碳達峰碳中和背景下能源與水電類專業基礎課程思政研究與改革實踐

肖 恒

（西華大學能源與動力工程學院，四川 成都 610039）

0 引言

2020年9月，習近平主席提出“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”的發展目標。可以這樣說，碳達峰碳中和的提出對能源工作者既是一個挑戰，又是一個機遇[1]。

在教育減負大背景下，各高校能動與水電專業包括熱工學、水力學在內的專業基礎課程都出現了學時不足的情況。更為重要的是，專業基礎課程理論性強，與工程實際有一定的距離，在越來越講求效率的社會現實下，廣大學生對專業基礎課程的學習缺乏熱情。加之上述提及的課程學時不足與難度較大，近兩年本科能源與動力工程專業、水利水電工程專業基礎課程的考核成績都不理想。

但是，隨著近年國際國內能源形勢的重大變化，尤其是碳達峰碳中和背景下，由于熱能的利用對實現上述目標起著決定性的作用，而風力發電技術的大規模應用與水電站的進一步建設，這都對能源工作者和水電工程建設者掌握好包括熱工與流體力學、水力學在內的專業基礎知識提出了更高和更迫切的要求。

西華大學能源與動力工程學院教學改革旨在將碳達峰碳中和背景融入本科能源與動力工程專業、水利水電工程專業基礎課程的教學中，將碳達峰碳中和元素與課程思政結合起來[2]，將專業知識的傳授融入行業大背景的介紹之中。通過擴展學生的專業知識面，讓他們多了解當前國際國內在碳達峰碳中和背景下的能源發展現狀、存在的問題和面臨的挑戰，激發學生學習興趣并培養其家國情懷與對專業的熱愛，以從根本上改變他們對專業基礎課程的看法從而促進熱工課程的學習。

1 教學改革的研究思路和實施方法

1.1 課程性質與碳中和碳達峰背景相融合——以熱工課程為例

《工程熱力學和傳熱學基礎》課程以能量的轉換和傳遞這條主線將工程熱力學和傳熱學兩大基本課程有機結合，將物理學中熱學和力學部分在工程領域進行延伸、擴展、并深化。通過課程的學習，要求學生掌握工程熱力學和傳熱學的基本概念、基礎理論和基礎知識，掌握理想氣體等常見工質及傳熱介質的特性，掌握熱力學第一、第二定律，掌握穩態與非穩態導熱、對流傳熱和輻射換熱，并能用這些專業知識識別能源動力領域傳熱的復雜工程問題。我們國家在碳達峰碳中和背景下，倡導節能環保，以實現節約現有能源消耗量，提倡環保型新能源開發，造福社會。通過本課程的學習可以針對主要問題提出節能和提高效率的措施，減少不必要的能源浪費，走可持續發展道路。

1.2 教學設計理念與碳中和碳達峰背景相融合

教學設計總理念以習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的重要講話為指導思想，堅持把立德樹人作為課程教學的中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人。節能減排工作開展效果對完成我國能源消耗目標、工業可持續發展，特別是對實現2030年碳達峰、2060年碳中和起著舉足輕重的作用。在課程內容中，與能源和效率相關的章節比重高，在課堂內容設計中有機結合節能減排理念宣傳應當成為本課程教學理念創新設計特色之一。建設世界科技強國，需要我們瞄準世界科技前沿，激發創新活力，大力培養科技人才。課程內容中有多個章節與航天航空領域息息相關。通過在課程設計中結合火箭、飛機等大國重器設計與制造技術關鍵問題，我國國防事業的發展及國家的和平穩定發展，讓學生明白科技強國的重要性。這是本課程的另一特色。

1.3 碳中和碳達峰背景下課程思政內容設計方案——以熱工課程為例

緊扣碳中和碳達峰背景下節能減排和科技強國的指導思想，在每章課程內容引入環節，適當結合社會熱點新聞和國家重要會議和指導文件，解讀與能源問題相關的國際國內社會熱點現象和國家指導精神，以實際應用和社會發展突出課堂內容的重要性，以科學與社會的關聯、自身與祖國的發展緊密相關為切入點，積極引導學生關注社會發展、從自身做起。通過課程學習，增強學生節能減排的意識和自覺性，推進國家節能減排工作的展開；培養和增強學生的愛國情懷和民族使命感，為學生的奮斗和追求向上注入更多、更強的源動力。充分利用課堂教學，滿足學生知識儲備、文化滋潤、國家情懷等成長和發展需求。

本課程將以上海交通大學出版社出版的《工程熱力學》（第五版）和高等教育出版社出版的《傳熱學》（第五版）為例，進行與碳中和碳達峰背景下課程思政相融合的創新性教學設計。在這兩本教材中，工程熱力學圍繞過程中能量數量守恒、能量品質下降的主線展開[3]：第1、2、5章引進基本概念，介紹熱力學第一和第二定律；第3章描述理想氣體性質；第4章討論基本熱力過程；第7章分析管內流動熱力過程。傳熱學部分圍繞傳熱工程中能量數量守恒，針對導熱、對流換熱和輻射換熱設計的機理及其工程應用展開[4]：第一章介紹三種基本傳熱方式。第二、三章討論導熱基本問題。第五、六、七章討論對流傳熱基本問題。第八章介紹熱輻射基本問題。

基于教材中的主要內容及課程教學實踐積累過程中學生對于各類案例的興趣、接納程度，碳中和碳達峰背景下的內容基于當前熱點引入，課程具體安排引入如表1所示，并落實于教學內容基本概念或應用，最終達到課程教學和思政教育的有機結合。

表1 章節課時與碳中和碳達峰背景下熱工課程思政融合內容安排

課堂環節中充分利用APP互動軟件、微課等靈活教學方式，以社會新聞解讀、國家航天解密、指導精神進課堂等主題，創建線上課程和微課，增加學生對課程的參與度，豐富課堂教學環節和授課方式，增加課堂上師生的交互，調動學生參與課堂的積極性。以靈活、輕松、互動的方式，實現思政與知識的有機結合，推進課堂思政的展開，提升課程內容的授課水平，達到潤物細無聲的理想效果。

2 結語

本教學改革針對能源與水電專業基礎課程課時壓縮，學時不足，課程難度較大，學生興趣不高，學習效果不好的問題進行教學改革研究，通過碳達峰碳中和背景下課程思政研究與改革實踐，以期從根本上改變他們對專業基礎課程的看法從而促進課程的學習。