双碳战略理念融入工科教学探讨

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摘要：以“新型高分子材料与生活”课程为例，通过对碳达峰碳中和战略目标的历史背景和科学内涵的解读，阐明了将碳达峰碳中和理念融入工科课程教学的必要性和意义，探索了碳达峰碳中和理念和“新型高分子材料与生活”课程的契合点和有效融入路径。该研究充实了碳达峰碳中和战略的教育教学知识体系，提升新时代大学生践行绿色低碳生活的观念和能力，为国家碳达峰碳中和战略目标的达成提供人才，同时也为材料学以及工科课程教学研究者提供借鉴。

关键词：碳达峰；碳中和；新型高分子材料与生活；教学改革

引言

2021年7月，教育部制定了《高等学校碳中和科技创新行动计划》［2］，要求高校将碳达峰碳中和理念融入相关领域的教学中。“新型高分子材料与生活”是一门重要的工科专业选修课程，其教学目的是使学生对目前市场份额比较大的一些高分子原料及其产品有一个系统的认识，熟悉高分子材料的应用领域，拓展大学生的专业知识领域，为学生今后从事高分子材料产品的生产、新品种的研发和应用提供理论依据和技术基础。鉴于此，本研究在广泛查阅相关资料以及自身的实际教学经验基础上，结合国内最新研究动态，对如何将碳达峰碳中和战略思想融入贵州理工学院“新型高分子材料与生活”课程教学工作进行了研究和总结。

1碳达峰碳中和战略的科学内涵人类文明的进步

伴随着大量能源消耗和碳排放。碳排放造成的温室效应对全球生态系统构成严重威胁。欧美等发达国家工业化程度高，起步更早，从统计数据来看，目前绝大部分温室气体是全球发达国家在过去两百年间排放的。为了将大气中的二氧化碳等温室气体的浓度控制在气候免受人为干扰的量，世界各国联合制定了《巴黎气候协定》。该协定把“全球平均气温升高需控制在2℃以内”作为目标。实现该目标，需要全球在2070年实现碳中和，否则全球生态系统将受到不可逆的严重影响。目前中国处于飞速发展期，而碳排放权就是发展权，在这个特殊时期实施碳达峰碳中和战略目标，主动承担控碳的国际义务，是中国作为超级大国在全球气候治理上表现出的大国气度。碳达峰碳中和战略的本质是使我国的能源消费结构趋于清洁化和低碳化［3］。通过自上而下调控能源消费规模、优化能源消费结构，来降低二氧化碳总排放量。一方面是推动传统化石能源的总消耗量逐步降低，另一方面是推进清洁能源部署，形成高碳和低碳能源相互补充和支持的绿色高效能源消费结构。2021年10月24日，中国发布了《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》［4］，对碳达峰碳中和战略目标作出系统布局。随后，国务院出台了《2030年前碳达峰行动方案》等文件。

2碳达峰碳中和战略理念融入工科课程教学的意义

教育部制定的《高等学校碳中和科技创新行动计划》鼓励各高校开设碳达峰碳中和相关课程，鼓励将碳达峰碳中和战略理念融入工科教学中，许多学校已经开始着手在相关专业执行此项教学改革［5－7］。由于我国碳达峰碳中和目标的时间紧任务重，实现该战略不仅要提前布局，而且要立刻行动，必须在当代大学生中广泛普及碳达峰碳中和理念，培养公民的绿色低碳行为习惯。大学生是渴望进步与提升的一个群体，容易理解和吸收新思想和新政策。将碳达峰碳中和理念融入工科教学，能培养当代大学生的思维模式和大局意识，让其成为碳达峰碳中和战略的生力军。同时，大学生也能起模范带头作用，带动周围群众，成为贯彻碳达峰碳中和战略的传播者。因此，碳达峰碳中和理念融入工科教学刻不容缓。工科课程与碳达峰碳中和战略目标相契合，关联紧密，是碳达峰碳中和理念融入大学课程的良好载体。例如，贵州理工学院的“新型高分子材料与生活”课程主要培养大学生解决高分子材料生产和工艺过程中遇到问题的能力，为新材料的研发提供方法和理论依据。通过本课程的学习，学生能掌握高分子材料的基本分类、加工方式、性质特点；了解其生产工艺和性能检测技术、了解常见高分子复合材料的配方，培养学生根据不同聚合物原料的需要以及应用环境需要，选择和设计适合的助剂。课程中涉及很多与碳达峰碳中和相关的理论知识和案例，便于授课教师自然流畅地融入。

3探索碳达峰碳中和理念融入工科课程的有效途径

要探索碳达峰碳中和概念融入工科教学的有效途径，建立适应碳达峰碳中和需要的人才培养方案和教学大纲。结合中国的国情，找到碳达峰碳中和理念与“新型高分子材料与生活”课程的契合点，抓住实现碳达峰碳中和目标的瓶颈问题，合理有序地推广碳达峰碳中和理念；也需要顺应国际潮流和全球化局势，紧扣学科前沿方向。

3．1教学改革目标

“新型高分子材料与生活”课程为36学时，在“新型高分子材料与生活”课程的教学过程中，首先，将碳达峰碳中和的科学内涵和中国最新制订的指导方针融入课程教学大纲。然后，在教学的每一章中精心准备与碳达峰碳中和相关的知识点，形成连贯和循序渐进的知识体系，并整合到课堂教学中。最后，将教学效果好的经典素材提炼出来，形成一套行之有效的教学案例和方法，在其他工科课程中深入共享和推广。

3．2教学改革内容

根据“新型高分子材料与生活”这一工科课程的教学实际，制定与课程相适应的融入碳达峰碳中和知识的新教学大纲、新教案、新课件和新案例，并尝试将“雨课堂”APP与课堂教学相结合的新教学方法。在雨课堂的每次作业中穿插布置与碳达峰碳中和相关的问题，督促学生自行搜索国家政策和相关学术文献，并在课堂授课过程中适量加入翻转课堂，与全班同学分享和讨论，使其将“新型高分子材料与生活”课程中关于节能减排的知识点进行拓展，回归到提升解决日常生活中的绿色低碳问题的能力。最后，授课教师进行专题总结，为学生探索的节能减排方法提供新角度和新思路，增加学生的认同感和关于碳达峰碳中和的专业知识。注重碳达峰碳中和战略相关的教学案例的植入和融合。例如，在第一节课，课程第一章《高分子材料概述》的讲授过程中，引入碳达峰碳中和“1＋N”政策体系，引导学生思考问题“我国在工业高速发展期，实现碳达峰碳中和有什么利弊，实现碳达峰碳中和的意义是什么？”，给学生讲授碳达峰碳中和的科学内涵，提高学生对国家战略的理解，培养其大局观；在本课程第三章《高分子复合材料》中，从高分子复合材料的原料、加工性、成本，以及所得复合材料的功能性着手，探讨无毒、低污染、原料利用率高的复合材料研发过程和注意事项，给学生灌输绿色低碳理念；在本课程第五章《生物高分子材料》中，从如何调控聚合物的生物相容性、生物可降解性，以及废弃高分子材料的回收再利用为切入点，讲述生物高分子材料的分类，以及在合成过程中的控碳方法，培养学生的环保意识和践行碳达峰碳中和的能力。在本课程第八章《高分子材料加工方法》中，将高分子材料的各种常用加工方法的碳排放量进行比较和排序，引导学生在研发过程中将节能减排融入思维方式，注重践行绿色低碳生产。

4结语

实现碳达峰碳中和目标，需要对现有的能源消费结构和能源消费规模进行总体谋划和重新部署，是未来数十年内社会经济发展的主基调之一。本研究提出在“新型高分子材料与生活”课堂上对大学生进行碳达峰碳中和目标的指引，使其对我国绿色发展之路的认识提升到新的高度，让他们成为我国实现碳达峰碳中和战略目标的坚定实施者。在授课过程中，不断探索碳达峰碳中和理念与“新型高分子材料与生活”课程的融合点。既给学生传授了课程知识，又引导其将碳中和理念融入日常生活，强化绿色环保意识，提升大学生践行低碳生活的能力。

参考文献：

［1］教育部．教育部关于印发《高等学校碳中和科技创新行动计划》的通知［EB／OL］．（2021－07－12）［2022－07－20］．

［2］叶帅，孙乖绪，何丽蓉，等．双碳模式下煤化工发展方向的研究［J］．广东化工，2022，49（10）：112－113．

［3］中共中央国务院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［N］．人民日报，2021－10－25（01）．

［4］宋先雨，梁克中，武卫荣，等．“碳中和”背景下化工类专业建设与改革［J］．广东化工，2021，48（22）：202－209．

［5］盛文兵，辛璐，王炜，等．提高中医药院校药学专业有机化学课程教学质量的探索与实践［J］．广东化工，2021，48（11）：177－197．

［6］吴晓勇，汪金鹏，高彩艳，等．碳中和背景下“环境材料概论”课程的教学改革与实践［J］．湖北理工学院学报，2022，38（2）：65－68．

作者：刘珊 王润玺 石忠武 周燕 谢玲俐 单位：贵州理工学院材料与能源工程学院