面向“碳达峰 碳中和”战略的新材料人才培养模式研究与实践

魏剑 张昊 张军战 雷西萍

[摘要]新材料产业作为推动我国“碳达峰 碳中和”战略发展的关键环节，在加速相关产业变革、保障国家新时代生态文明建设方面，具有重大战略支撑和引领作用。立足我国“双碳”战略发展的历史机遇，新材料创新人才培养需求迫切，必须围绕“双碳”战略发展前沿和人才培养需求，以国家新发展理念为视角，探索面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制。本文聚焦国家“碳达峰 碳中和”战略新材料领域，围绕产业变革发展前沿，结合我国新材料发展需求，提出了以高层次新材料创新人才培养为目标，以国家新发展理念为视角，采取学科协同、科教协同、产业协同、国际协同的“四协同”改革思路，探索了面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制。

[关键词]“碳达峰 碳中和”战略，人才培养模式

［中图分类号］G642.0 ［文献标识码］A

一、研究背景

2020 年10 月29 日，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》提出：加快推动绿色低碳发展，降低碳排放强度，支持有条件的地方率先达到碳排放峰值，制定2030 年前碳排放达峰行动方案。实现“碳达峰、碳中和”（以下简称“双碳”战略）是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，将成为未来四十年乃至更长时间内，我国经济社会发展的新引擎，是和我国“第二个百年”奋斗目标同步的经济社会低碳转型、深刻进步的里程碑。在这个历史机遇面前，新材料产业在实现国家“双碳”战略，促进产业变革、保障国家安全和永续发展方面，具有重大的战略支撑作用[1]。原有根据行业特点为主的材料类人才培养模式，已不能满足国家“双碳”战略，对以前瞻性、创新性、交叉性和前沿性为特征的新时代材料创新人才培养需要。我国“双碳”战略关键核心技术领域对新材料创新人才的需求与当前人才培养乏力之间的矛盾不断加深，必须从“双碳”战略的新视角，重新审视现有材料类人才培养模式，探索新材料创新人才培养的新途径。

二、新材料人才培養模式现状

（一）“双碳”战略对新材料创新人才的迫切需求，与人才培养乏力之间的矛盾

国家“双碳”战略的实现，新材料是重要的科技支撑领域，关键在于培养具有“双碳”思维和知识结构的新材料创新人才。材料科学与工程、纳米材料与技术等专业领域，是“双碳”战略相关新材料技术的重要人才培养途径。然而，面向“双碳”战略的新材料人才培养模式尚未建立，缺乏培养具有生态文明视野、多学科交叉知识结构和扎实新材料类知识的创新人才的方法，难以培养出符合“双碳”战略需求的新材料创新人才。

（二）面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制不成熟

国家“双碳”战略对材料产业提出了全新的挑战，对新材料创新人才的培养提出了新要求。新材料又属于物理、化学、材料、冶金、能源、环境、信息、机械等多学科的交叉领域，具有显著的前瞻性、创新性、交叉性和前沿性特征，使传统材料类人才培养模式难以满足新时代新材料人才的培养需求，无法适应“双碳”战略发展涉及的经济社会变革和科技进步的需要，新材料创新人才的培养机制不成熟。

（三）“双碳”战略产业变革的人才需求与校企协同育人模式不完善之间的矛盾

“双碳”战略的实施会促进众多产业变革，并且在“碳概念”、“碳管理”、“碳核查”等领域均有巨大的人才缺口。培养面向“双碳”战略的新材料创新人才，需要建立产学融合、校企协同的育人模式。国内高校尤其是省属高校缺乏区域资源优势，在产学研合作及校企协同育人模式方面缺乏学科专业与产业的充分对接，在提升学生的工程实践能力和创新创业能力方面不够完善，“双碳”战略相关新材料领域的工程教育仍相对滞后，难以满足产业变革对新材料人才培养的需求[2]。

（四）“双碳”领域科研成果向教学资源的转化率低，创新人才培养乏力

“双碳”领域的相关科技进展迅速，国内高校现有的人才培养模式仍以课堂教学为主，教学科研分轨发展，科研成果向教学资源的转化率较低[3]。由于新材料人才的教育教学呈现多学科交叉的特点，目前“双碳”领域的相关科技进展很少转化为教学内容，也未能形成完整的知识体系，将“碳达峰”、“碳中和”、“碳交易”、“碳管理”等知识点融入材料类教学体系的方法，应对新一轮产业变革的人才需求，探索教学科研的深度融合机制，是新材料领域创新人才培养的重要途径。

（五）“双碳”战略的国际化需求与国际化人才培养不足之间的矛盾

“双碳”战略包含了区域碳循环、国际碳循环与国际碳市场等多个部分，需要大量的相关领域国际化人才[4]。国际化人才意味着新材料专业本科生需要具有全球意识和国际化视野，而目前的人才培养模式在语言能力、专业知识、沟通与谈判技巧等方面仍有很多不足，如教育资源国际化程度较低、国际优质资源融入缓慢，难以适应“双碳”战略的产业变革需求。

三、研究内容及举措

针对面向“双碳”战略新材料人才培养存在的问题，依托西安建筑科技大学材料科学与工程学院，本文从以下角度展开了研究与实践，改革思路与举措见图1。

（一）探索了面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制，支撑新材料领域发展人才需求

在学校教务处和研究生院的支持下，以材料学科为核心，建立涉及材料、冶金、化学、物理、能源、环境、信息、机械等多学科交叉的协同培养体系。结合新材料的前瞻性和创新性特征，构建教学科研深度融合的协同机制，将优势科研资源转化为优质教学资源。依托国家级工程实践教育中心，汇聚高校、科研院所、行业产业的优势资源，构建以创新人才培养为核心的产业协同育人模式。利用中国循环经济工程技术协同创新中心，依托国际合作项目，建立多方协同的国际资源融合平台，提升学生国际化视野。形成“具有创新思维能力、具备学科交叉优势、拥有工程实践能力和国际化视野”的新材料创新人才培养理念，构建形成立足学科协同、科教协同、产业协同、国际协同的“四协同”培养模式。

（二）构建了本-硕-博贯通、学科交叉融合的个性化人才协同培养体系

紧密围绕“双碳”战略带来的新一轮科技革命和产业变革，构建了与新材料产业发展相适应的人才培养体系，并建立有效的培养过程质量保障机制。构建了本-硕-博贯通培养、学科交叉融合的人才培养体系，按照学分制要求，满足学士、硕士、博士，以及专业学位的不同出口培养要求。

1）本科基础培养阶段强化通识教育，培养学生宽广的新材料领域学科基础，融会贯通材料、冶金、化学、物理、能源、环境、信息、机械等多学科基础知识，强化学生个性化培养的基础能力。贯通本-硕-博课程培养体系，研究生学位课全部开放为本科生选修课。选拔优秀三年级本科生，提前进入硕士阶段课程学习，实行本硕/本硕博一体化培养。面向新一轮科技革命和产业变革战略新材料方向，学生自主选择课程体系，保证个性化培养质量，同时一个方向的必修课同时是其他方向的选修课。

2）本硕培养阶段，根据产业变革需求，贯通多学科研究生课程体系，交叉学科的必修课同时为新材料创新人才培养的选修课，全面打通选修课设置。贯通硕-博课程培养体系，博士课程同时为硕士阶段选修課。研究生自主选择培养方向，跨学科选课程、跨学科选合作导师、跨学科选课题，形成跨一级学科的多学科交叉人才培养体系，增强学生的学科交叉优势和创新潜力。本硕/本硕博一体化培养的学生，提前进入硕士阶段课程学习，提供充分的学科交叉学习时间。

3）博士培养阶段，面向“双碳”战略产业变革的新材料领域重大需求，把握学科前沿，强调国际视野，紧密围绕产业变革前沿进行专题研讨、跨学科交流等方式，结合学科交叉导师组培养模式，培养学生学科交叉综合创新能力。

（三） 针对“双碳”战略带来的产业变革，以研究性学习为载体，构建教学科研

深度融合机制

面对高等教育人才培养过程中教学科研渐行渐远的现实困境，结合“双碳”战略带来的产业变革，以研究性学习为载体，构建教学科研深度融合的协同机制，将优势科研资源（国家科技奖励、国家科研项目成果、重大产业创新成果等），以新课程、新项目等形式转化为优质教学资源。教授全员参与一线教学并作为本科生导师，实现新材料创新人才培养的本科生都有教授导师。利用国家级、省级和校级“三级”创新训练体系，将科技前沿和创新训练融入教学过程，全部本科生参与开放性实践项目、全部科研仪器都向本科生开放，全面提升学生的创新思维和实践能力。

（四） 依托国家级工程实践教育中心，构建以创新人才培养为核心的全方位校企

协同育人模式

依托国家级工程实践教育中心，汇聚高校、科研院所、行业产业的优势资源联合成立学院工程教育理事会，对新材料创新人才培养过程进行具体指导。将“双碳”战略带来的新一轮科技革命和产业变革新材料领域的关键创新技术，融入精品课程教学、实践训练和课题研究过程中。聘请著名企业导师开设前沿讲座，联合开展实践锻炼和毕业设计，设立企业学科交叉课题。利用开放性实验，结合国家级和省部级科技创新实践活动与竞赛，全方面提升学生交叉学科创新能力，构建完善的产学协同，学科交叉与工程教育相对独立、相互支撑的全方位校企协同育人模式。

（五）建立多方协同的“双碳”战略国际资源融合平台，提升学生国际化视野

面对本校本地教育资源难以满足国际化人才培养需求的现实难题，利用中国循环经济工程技术协同创新中心，与世界著名高校合作开展国际联合培养和交流项目，实现优质教育资源的积聚共享。依托国家国际合作项目，构建国际化新技术课程体系，实行全英文/双语教学，前沿专业课使用英文原版教材。与英语学科合作创建独立的英语语言中心，形成以小班化、互动式教学为特色的学术英语课程群；建立多方协同的国际教学资源融合平台。

（六）根据“双碳”战略新材料创新人才培养特点，建立有效的培养过程质量保

障和创新成果转化机制

加强与教务处和研究生院合作，推进新材料创新人才培养的学分制改革，切实保障学科交叉融合的个性化人才协同培养体系的课程设置、学籍管理、考核评价等教学管理制度体系的顺利衔接。通过在学校完善的课程评价基础上再创新，建立基于学生、分散的多学科教师、联合培养导师等多方共同参与的课程与实践评价机制，保障培养效果。通过与陕西省科研院所成果转化创业投资基金、西咸科转孵化创新体等成果转化实体合作，对新材料创新人才培养过程中，产生的创新成果和新技术进行转化，促进新材料人才培养效果再提升。

综合所述，采用以上新材料人才培养的创新措施，积极探索我国“双碳”战略新

材料领域的创新人才培养机制不成熟的解决途径，缓解新材料领域人才培养的迫切需求与人才培养乏力之间的矛盾，支撑“双碳”战略新材料领域发展人才需求。

结语

本文围绕“双碳”战略发展前沿和人才培养需求，以国家新发展理念为视角，探索了面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制。通过聚焦国家“碳达峰 碳中和”战略新材料领域，围绕产业变革发展前沿，结合我国新材料发展需求，经过研究与实践，提出了以高层次新材料创新人才培养为目标，以国家新发展理念为视角，采取学科协同、科教协同、产业协同、国际协同的“四协同”改革思路，探索了面向“双碳”战略的新材料创新人才培养机制。

参考文献：

[1] 倪斌. 国家“双碳”战略的思考与实践[J]，上海节能，2021，9：930-937.

[2] 徐润生，张思奇，张建良.“双碳”战略背景下冶金工程专业人才培养的思考[J]，教育教学论坛，2023，5：165-168.

[3] 徐辉，张志刚，牛萍，等.双碳人才系统培养研究——基于工程实施与人才培养相结合的视角，中国建材科技，2023，32（03）：101-103.

[4] 梁莎，王琳玲，黄亮，等.“双碳”战略背景下环境工程原理课程教学改革的思考，高教学刊，2023，9（06）：51-54.

基金项目：2021年度陕西高等教育教学改革研究项目《面向“碳达峰 碳中和”战略的新材料人才培养模式研究与实践》（21BZ033）；2023年度陕西省课程思政示范课程和教学团队（陕教函〔2023〕264号）

作者简介：魏剑（1979—  ），男，陕西西安人，工学博士，西安建筑科技大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，副院长，主要从事纳米功能与储能复合材料研究。