“雙碳”目標下高校綠色材料研發(fā)人才培養(yǎng)模式探討

摘 要 在“雙碳”目標的推動下，綠色材料的研發(fā)成為達成碳達峰與碳中和目標的關鍵。高校材料類專業(yè)作為培養(yǎng)綠色技術人才的核心力量，需不斷創(chuàng)新培養(yǎng)模式，以適應新時代綠色產業(yè)發(fā)展的需求。通過構建多學科融合的課程體系、深化產學研一體化的實踐平臺、拓寬國際視野，材料類專業(yè)能夠培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力、全球視野和實踐經驗的高素質人才。這些人才將不僅在綠色材料的開發(fā)與應用中發(fā)揮重要作用，還能為推動國家綠色低碳技術進步提供有力支持。

關鍵詞 “雙碳”目標；材料類專業(yè)；綠色材料；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.09.023

Xploration of Talent Training Model for Green Materials Research and"Development in Universities under the \"Dual Carbon\" Goal

ZHANG Huifang， HU Jianlin， HAO Yong

（School of Civil Engineering， Hebei University of Architecture， Zhangjiakou， Hebei 075000）

Abstract Under the promotion of the \"dual carbon\" goal， the research and development of green materials has become the key to achieving carbon peak and carbon neutrality goals. As the core force in cultivating green technology talents， material related majors in universities need to constantly innovate their training models to meet the needs of the development of green industries in the new era. By constructing a multidisciplinary integrated curriculum system， deepening the practical platform of industry university research integration， and broadening international perspectives， material science majors can cultivate high-quality talents with innovative abilities， global perspectives， and practical experience. These talents will not only play an important role in the development and application of green materials， but also provide strong support for promoting the progress of national green and low-carbon technologies.

Keywords \"dual-carbon\" goal; materials specialization; green materials; talent cultivation

隨著全球氣候變化的加劇，環(huán)境問題成為全球共同面對的重大挑戰(zhàn)。中國為應對這一挑戰(zhàn)，提出了“雙碳”目標，明確了2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標。在這一目標背景下，材料類專業(yè)在推動綠色低碳技術創(chuàng)新、實現(xiàn)碳減排方面起著至關重要的作用[1]。綠色材料的研發(fā)和應用不僅是產業(yè)結構調整的關鍵環(huán)節(jié)，還是推動“雙碳”目標達成的重要技術保障。高校作為培養(yǎng)人才和創(chuàng)新科技的核心陣地，肩負著為綠色材料領域輸送高素質人才的重任。因此，探討高校材料類專業(yè)在綠色材料研發(fā)人才培養(yǎng)中的模式創(chuàng)新和優(yōu)化，具有重要的現(xiàn)實意義。

1" “雙碳”目標背景

“雙碳”目標是中國應對全球氣候變化、推動綠色發(fā)展的一項重要國家戰(zhàn)略。它由“碳達峰”和“碳中和”兩大目標組成，分別指的是2030年左右中國的二氧化碳排放達到峰值，隨后逐步下降，直至在2060年實現(xiàn)碳中和[2]。這一目標不僅是中國履行《巴黎協(xié)定》承諾的重要體現(xiàn)，也表明了中國在全球氣候治理中的積極態(tài)度和責任擔當。

1.1" 碳達峰的目標

“碳達峰”意味著一個國家的二氧化碳排放量在某一時點達到歷史最高值，此后排放量開始逐漸減少。中國的碳達峰目標設定在2030年之前，這意味著中國將在未來幾年加快減少高碳排放的傳統(tǒng)產業(yè)，如鋼鐵、煤炭等的生產和使用，同時加速轉向清潔能源和綠色技術。

1.2" 碳中和的目標

“碳中和”指的是通過采取一系列措施，如減少排放、提高碳吸收能力（如植樹造林、發(fā)展碳捕集與封存技術等），使人類活動產生的二氧化碳排放量與自然和技術手段吸收的二氧化碳量相平衡，最終實現(xiàn)凈零排放。中國計劃在2060年實現(xiàn)這一目標。該目標的實現(xiàn)依賴于能源結構的徹底轉型、產業(yè)升級以及綠色技術的突破。

1.3" 全球應對氣候變化的趨勢

隨著全球氣候變暖對生態(tài)環(huán)境、經濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的威脅日益嚴重，國際社會越來越重視氣候變化問題。2015年通過的《巴黎協(xié)定》為全球氣候行動設定了框架，各國承諾采取措施將全球氣溫升高控制在2℃以內，并努力將升溫控制在1.5℃以內。在此背景下，綠色低碳發(fā)展成為全球經濟轉型的方向，而“雙碳”目標正是中國對這一全球行動的積極響應。

2" 綠色材料的定義與意義

綠色材料是指在材料的全生命周期內，從資源獲取、生產制造到使用和廢棄處理各階段都對環(huán)境影響較小、能耗低、可循環(huán)利用的材料。綠色材料通常包括可再生材料、生物降解材料、低碳材料以及具有高能源轉換效率的新能源材料等[3]。這些材料的應用不僅涵蓋建筑、電子、汽車等傳統(tǒng)工業(yè)領域，還在新能源、環(huán)保產業(yè)中扮演著重要角色。

綠色材料意義重大，體現(xiàn)在經濟、環(huán)保及產業(yè)升級等多方面。經濟上，其可提升資源利用率、降低能耗和排放，助力企業(yè)降本增效，實現(xiàn)雙贏。環(huán)保上，其可減少各領域對不可再生資源的依賴，降低溫室氣體和污染物排放，對緩解氣候變化有重要作用。此外，推動產業(yè)技術升級，帶動綠色制造和循環(huán)經濟發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展理念。在“雙碳”目標下，綠色材料的研發(fā)應用成為國家低碳經濟和環(huán)境友好型社會建設的重要基礎。

3" 高校材料類專業(yè)在綠色材料研發(fā)中的角色

3.1" 基礎理論研究的主導者

高校材料類專業(yè)主導綠色材料基礎研究，肩負推動學科前沿發(fā)展的重任。在研發(fā)中，基礎理論研究能優(yōu)化材料性能與結構，奠定環(huán)境友好與可持續(xù)性創(chuàng)新的基礎。探討微觀結構與宏觀性能的關聯(lián)，揭示綠色材料的行為特性及低碳潛力。晶體結構、缺陷行為、界面效應等微觀因素直接影響材料的耐久性、導電性、可降解性等關鍵性能，其提升依賴于深入理解與系統(tǒng)分析。材料生命周期分析、碳足跡評估等工具量化環(huán)境影響，指導綠色設計與工藝優(yōu)化的方向?；A理論研究的突破為新型綠色材料的開發(fā)提供了理論支持，尤其在納米材料、生物基材料等前沿領域，理論模型的建立和實驗數(shù)據(jù)的積累大大加速了材料性能預測與改良的進程[4]。此外，高校材料類專業(yè)通過理論研究與實驗驗證的緊密結合，推動了綠色材料在節(jié)能減排、廢棄物資源化利用等方面的實際應用，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。

3.2" 技術創(chuàng)新的推動者

高校材料類專業(yè)在綠色材料研發(fā)中扮演技術創(chuàng)新推動者的角色，彰顯前沿技術開發(fā)的重要地位。技術創(chuàng)新將理論轉為實際應用，高校通過先進科研平臺優(yōu)化材料制備工藝，如綠色合成、低溫燒結技術，提升材料的環(huán)境友好性和節(jié)能性。借助納米技術、3D打印、智能制造等手段，實現(xiàn)材料性能精確調控與復雜結構構建，賦予材料更高的功能性和可持續(xù)性。技術創(chuàng)新不僅局限于材料本身的研發(fā)，還包括在材料回收與再利用工藝中的技術突破，這對于實現(xiàn)資源循環(huán)利用、減少廢棄物排放具有重要意義[5]。在這一過程中，高校通過前沿技術研發(fā)引領綠色材料行業(yè)的發(fā)展，通過產學研合作加速創(chuàng)新技術的產業(yè)化應用，使得綠色材料從實驗室走向市場，推動了材料行業(yè)的綠色轉型。為實現(xiàn)“雙碳”目標提供了切實可行的技術支持。

3.3" 人才培養(yǎng)的核心陣地

高校材料類專業(yè)在“雙碳”目標下，成為綠色材料研發(fā)人才的培養(yǎng)核心。通過構建多層次課程體系，涵蓋綠色設計、低碳工藝等關鍵領域，使學生全面掌握綠色材料的理論與應用。高校提供了豐富的科研實踐機會，讓學生參與國家級科研項目、校企聯(lián)合研究，深度理解綠色材料領域的挑戰(zhàn)與前景。同時，高校注重跨學科融合與國際合作，通過與國際知名高校和科研機構的合作交流，使學生接觸前沿動態(tài)，提升國際競爭力?？傮w而言，高校材料類專業(yè)通過系統(tǒng)化教學與實踐，培養(yǎng)理論與實踐并重的綠色材料研發(fā)人才，為“雙碳”目標實現(xiàn)提供堅實的人才支撐。

4" “雙碳”目標下高校材料類專業(yè)綠色材料研發(fā)人才培養(yǎng)策略

4.1" 優(yōu)化課程結構，構建多學科融合的知識體系

綠色材料研發(fā)融合多領域知識，學生需具備扎實的材料科學基礎，并掌握環(huán)境科學、能源工程、管理科學等方面的知識。材料類專業(yè)應改革課程結構，從單一學科轉向多維度跨學科教學，促進知識交叉與技術融合。課程優(yōu)化應聚焦于綠色設計、低碳制造、生命周期評估及資源循環(huán)等核心，同時吸納納米技術、智能制造、綠色化學等前沿科技，以應對未來復雜的環(huán)境與市場需求。

在實施過程中，高?？刹扇【唧w措施推動課程體系落地。例如，增設“綠色材料科學與工程”和“低碳工藝與技術”等課程，涵蓋可再生材料開發(fā)、材料生命周期評估及碳足跡分析，培養(yǎng)學生評估和設計符合“雙碳”目標的材料解決方案的能力。同時，高?？稍O置多學科聯(lián)合項目，在本科和研究生階段，設立跨學科課題小組，結合綠色材料在建筑、電子、汽車等領域的實際應用開展研究。依托產學研聯(lián)合實驗室，推動學生在企業(yè)合作項目中研發(fā)環(huán)保型電池材料、可降解塑料等綠色材料，并優(yōu)化其性能。

優(yōu)化課程結構和實踐環(huán)節(jié)的設置，旨在培養(yǎng)具備扎實理論基礎與實踐能力的綠色材料研發(fā)人才。未來，高校材料類專業(yè)將繼續(xù)以跨學科的培養(yǎng)方式為導向，培養(yǎng)既掌握綠色材料設計原理，又具備創(chuàng)新應用能力的復合型人才，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。

4.2" 深化產學研融合，打造前沿技術創(chuàng)新實踐平臺

通過產學研融合，高?？梢詫⒖蒲谐晒焖僖肫髽I(yè)應用，實現(xiàn)技術與產業(yè)的雙向賦能。產學研一體化的合作模式，不僅能夠提高學生的實踐能力，還能促使高校科研緊密貼合產業(yè)需求，推動綠色材料技術的創(chuàng)新與落地。

高校攜手行業(yè)龍頭與科研機構，共建綠色材料實驗室，致力于“雙碳”目標下的研發(fā)。如與新能源企業(yè)合作，研發(fā)高效低碳電池材料，推動其從實驗室驗證到大規(guī)模生產的發(fā)展。同時，實施“企業(yè)導師制”，邀請企業(yè)研發(fā)人員指導學生，實現(xiàn)產學融合。校企聯(lián)合舉辦綠色技術創(chuàng)新大賽，激發(fā)學生創(chuàng)新潛能。校企定期開展項目對接與技術交流，讓學生全程參與材料制備與優(yōu)化，提升其科研能力，為企業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

通過深化產學研融合，打造創(chuàng)新實踐平臺，高校能夠將綠色材料的科研成果加速轉化為產業(yè)應用，培養(yǎng)學生從理論到實踐的全鏈條創(chuàng)新能力。實踐證明，產學研結合的模式不僅有效推動了高校與企業(yè)技術的協(xié)同創(chuàng)新，也為“雙碳”目標下的綠色技術研發(fā)提供了強有力的人才支持。

4.3" 拓寬國際合作視野，融入全球科技創(chuàng)新網絡

高校材料類專業(yè)應拓展國際合作，引入全球領先科研資源與創(chuàng)新理念，培養(yǎng)學生的國際視野與跨文化協(xié)作能力。專業(yè)需加強與知名大學、科研機構的合作，參與國際科研項目和學術交流，讓學生以全球視角審視綠色材料技術前沿，掌握先進技術方法。提升學生的創(chuàng)新能力與科研素養(yǎng)，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。

高?？梢M國際知名學者的線上課程與講座，向學生展示綠色材料全球前沿。定期開展在線學術講座與研討會，讓學生與國際專家互動，拓寬視野，了解最新科研成果。同時，與國外科研機構或企業(yè)建立長期合作，通過線上項目合作讓學生參與國際科研任務，接觸國際團隊與技術前沿，提升跨文化協(xié)作能力。此外，還可組織學生參加國際線上競賽，如綠色材料設計、低碳創(chuàng)新等，通過與國際學生和專家的交流，增強科研能力，擴大國際視野。

隨著全球化趨勢的加深，綠色材料技術的發(fā)展越來越依賴于國際科技合作與知識共享。高校通過融入全球科技創(chuàng)新網絡，能夠培養(yǎng)出既具備本土創(chuàng)新能力，又擁有國際視野的高素質綠色材料研發(fā)人才，推動“雙碳”目標在全球范圍內的協(xié)同實現(xiàn)。

5" 結語

綜上所述，在“雙碳”目標背景下，高校材料類專業(yè)的人才培養(yǎng)需緊密圍繞綠色材料研發(fā)進行。通過優(yōu)化課程結構、深化產學研融合、拓展國際合作等策略，旨在培養(yǎng)理論基礎扎實且具備創(chuàng)新實踐能力的高素質人才。此舉不僅提升了高校自身的科研與教學水平，還為國家實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標提供了關鍵人才和技術支持。隨著全球綠色技術需求的增長，高校需不斷調整培養(yǎng)模式，確保學生緊跟技術前沿，具備國際競爭力，為全球綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

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基金項目：2023-2024年度河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“‘雙碳’戰(zhàn)略背景下高校材料類專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（2023GJJG333）；2024年度河北建筑工程學院教育教學改革研究與實踐項目“基層教學組織運行機制研究與實踐——以材料科學與工程教研室為例”（2024JY002）；河北省教育廳2024年省級研究生示范課程《裝配式建筑技術》（KCJSX2024107）。