面向“碳達(dá)峰 碳中和”戰(zhàn)略的新材料人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐

魏劍 張昊 張軍戰(zhàn) 雷西萍

[摘要]新材料產(chǎn)業(yè)作為推動(dòng)我國(guó)“碳達(dá)峰?碳中和”戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在加速相關(guān)產(chǎn)業(yè)變革、保障國(guó)家新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)方面，具有重大戰(zhàn)略支撐和引領(lǐng)作用。立足我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展的歷史機(jī)遇，新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求迫切，必須圍繞“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展前沿和人才培養(yǎng)需求，以國(guó)家新發(fā)展理念為視角，探索面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。本文聚焦國(guó)家“碳達(dá)峰?碳中和”戰(zhàn)略新材料領(lǐng)域，圍繞產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展前沿，結(jié)合我國(guó)新材料發(fā)展需求，提出了以高層次新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以國(guó)家新發(fā)展理念為視角，采取學(xué)科協(xié)同、科教協(xié)同、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、國(guó)際協(xié)同的“四協(xié)同”改革思路，探索了面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。

[關(guān)鍵詞]“碳達(dá)峰?碳中和”戰(zhàn)略，人才培養(yǎng)模式

［中圖分類號(hào)］G642.0?［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

一、研究背景

2020?年10?月29?日，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035?年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出：加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，降低碳排放強(qiáng)度，支持有條件的地方率先達(dá)到碳排放峰值，制定2030?年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案。實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”（以下簡(jiǎn)稱“雙碳”戰(zhàn)略）是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，將成為未來(lái)四十年乃至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新引擎，是和我國(guó)“第二個(gè)百年”奮斗目標(biāo)同步的經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳轉(zhuǎn)型、深刻進(jìn)步的里程碑。在這個(gè)歷史機(jī)遇面前，新材料產(chǎn)業(yè)在實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革、保障國(guó)家安全和永續(xù)發(fā)展方面，具有重大的戰(zhàn)略支撐作用[1]。原有根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)為主的材料類人才培養(yǎng)模式，已不能滿足國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略，對(duì)以前瞻性、創(chuàng)新性、交叉性和前沿性為特征的新時(shí)代材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要。我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域?qū)π虏牧蟿?chuàng)新人才的需求與當(dāng)前人才培養(yǎng)乏力之間的矛盾不斷加深，必須從“雙碳”戰(zhàn)略的新視角，重新審視現(xiàn)有材料類人才培養(yǎng)模式，探索新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新途徑。

二、新材料人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀

（一）“雙碳”戰(zhàn)略對(duì)新材料創(chuàng)新人才的迫切需求，與人才培養(yǎng)乏力之間的矛盾

國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)，新材料是重要的科技支撐領(lǐng)域，關(guān)鍵在于培養(yǎng)具有“雙碳”思維和知識(shí)結(jié)構(gòu)的新材料創(chuàng)新人才。材料科學(xué)與工程、納米材料與技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域，是“雙碳”戰(zhàn)略相關(guān)新材料技術(shù)的重要人才培養(yǎng)途徑。然而，面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料人才培養(yǎng)模式尚未建立，缺乏培養(yǎng)具有生態(tài)文明視野、多學(xué)科交叉知識(shí)結(jié)構(gòu)和扎實(shí)新材料類知識(shí)的創(chuàng)新人才的方法，難以培養(yǎng)出符合“雙碳”戰(zhàn)略需求的新材料創(chuàng)新人才。

（二）面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制不成熟

國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略對(duì)材料產(chǎn)業(yè)提出了全新的挑戰(zhàn)，對(duì)新材料創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提出了新要求。新材料又屬于物理、化學(xué)、材料、冶金、能源、環(huán)境、信息、機(jī)械等多學(xué)科的交叉領(lǐng)域，具有顯著的前瞻性、創(chuàng)新性、交叉性和前沿性特征，使傳統(tǒng)材料類人才培養(yǎng)模式難以滿足新時(shí)代新材料人才的培養(yǎng)需求，無(wú)法適應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展涉及的經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革和科技進(jìn)步的需要，新材料創(chuàng)新人才的培養(yǎng)機(jī)制不成熟。

（三）“雙碳”戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)變革的人才需求與校企協(xié)同育人模式不完善之間的矛盾

“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施會(huì)促進(jìn)眾多產(chǎn)業(yè)變革，并且在“碳概念”、“碳管理”、“碳核查”等領(lǐng)域均有巨大的人才缺口。培養(yǎng)面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才，需要建立產(chǎn)學(xué)融合、校企協(xié)同的育人模式。國(guó)內(nèi)高校尤其是省屬高校缺乏區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)學(xué)研合作及校企協(xié)同育人模式方面缺乏學(xué)科專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的充分對(duì)接，在提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力方面不夠完善，“雙碳”戰(zhàn)略相關(guān)新材料領(lǐng)域的工程教育仍相對(duì)滯后，難以滿足產(chǎn)業(yè)變革對(duì)新材料人才培養(yǎng)的需求[2]。

（四）“雙碳”領(lǐng)域科研成果向教學(xué)資源的轉(zhuǎn)化率低，創(chuàng)新人才培養(yǎng)乏力

“雙碳”領(lǐng)域的相關(guān)科技進(jìn)展迅速，國(guó)內(nèi)高?，F(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式仍以課堂教學(xué)為主，教學(xué)科研分軌發(fā)展，科研成果向教學(xué)資源的轉(zhuǎn)化率較低[3]。由于新材料人才的教育教學(xué)呈現(xiàn)多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，目前“雙碳”領(lǐng)域的相關(guān)科技進(jìn)展很少轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，也未能形成完整的知識(shí)體系，將“碳達(dá)峰”、“碳中和”、“碳交易”、“碳管理”等知識(shí)點(diǎn)融入材料類教學(xué)體系的方法，應(yīng)對(duì)新一輪產(chǎn)業(yè)變革的人才需求，探索教學(xué)科研的深度融合機(jī)制，是新材料領(lǐng)域創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑。

（五）“雙碳”戰(zhàn)略的國(guó)際化需求與國(guó)際化人才培養(yǎng)不足之間的矛盾

“雙碳”戰(zhàn)略包含了區(qū)域碳循環(huán)、國(guó)際碳循環(huán)與國(guó)際碳市場(chǎng)等多個(gè)部分，需要大量的相關(guān)領(lǐng)域國(guó)際化人才[4]。國(guó)際化人才意味著新材料專業(yè)本科生需要具有全球意識(shí)和國(guó)際化視野，而目前的人才培養(yǎng)模式在語(yǔ)言能力、專業(yè)知識(shí)、溝通與談判技巧等方面仍有很多不足，如教育資源國(guó)際化程度較低、國(guó)際優(yōu)質(zhì)資源融入緩慢，難以適應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略的產(chǎn)業(yè)變革需求。

三、研究?jī)?nèi)容及舉措

針對(duì)面向“雙碳”戰(zhàn)略新材料人才培養(yǎng)存在的問(wèn)題，依托西安建筑科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，本文從以下角度展開了研究與實(shí)踐，改革思路與舉措見圖1。

（一）探索了面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，支撐新材料領(lǐng)域發(fā)展人才需求

在學(xué)校教務(wù)處和研究生院的支持下，以材料學(xué)科為核心，建立涉及材料、冶金、化學(xué)、物理、能源、環(huán)境、信息、機(jī)械等多學(xué)科交叉的協(xié)同培養(yǎng)體系。結(jié)合新材料的前瞻性和創(chuàng)新性特征，構(gòu)建教學(xué)科研深度融合的協(xié)同機(jī)制，將優(yōu)勢(shì)科研資源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。依托國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心，匯聚高校、科研院所、行業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源，構(gòu)建以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心的產(chǎn)業(yè)協(xié)同育人模式。利用中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，依托國(guó)際合作項(xiàng)目，建立多方協(xié)同的國(guó)際資源融合平臺(tái)，提升學(xué)生國(guó)際化視野。形成“具有創(chuàng)新思維能力、具備學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)、擁有工程實(shí)踐能力和國(guó)際化視野”的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念，構(gòu)建形成立足學(xué)科協(xié)同、科教協(xié)同、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、國(guó)際協(xié)同的“四協(xié)同”培養(yǎng)模式。

（二）構(gòu)建了本-碩-博貫通、學(xué)科交叉融合的個(gè)性化人才協(xié)同培養(yǎng)體系

緊密圍繞“雙碳”戰(zhàn)略帶來(lái)的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，構(gòu)建了與新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的人才培養(yǎng)體系，并建立有效的培養(yǎng)過(guò)程質(zhì)量保障機(jī)制。構(gòu)建了本-碩-博貫通培養(yǎng)、學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)體系，按照學(xué)分制要求，滿足學(xué)士、碩士、博士，以及專業(yè)學(xué)位的不同出口培養(yǎng)要求。

1）本科基礎(chǔ)培養(yǎng)階段強(qiáng)化通識(shí)教育，培養(yǎng)學(xué)生寬廣的新材料領(lǐng)域?qū)W科基礎(chǔ)，融會(huì)貫通材料、冶金、化學(xué)、物理、能源、環(huán)境、信息、機(jī)械等多學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)的基礎(chǔ)能力。貫通本-碩-博課程培養(yǎng)體系，研究生學(xué)位課全部開放為本科生選修課。選拔優(yōu)秀三年級(jí)本科生，提前進(jìn)入碩士階段課程學(xué)習(xí)，實(shí)行本碩/本碩博一體化培養(yǎng)。面向新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革戰(zhàn)略新材料方向，學(xué)生自主選擇課程體系，保證個(gè)性化培養(yǎng)質(zhì)量，同時(shí)一個(gè)方向的必修課同時(shí)是其他方向的選修課。

2）本碩培養(yǎng)階段，根據(jù)產(chǎn)業(yè)變革需求，貫通多學(xué)科研究生課程體系，交叉學(xué)科的必修課同時(shí)為新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)的選修課，全面打通選修課設(shè)置。貫通碩-博課程培養(yǎng)體系，博士課程同時(shí)為碩士階段選修課。研究生自主選擇培養(yǎng)方向，跨學(xué)科選課程、跨學(xué)科選合作導(dǎo)師、跨學(xué)科選課題，形成跨一級(jí)學(xué)科的多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)體系，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新潛力。本碩/本碩博一體化培養(yǎng)的學(xué)生，提前進(jìn)入碩士階段課程學(xué)習(xí)，提供充分的學(xué)科交叉學(xué)習(xí)時(shí)間。

3）博士培養(yǎng)階段，面向“雙碳”戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)變革的新材料領(lǐng)域重大需求，把握學(xué)科前沿，強(qiáng)調(diào)國(guó)際視野，緊密圍繞產(chǎn)業(yè)變革前沿進(jìn)行專題研討、跨學(xué)科交流等方式，結(jié)合學(xué)科交叉導(dǎo)師組培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科交叉綜合創(chuàng)新能力。

（三）?針對(duì)“雙碳”戰(zhàn)略帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)變革，以研究性學(xué)習(xí)為載體，構(gòu)建教學(xué)科研

深度融合機(jī)制

面對(duì)高等教育人才培養(yǎng)過(guò)程中教學(xué)科研漸行漸遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)困境，結(jié)合“雙碳”戰(zhàn)略帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)變革，以研究性學(xué)習(xí)為載體，構(gòu)建教學(xué)科研深度融合的協(xié)同機(jī)制，將優(yōu)勢(shì)科研資源（國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)、國(guó)家科研項(xiàng)目成果、重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果等），以新課程、新項(xiàng)目等形式轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。教授全員參與一線教學(xué)并作為本科生導(dǎo)師，實(shí)現(xiàn)新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)的本科生都有教授導(dǎo)師。利用國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)“三級(jí)”創(chuàng)新訓(xùn)練體系，將科技前沿和創(chuàng)新訓(xùn)練融入教學(xué)過(guò)程，全部本科生參與開放性實(shí)踐項(xiàng)目、全部科研儀器都向本科生開放，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

（四）?依托國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心，構(gòu)建以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心的全方位校企

協(xié)同育人模式

依托國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心，匯聚高校、科研院所、行業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源聯(lián)合成立學(xué)院工程教育理事會(huì)，對(duì)新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行具體指導(dǎo)。將“雙碳”戰(zhàn)略帶來(lái)的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新材料領(lǐng)域的關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)，融入精品課程教學(xué)、實(shí)踐訓(xùn)練和課題研究過(guò)程中。聘請(qǐng)著名企業(yè)導(dǎo)師開設(shè)前沿講座，聯(lián)合開展實(shí)踐鍛煉和畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)立企業(yè)學(xué)科交叉課題。利用開放性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)與競(jìng)賽，全方面提升學(xué)生交叉學(xué)科創(chuàng)新能力，構(gòu)建完善的產(chǎn)學(xué)協(xié)同，學(xué)科交叉與工程教育相對(duì)獨(dú)立、相互支撐的全方位校企協(xié)同育人模式。

（五）建立多方協(xié)同的“雙碳”戰(zhàn)略國(guó)際資源融合平臺(tái)，提升學(xué)生國(guó)際化視野

面對(duì)本校本地教育資源難以滿足國(guó)際化人才培養(yǎng)需求的現(xiàn)實(shí)難題，利用中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，與世界著名高校合作開展國(guó)際聯(lián)合培養(yǎng)和交流項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的積聚共享。依托國(guó)家國(guó)際合作項(xiàng)目，構(gòu)建國(guó)際化新技術(shù)課程體系，實(shí)行全英文/雙語(yǔ)教學(xué)，前沿專業(yè)課使用英文原版教材。與英語(yǔ)學(xué)科合作創(chuàng)建獨(dú)立的英語(yǔ)語(yǔ)言中心，形成以小班化、互動(dòng)式教學(xué)為特色的學(xué)術(shù)英語(yǔ)課程群；建立多方協(xié)同的國(guó)際教學(xué)資源融合平臺(tái)。

（六）根據(jù)“雙碳”戰(zhàn)略新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)特點(diǎn)，建立有效的培養(yǎng)過(guò)程質(zhì)量保

障和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化機(jī)制

加強(qiáng)與教務(wù)處和研究生院合作，推進(jìn)新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)的學(xué)分制改革，切實(shí)保障學(xué)科交叉融合的個(gè)性化人才協(xié)同培養(yǎng)體系的課程設(shè)置、學(xué)籍管理、考核評(píng)價(jià)等教學(xué)管理制度體系的順利銜接。通過(guò)在學(xué)校完善的課程評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上再創(chuàng)新，建立基于學(xué)生、分散的多學(xué)科教師、聯(lián)合培養(yǎng)導(dǎo)師等多方共同參與的課程與實(shí)踐評(píng)價(jià)機(jī)制，保障培養(yǎng)效果。通過(guò)與陜西省科研院所成果轉(zhuǎn)化創(chuàng)業(yè)投資基金、西咸科轉(zhuǎn)孵化創(chuàng)新體等成果轉(zhuǎn)化實(shí)體合作，對(duì)新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程中，產(chǎn)生的創(chuàng)新成果和新技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，促進(jìn)新材料人才培養(yǎng)效果再提升。

綜合所述，采用以上新材料人才培養(yǎng)的創(chuàng)新措施，積極探索我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略新

材料領(lǐng)域的創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制不成熟的解決途徑，緩解新材料領(lǐng)域人才培養(yǎng)的迫切需求與人才培養(yǎng)乏力之間的矛盾，支撐“雙碳”戰(zhàn)略新材料領(lǐng)域發(fā)展人才需求。

結(jié)語(yǔ)

本文圍繞“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展前沿和人才培養(yǎng)需求，以國(guó)家新發(fā)展理念為視角，探索了面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。通過(guò)聚焦國(guó)家“碳達(dá)峰?碳中和”戰(zhàn)略新材料領(lǐng)域，圍繞產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展前沿，結(jié)合我國(guó)新材料發(fā)展需求，經(jīng)過(guò)研究與實(shí)踐，提出了以高層次新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以國(guó)家新發(fā)展理念為視角，采取學(xué)科協(xié)同、科教協(xié)同、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、國(guó)際協(xié)同的“四協(xié)同”改革思路，探索了面向“雙碳”戰(zhàn)略的新材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。

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基金項(xiàng)目：2021年度陜西高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目《面向“碳達(dá)峰?碳中和”戰(zhàn)略的新材料人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐》（21BZ033）；2023年度陜西省課程思政示范課程和教學(xué)團(tuán)隊(duì)（陜教函〔2023〕264號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：魏劍（1979—??），男，陜西西安人，工學(xué)博士，西安建筑科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，副院長(zhǎng)，主要從事納米功能與儲(chǔ)能復(fù)合材料研究。