真与南京科技职业学院（以下简称“南京科技”）共同建成双碳大背景下国内首个碳捕集与利用实训室，为探索双碳领域技能人才培养的新模式探索了新路。


建设背景与目标



温室效应带来的气候变化在全球范围内造成了规模空前的影响，实现“碳达峰、碳中和”目标意义重大、迫在眉睫。“双碳”承诺明确了我国积极应对气候变化的战略定位及方向，也对人才培养方案提出了新要求。

“双碳”人才需要有开阔的视野、扎实的科学素养、创新意识和更多跨界的能力，也需要有人文素养的提升。

碳捕集与利用实训室建设和应用的目标是：发挥双碳主题的教学与科普宣教功能，创新“降碳载体、多主体融合、虚实结合、科研提升”的人才培养模式、重构“四融合、三延伸、双驱动”实践教学课程体系，聚焦人与自然和谐发展，学习减污降碳协同增效的前沿技术。


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△   基于碳捕集与利用实训室的课程体系构建思路



主要建设内容1：湿地碳汇系统


湿地是全球大碳库之一，特别是蓝碳生态系统碳汇潜力巨大。该仿真培训系统以湿地沙盘为现实载体，借助混合现实（MR）技术，构建虚实结合的实践教学场景，解决了“看不到、难再现、成本高、存危险”等湿地实习难题，使体验者身临其境感受湿地之韵，深入了解湿地基本结构；并可动手配置水生植物完成人工湿地的启动；

还可以学习了解不同季节湿地的水环境数据、掌握湿地维护的基本技能。学习者不仅掌握了增强湿地生态功能和碳汇功能的新技术、新理念，还通过植物色彩搭配、生物多样性构建，拥有了一双发现美的眼睛，看到所有向往的美。

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△   湿地碳汇混合现实教学服务系统（沙盘+MR）




主要建设内容2：烟气碳捕集仿真工厂


2060年前需要通过碳捕集利用与封存（CCUS）技术实现的碳减排量巨大，生态环境部建议有序开展大规模CCUS示范与产业化集群建设。因此，针对CCUS工艺的安装调试、日常运维等方面的技术技能人才的需求激增。


该碳捕集半实物仿真工厂可以使学生熟悉碳捕集典型工艺流程，学习主要工艺设备的结构和工作原理；

学生通过内外操联合操作完成开停车任务，掌握内外操的典型操作技能及协作方式；学生还可掌握常见异常工况处置方法，强化分析和解决实际问题的能力。操作后进行复盘总结、讨论分享，通过学思践悟的过程切实提升技能水平和综合职业素养。

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△   烟气碳捕集半实物仿真工厂



碳捕集与利用实训室的应用初实践


在项目建设之初，南京科技和东方仿真就筹划项目建成后的应用思路，以充分发挥实训室的效用和价值，避免出现“重建设、轻应用”的问题。


在项目建设过程中，东方仿真即着手开发基于实训资源的教学课件以助力教学应用的落地，并在项目刚刚建成后就开展了体验课的活动，体现了"以学员为中心，以体验为引领，以任务为导向"的实践教学理念。参与体验课的师生对这种新型的教学资源和教学方式很感兴趣、收获很多。


项目建成后，南京科技积极组织教师进行备课，开展别开生面的教学方法探索，打造线上+线下的混合教学模式，课程深受学生欢迎。


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△   利用新建的实训室开展体验课教学活动


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△   基于新建的实训资源开发的教学课件（示例）


此外，为了更加凸显碳捕集与利用实训室建设的价值，使学校从项目建设和应用中收获更多成果，南京科技联合东方仿真申报了多项专利和软件著作权。


2023年，依托碳捕集与利用实训室及其他优质资源，学院成功申报了绿色低碳技术虚拟仿真实训基地江苏省培育项目，为相关专业的持续发展赢得了重要契机。


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△   南京市中小学生科普参观



总结与展望


碳捕集与利用实训室聚焦双碳主题，融合虚拟现实技术、混合现实技术、半实物仿真技术等先进技术手段，构建生动的教学场景，探索智慧学习的新教学模式。


未来还将持续开发双碳领域新型教学资源和课程，满足双碳科普宣教、多专业多课程教学以及社会培训的需求，为服务经济社会发展全面绿色转型贡献力量！



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