碳达峰碳中和背景下能源与水电类专业基础课程思政研究与改革实践

2022-11-21肖恒

科教导刊·电子版 2022年28期

肖恒

（西华大学能源与动力工程学院，四川成都 610039）

0 引言

2020年9月，习近平主席提出“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的发展目标。可以这样说，碳达峰碳中和的提出对能源工作者既是一个挑战，又是一个机遇[1]。

在教育减负大背景下，各高校能动与水电专业包括热工学、水力学在内的专业基础课程都出现了学时不足的情况。更为重要的是，专业基础课程理论性强，与工程实际有一定的距离，在越来越讲求效率的社会现实下，广大学生对专业基础课程的学习缺乏热情。加之上述提及的课程学时不足与难度较大，近两年本科能源与动力工程专业、水利水电工程专业基础课程的考核成绩都不理想。

但是，随着近年国际国内能源形势的重大变化，尤其是碳达峰碳中和背景下，由于热能的利用对实现上述目标起着决定性的作用，而风力发电技术的大规模应用与水电站的进一步建设，这都对能源工作者和水电工程建设者掌握好包括热工与流体力学、水力学在内的专业基础知识提出了更高和更迫切的要求。

西华大学能源与动力工程学院教学改革旨在将碳达峰碳中和背景融入本科能源与动力工程专业、水利水电工程专业基础课程的教学中，将碳达峰碳中和元素与课程思政结合起来[2]，将专业知识的传授融入行业大背景的介绍之中。通过扩展学生的专业知识面，让他们多了解当前国际国内在碳达峰碳中和背景下的能源发展现状、存在的问题和面临的挑战，激发学生学习兴趣并培养其家国情怀与对专业的热爱，以从根本上改变他们对专业基础课程的看法从而促进热工课程的学习。

1 教学改革的研究思路和实施方法

1.1 课程性质与碳中和碳达峰背景相融合——以热工课程为例

《工程热力学和传热学基础》课程以能量的转换和传递这条主线将工程热力学和传热学两大基本课程有机结合，将物理学中热学和力学部分在工程领域进行延伸、扩展、并深化。通过课程的学习，要求学生掌握工程热力学和传热学的基本概念、基础理论和基础知识，掌握理想气体等常见工质及传热介质的特性，掌握热力学第一、第二定律，掌握稳态与非稳态导热、对流传热和辐射换热，并能用这些专业知识识别能源动力领域传热的复杂工程问题。我们国家在碳达峰碳中和背景下，倡导节能环保，以实现节约现有能源消耗量，提倡环保型新能源开发，造福社会。通过本课程的学习可以针对主要问题提出节能和提高效率的措施，减少不必要的能源浪费，走可持续发展道路。

1.2 教学设计理念与碳中和碳达峰背景相融合

教学设计总理念以习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的重要讲话为指导思想，坚持把立德树人作为课程教学的中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。节能减排工作开展效果对完成我国能源消耗目标、工业可持续发展，特别是对实现2030年碳达峰、2060年碳中和起着举足轻重的作用。在课程内容中，与能源和效率相关的章节比重高，在课堂内容设计中有机结合节能减排理念宣传应当成为本课程教学理念创新设计特色之一。建设世界科技强国，需要我们瞄准世界科技前沿，激发创新活力，大力培养科技人才。课程内容中有多个章节与航天航空领域息息相关。通过在课程设计中结合火箭、飞机等大国重器设计与制造技术关键问题，我国国防事业的发展及国家的和平稳定发展，让学生明白科技强国的重要性。这是本课程的另一特色。

1.3 碳中和碳达峰背景下课程思政内容设计方案——以热工课程为例

紧扣碳中和碳达峰背景下节能减排和科技强国的指导思想，在每章课程内容引入环节，适当结合社会热点新闻和国家重要会议和指导文件，解读与能源问题相关的国际国内社会热点现象和国家指导精神，以实际应用和社会发展突出课堂内容的重要性，以科学与社会的关联、自身与祖国的发展紧密相关为切入点，积极引导学生关注社会发展、从自身做起。通过课程学习，增强学生节能减排的意识和自觉性，推进国家节能减排工作的展开；培养和增强学生的爱国情怀和民族使命感，为学生的奋斗和追求向上注入更多、更强的源动力。充分利用课堂教学，满足学生知识储备、文化滋润、国家情怀等成长和发展需求。

本课程将以上海交通大学出版社出版的《工程热力学》（第五版）和高等教育出版社出版的《传热学》（第五版）为例，进行与碳中和碳达峰背景下课程思政相融合的创新性教学设计。在这两本教材中，工程热力学围绕过程中能量数量守恒、能量品质下降的主线展开[3]：第1、2、5章引进基本概念，介绍热力学第一和第二定律；第3章描述理想气体性质；第4章讨论基本热力过程；第7章分析管内流动热力过程。传热学部分围绕传热工程中能量数量守恒，针对导热、对流换热和辐射换热设计的机理及其工程应用展开[4]：第一章介绍三种基本传热方式。第二、三章讨论导热基本问题。第五、六、七章讨论对流传热基本问题。第八章介绍热辐射基本问题。

基于教材中的主要内容及课程教学实践积累过程中学生对于各类案例的兴趣、接纳程度，碳中和碳达峰背景下的内容基于当前热点引入，课程具体安排引入如表1所示，并落实于教学内容基本概念或应用，最终达到课程教学和思政教育的有机结合。

表1 章节课时与碳中和碳达峰背景下热工课程思政融合内容安排

课堂环节中充分利用APP互动软件、微课等灵活教学方式，以社会新闻解读、国家航天解密、指导精神进课堂等主题，创建线上课程和微课，增加学生对课程的参与度，丰富课堂教学环节和授课方式，增加课堂上师生的交互，调动学生参与课堂的积极性。以灵活、轻松、互动的方式，实现思政与知识的有机结合，推进课堂思政的展开，提升课程内容的授课水平，达到润物细无声的理想效果。