雙碳戰(zhàn)略理念融入工科教學探討

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摘要：以“新型高分子材料與生活”課程為例，通過對碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標的歷史背景和科學內(nèi)涵的解讀，闡明了將碳達峰碳中和理念融入工科課程教學的必要性和意義，探索了碳達峰碳中和理念和“新型高分子材料與生活”課程的契合點和有效融入路徑。該研究充實了碳達峰碳中和戰(zhàn)略的教育教學知識體系，提升新時代大學生踐行綠色低碳生活的觀念和能力，為國家碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標的達成提供人才，同時也為材料學以及工科課程教學研究者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：碳達峰；碳中和；新型高分子材料與生活；教學改革

引言

2021年7月，教育部制定了《高等學校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》［2］，要求高校將碳達峰碳中和理念融入相關(guān)領(lǐng)域的教學中?！靶滦透叻肿硬牧吓c生活”是一門重要的工科專業(yè)選修課程，其教學目的是使學生對目前市場份額比較大的一些高分子原料及其產(chǎn)品有一個系統(tǒng)的認識，熟悉高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域，拓展大學生的專業(yè)知識領(lǐng)域，為學生今后從事高分子材料產(chǎn)品的生產(chǎn)、新品種的研發(fā)和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。鑒于此，本研究在廣泛查閱相關(guān)資料以及自身的實際教學經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)最新研究動態(tài)，對如何將碳達峰碳中和戰(zhàn)略思想融入貴州理工學院“新型高分子材料與生活”課程教學工作進行了研究和總結(jié)。

1碳達峰碳中和戰(zhàn)略的科學內(nèi)涵人類文明的進步

伴隨著大量能源消耗和碳排放。碳排放造成的溫室效應(yīng)對全球生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅。歐美等發(fā)達國家工業(yè)化程度高，起步更早，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，目前絕大部分溫室氣體是全球發(fā)達國家在過去兩百年間排放的。為了將大氣中的二氧化碳等溫室氣體的濃度控制在氣候免受人為干擾的量，世界各國聯(lián)合制定了《巴黎氣候協(xié)定》。該協(xié)定把“全球平均氣溫升高需控制在2℃以內(nèi)”作為目標。實現(xiàn)該目標，需要全球在2070年實現(xiàn)碳中和，否則全球生態(tài)系統(tǒng)將受到不可逆的嚴重影響。目前中國處于飛速發(fā)展期，而碳排放權(quán)就是發(fā)展權(quán)，在這個特殊時期實施碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標，主動承擔控碳的國際義務(wù)，是中國作為超級大國在全球氣候治理上表現(xiàn)出的大國氣度。碳達峰碳中和戰(zhàn)略的本質(zhì)是使我國的能源消費結(jié)構(gòu)趨于清潔化和低碳化［3］。通過自上而下調(diào)控能源消費規(guī)模、優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，來降低二氧化碳總排放量。一方面是推動傳統(tǒng)化石能源的總消耗量逐步降低，另一方面是推進清潔能源部署，形成高碳和低碳能源相互補充和支持的綠色高效能源消費結(jié)構(gòu)。2021年10月24日，中國發(fā)布了《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》［4］，對碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標作出系統(tǒng)布局。隨后，國務(wù)院出臺了《2030年前碳達峰行動方案》等文件。

2碳達峰碳中和戰(zhàn)略理念融入工科課程教學的意義

教育部制定的《高等學校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》鼓勵各高校開設(shè)碳達峰碳中和相關(guān)課程，鼓勵將碳達峰碳中和戰(zhàn)略理念融入工科教學中，許多學校已經(jīng)開始著手在相關(guān)專業(yè)執(zhí)行此項教學改革［5－7］。由于我國碳達峰碳中和目標的時間緊任務(wù)重，實現(xiàn)該戰(zhàn)略不僅要提前布局，而且要立刻行動，必須在當代大學生中廣泛普及碳達峰碳中和理念，培養(yǎng)公民的綠色低碳行為習慣。大學生是渴望進步與提升的一個群體，容易理解和吸收新思想和新政策。將碳達峰碳中和理念融入工科教學，能培養(yǎng)當代大學生的思維模式和大局意識，讓其成為碳達峰碳中和戰(zhàn)略的生力軍。同時，大學生也能起模范帶頭作用，帶動周圍群眾，成為貫徹碳達峰碳中和戰(zhàn)略的傳播者。因此，碳達峰碳中和理念融入工科教學刻不容緩。工科課程與碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標相契合，關(guān)聯(lián)緊密，是碳達峰碳中和理念融入大學課程的良好載體。例如，貴州理工學院的“新型高分子材料與生活”課程主要培養(yǎng)大學生解決高分子材料生產(chǎn)和工藝過程中遇到問題的能力，為新材料的研發(fā)提供方法和理論依據(jù)。通過本課程的學習，學生能掌握高分子材料的基本分類、加工方式、性質(zhì)特點；了解其生產(chǎn)工藝和性能檢測技術(shù)、了解常見高分子復合材料的配方，培養(yǎng)學生根據(jù)不同聚合物原料的需要以及應(yīng)用環(huán)境需要，選擇和設(shè)計適合的助劑。課程中涉及很多與碳達峰碳中和相關(guān)的理論知識和案例，便于授課教師自然流暢地融入。

3探索碳達峰碳中和理念融入工科課程的有效途徑

要探索碳達峰碳中和概念融入工科教學的有效途徑，建立適應(yīng)碳達峰碳中和需要的人才培養(yǎng)方案和教學大綱。結(jié)合中國的國情，找到碳達峰碳中和理念與“新型高分子材料與生活”課程的契合點，抓住實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的瓶頸問題，合理有序地推廣碳達峰碳中和理念；也需要順應(yīng)國際潮流和全球化局勢，緊扣學科前沿方向。

3．1教學改革目標

“新型高分子材料與生活”課程為36學時，在“新型高分子材料與生活”課程的教學過程中，首先，將碳達峰碳中和的科學內(nèi)涵和中國最新制訂的指導方針融入課程教學大綱。然后，在教學的每一章中精心準備與碳達峰碳中和相關(guān)的知識點，形成連貫和循序漸進的知識體系，并整合到課堂教學中。最后，將教學效果好的經(jīng)典素材提煉出來，形成一套行之有效的教學案例和方法，在其他工科課程中深入共享和推廣。

3．2教學改革內(nèi)容

根據(jù)“新型高分子材料與生活”這一工科課程的教學實際，制定與課程相適應(yīng)的融入碳達峰碳中和知識的新教學大綱、新教案、新課件和新案例，并嘗試將“雨課堂”APP與課堂教學相結(jié)合的新教學方法。在雨課堂的每次作業(yè)中穿插布置與碳達峰碳中和相關(guān)的問題，督促學生自行搜索國家政策和相關(guān)學術(shù)文獻，并在課堂授課過程中適量加入翻轉(zhuǎn)課堂，與全班同學分享和討論，使其將“新型高分子材料與生活”課程中關(guān)于節(jié)能減排的知識點進行拓展，回歸到提升解決日常生活中的綠色低碳問題的能力。最后，授課教師進行專題總結(jié)，為學生探索的節(jié)能減排方法提供新角度和新思路，增加學生的認同感和關(guān)于碳達峰碳中和的專業(yè)知識。注重碳達峰碳中和戰(zhàn)略相關(guān)的教學案例的植入和融合。例如，在第一節(jié)課，課程第一章《高分子材料概述》的講授過程中，引入碳達峰碳中和“1＋N”政策體系，引導學生思考問題“我國在工業(yè)高速發(fā)展期，實現(xiàn)碳達峰碳中和有什么利弊，實現(xiàn)碳達峰碳中和的意義是什么？”，給學生講授碳達峰碳中和的科學內(nèi)涵，提高學生對國家戰(zhàn)略的理解，培養(yǎng)其大局觀；在本課程第三章《高分子復合材料》中，從高分子復合材料的原料、加工性、成本，以及所得復合材料的功能性著手，探討無毒、低污染、原料利用率高的復合材料研發(fā)過程和注意事項，給學生灌輸綠色低碳理念；在本課程第五章《生物高分子材料》中，從如何調(diào)控聚合物的生物相容性、生物可降解性，以及廢棄高分子材料的回收再利用為切入點，講述生物高分子材料的分類，以及在合成過程中的控碳方法，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和踐行碳達峰碳中和的能力。在本課程第八章《高分子材料加工方法》中，將高分子材料的各種常用加工方法的碳排放量進行比較和排序，引導學生在研發(fā)過程中將節(jié)能減排融入思維方式，注重踐行綠色低碳生產(chǎn)。

4結(jié)語

實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，需要對現(xiàn)有的能源消費結(jié)構(gòu)和能源消費規(guī)模進行總體謀劃和重新部署，是未來數(shù)十年內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展的主基調(diào)之一。本研究提出在“新型高分子材料與生活”課堂上對大學生進行碳達峰碳中和目標的指引，使其對我國綠色發(fā)展之路的認識提升到新的高度，讓他們成為我國實現(xiàn)碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標的堅定實施者。在授課過程中，不斷探索碳達峰碳中和理念與“新型高分子材料與生活”課程的融合點。既給學生傳授了課程知識，又引導其將碳中和理念融入日常生活，強化綠色環(huán)保意識，提升大學生踐行低碳生活的能力。

參考文獻：

［1］教育部．教育部關(guān)于印發(fā)《高等學校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》的通知［EB／OL］．（2021－07－12）［2022－07－20］．

［2］葉帥，孫乖緒，何麗蓉，等．雙碳模式下煤化工發(fā)展方向的研究［J］．廣東化工，2022，49（10）：112－113．

［3］中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見［N］．人民日報，2021－10－25（01）．

［4］宋先雨，梁克中，武衛(wèi)榮，等．“碳中和”背景下化工類專業(yè)建設(shè)與改革［J］．廣東化工，2021，48（22）：202－209．

［5］盛文兵，辛璐，王煒，等．提高中醫(yī)藥院校藥學專業(yè)有機化學課程教學質(zhì)量的探索與實踐［J］．廣東化工，2021，48（11）：177－197．

［6］吳曉勇，汪金鵬，高彩艷，等．碳中和背景下“環(huán)境材料概論”課程的教學改革與實踐［J］．湖北理工學院學報，2022，38（2）：65－68．

作者：劉珊 王潤璽 石忠武 周燕 謝玲俐 單位：貴州理工學院材料與能源工程學院