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摘要：文章首先分析了材料类专业对“双碳”目标的支撑作用，然后论述了“双碳”背景下应用型本科院校 材料类专业人才培养体系优化思路，最后提出了“双碳”背景下应用型本科院校材料类专业人才培养体系 优化举措。
为了应对全球气候变化， 推动绿色低碳发展，以 习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局 作出了“碳达峰、碳中和”重大战略决策 。2020 年 9 月 以来，习近平总书记多次在国际和国内重要会议上提 及“双碳”目标，即“中国二氧化碳排放力争 2030 年前 达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和”，这预示 着我国将从“相对减排”进入“绝对减排”时代，这是着 力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发 展的必然选择，是构建人类命运共同体的庄严承诺。
2021 年，教育部印发的《高等学校碳中和科技创 新行动计划》(以下简称《计划》) 明确要求发挥高校基 础研究主力军和重大科技创新策源地作用，推进碳中 和未来技术学院建设，建设一批国家级碳中和相关一 流本科专业，鼓励高校开设碳中和通识课程[1]。在碳中 和科技成果转化行动方面，《计划》明确支持高校联合 科技企业建立技术研发中心、产业研究院、中试基地、 产教融合创新平台等， 积极参与创新联合体建设，促 进跨行业、跨领域、跨区域碳中和关键技术集成耦合 与综合优化，加快创新链与产业链深度融合，推动低 碳建筑材料减排，二氧化碳捕集/运输/封存，新型太阳 能、生物质能等零碳电力技术和热化学、电化学等储 能技术，以及钢铁、化工、有色等重点领域低碳发展; 不断深化校地合作，支持高校联合地方建设一批碳中 和领域省部共建协同创新中心和现代产业学院，构建 碳中和技术发展产学研全链条创新网络，支撑建设一 批绿色低碳示范企业、示范园区、示范社区、示范城市 (群) 。2022 年，教育部印发的《加强碳达峰碳中和高 等教育人才培养体系建设工作方案》进一步要求高校将绿色低碳理念纳入教育教学体系，组织相关教学指导委员会、行业指导委员会，围绕碳达峰、碳中和 目 标，调整培养目标要求，修订培养方案，优化课程体系 和教学内容[2] 。教育部文件中提出的碳中和关键技术 中的多项技术均涉及材料类专业，这就需要材料类专 业创新人才培养实践，将“双碳”理念融入材料类专业 人才培养体系，优化专业课程设置，以培养出具有低 碳理念的应用型人才[3-5]。
南京工程学院(以下简称“我校”)作为江苏省内特 色鲜明的应用型本科高校， 始终坚持服务江苏及长三 角经济发展，多年来形成了校企合作、注重实际、产学 研相融的办学特色，在产学研合作教育、应用型本科学 历学位与职业资格相结合教育等方面进行了积极有效 的探索和实践，并积累了一定的实践经验。我校材料科 学与工程学院在新工科应用型人才培养方面已进行了 多项有益的探索和实践， 但研究现状主要集中在人才 培养模式研究、产学研协同育人、课程思政和教学改革 等方面，针对“双碳”背景下的人才培养研究较少。基于 国内“双碳”背景的现状，本文拟探究材料类专业人才 培养方案和专业课程体系优化升级方面的部分举措与 实践，以期对材料类专业课程升级提供一定参考。
一、材料类专业对“双碳”目标的支撑作用
材料是一切科技的载体，在碳达峰、碳中和的过 程中将起到重要作用。新材料产业作为当今发展最活 跃的新产业之一，是支撑国家新兴产业发展的基础性 产业， 是决定国家科技水平及国防安全的战略性产 业 。因此，新材料产业的发展是支撑传统产业提升能 效和降低排放的基础，其发展方向对国家“双碳”目标 的实现具有重要意义。
从全球新材料产业发展来看， 世界各国均高度重视新材料与资源、环境和能源的协调发展，大力推进与 绿色发展密切相关的新材料的开发与应用[6]。我国是材 料大国，材料体系完整，产业集群效应明显。长三角地 区，尤其是江苏省经济发展水平高、产业配套完善、物 流交通网络发达，是我国重要的新材料研发、生产和消 费市场，也是拥有新材料产业集群最多的地区，且在高 性能金属材料、先进高分子材料、高性能纤维材料等领 域形成了一批代表性产业集群。从工业领域来看，江苏 省集聚的钢铁行业和化工行业等高耗能行业不仅是煤 炭消耗的重点行业，也是二氧化碳排放的主要行业，急 需加快技术创新研发步伐，实现绿色低碳发展 。因此， 培养材料专业“双碳”人才是实现江苏省新材料产业 “双碳”转型升级的迫切需求。
二、“双碳”背景下应用型本科院校材料类专业人 才培养体系优化思路
(一)材料类专业“双碳”人才培养现存问题
国内各高校在“双碳”人才培养模式改革及路径 方面已开展相关研究[7-12]，这对材料类专业“双碳”人才 培养体系优化研究具有借鉴意义 。 目前，“双碳”背景 下材料类专业人才培养主要存在以下问题。
第一，“双碳”教育理念融入不足。“双碳”教育是 生态文明建设的教育支撑，是高校传统德智教育的现实转型，对国家工业发展模式和产业结构转变具有重 要的促进作用 。 目前，材料类专业“双碳”教育理念比 较单一，教育形式创新性不够，仅局限于专业课程“双 碳”知识的介绍，没有形成教育理念与工程实践相融 合的教学体系。
第二，教学资源中的“双碳”内容不足。传统的材料 类专业教学过程中不重视“双碳”教育，其内容以材料 相关的专业知识介绍为主， 缺少材料的绿色生产及可 持续发展内容，已不能满足现在的“双碳”教育需求。
第三，教师能力不能满足“双碳”育人要求 。 目 前，高校已经逐步重视“双师型”教师的培养，但教师 在企业的实践经历仍然较为有限，尤其是在企业“双 碳”发展方面参与更少，因而在对学生实践能力进行 培养的过程中缺乏工程实践经验， 这严重影响了材 料类专业“双碳”人才的培养质量。
(二)材料类专业人才培养体系优化思路
为了适应国家“双碳”战略，我校材料科学与工程 学院以江苏省“双碳”行业人才需求为导向，聚焦材料 类专业“双碳”人才培养中的突出问题，修订完善专业 人才培养方案，对教学课程体系进行优化调整，这对 应用型本科院校材料类专业的“双碳”人才培养具有 重要的借鉴意义 。主要优化思路如图 1 所示。
第一，调研总结江苏省“双碳”行业现状 。针对江 苏省新材料产业集群，重点调研新能源材料、高性能 金属材料、先进高分子材料、材料腐蚀防护材料等高 新技术企业，了解行业对国家“双碳”政策的响应措 施，梳理行业发展现状及趋势，进而对“双碳”人才培 养提出建议， 将绿色低碳理念贯穿人才培养的全流 程、各环节，形成有效的“双碳”人才培养模式。
第二，以“双碳”专业人才需求为导向，完善材料 类专业人才培养方案 。即以调研报告、走访等方式对行业“双碳”人才需求进行调研总结，接着以行业“双 碳”人才需求为导向，对传统材料类专业人才培养体 系进行升级改造， 将绿色低碳理念纳入教育教学体 系，修订人才培养方案。
第三，“双碳”目标下材料类专业课程体系的优化 调整。基于碳达峰、碳中和人才的通用能力和专业能力 分析， 围绕新能源材料和传统材料节能减排两个方向 对课程教学体系进行补充和完善，并将教师的“双碳” 科研成果和企业的“双碳”技术成果融入课程教学，通过科教融合、产教融合协同育人，提升学生培养质量。
三、“双碳”背景下应用型本科院校材料类专业人 才培养体系优化举措
以金属材料工程专业为例，为了适应“双碳”对传 统材料行业节能减排及绿色新材料的开发需求，对该 专业人才培养体系进行优化，主要举措如下。
(一)面向“双碳”人才培养目标，调整材料类专业 人才培养方案
随着“双碳”政策的推广实施，金属材料工程专业 人才培养目标应调整为培养出具备良好的人文素养、 社会责任感和职业道德， 具备较强的工程实践能力、 创新能力和工程管理能力的应用型高级技术人才。相 比原培养目标，新培养目标增加了社会责任感和职业 道德目标，要求学生在今后工作中解决金属材料工程 领域的复杂工程问题时要综合考虑法律、环境与可持 续发展等因素，积极响应国家“双碳”政策并承担社会 责任。
(二)强化工程伦理教育，把“双碳”教育理念贯穿 于专业教学全过程
推动“双碳”教育不仅是要开设相关课程，更重要的是应把“双碳”教育理念贯穿专业教学全过程 。为 此，金属材料工程专业要聚焦“双碳”人才培养要求， 用“双碳”主题引领学科专业建设，进而构建以思政教 育为基础，以专业理论教育为核心，以产教融合实践 为平台，以相关竞赛为引领的复合式“双碳”教育模 式，培养学生的工程伦理素质，为行业“双碳”升级提 供人才支持，最终将培养“双碳”人才落到实处。
(三)构建“双碳”贯穿全流程的专业课程体系
现有的金属材料工程专业课程体系可划分出 3 个课程模块：专业基础课模块、专业方向课模块和专 业实践课模块，具体如图 2 所示 。专业基础课模块是 以材料科学基础、物理化学、固体物理等课程为核心， 主要讲授材料学科的基础理论;专业方向课模块是以 金属材料、金属热处理原理及工艺、金属材料表面工 程、金属材料力学性能等课程为核心，主要讲授金属 材料的性能、生产工艺及应用情况等内容;专业实践 课模块主要包含热处理工程师综合能力实践周、金属 材料表面工程综合实践周、金相分析技术综合实验周 等实践环节，主要锻炼学生的动手能力及解决工程实 际问题的能力。
基于理实融合的原则，优化专业课程设置，将“双 碳”教育、职业道德和社会责任感教育贯穿整个专业 课程体系 。 比如，在专业基础课模块开设的材料发展 与应用课程，要介绍材料行业的发展转变历程及最新 发展趋势，让学生了解材料行业对国家政策实施的支 撑作用 。在专业方向课模块开设的材料与环境课程， 要结合材料与资源、能源、环境的特殊关系，培养学生 工程伦理意识与能力，并将理论教学、工程热点、社会 问题进行统一整合，增强学生的社会责任感和工程师 职业道德。在专业实践课模块中开设的材料回收与再 生综合实验周，要让学生在实际工程项目中强化个人的道德意识和社会责任感。
(四)基于科教融合原则建设专业课程的“双碳” 教育资源库
结合金属材料工程专业特点，以培养“双碳”人才 为 目标，深入挖掘专业课程中的“双碳”教育要素，将 “双碳”教育与专业知识结合、与行业特点结合 。除了 挖掘专业课程现有的“双碳”元素，还要以具有“高阶 性、创新性、挑战度”的“金课”标准为参照，紧扣“双 碳”应用型人才培养目标，将教师的“双碳”科研成果 及“双碳”科技前沿内容融入教学，以提高课程的创新 性，同时将企业实际的工程案例带入课堂，以提高课程的高阶性，并建设科教融合的“双碳”资源库 。依据 课程内容及课时限制，探索金属材料工程专业知识与 “双碳”教育的最佳契合点，将专业知识与节能减排、 清洁生产、低碳新材料、新能源材料等“双碳”元素有 机结合 。例如，在金属材料课程教学中引入钢铁材料 绿色制造及金属材料腐蚀防护等“双碳”内容，新增热 电材料、储氢合金等新能源材料内容，以形成优质的 “双碳”教学资源。
(五)基于产教融合原则搭建“双碳”教育专业实 践平台
金属材料工程专业要通过学校与行业企业研发平 台，以及学校与企业共建的实习实训基地、产业学院、 工程技术研发中心、研究生工作站等平台，以区域“双 碳”产业需求和“双碳”教育目标相统一为导向，以企业 “双碳”技术成果、“双碳”案例和“双碳”研发平台为依 托，广泛建立多类型、多层次、布局合理、相对稳定的产 学研合作、协同育人实践平台，从而营造“双碳”教育工 程环境 。同时，鼓励教师带领学生科创团队充分利用 产学研实践平台开展前沿“双碳”项目合作研究及毕 业设计项目，形成“课内实验+综合实践+技能训练+ 科技创新”四层次创新实践能力培养体系。
(六)依托科技竞赛开辟“双碳”教育的“第二课堂”
金属材料工程专业“双碳”人才培养除了关注以 理论课和实践环节为基础的“第一课堂”，还要开辟以 科技创新和竞赛为特点的“第二课堂”。为此，应该积 极与相关机构合作，组建团队、搭建平台、创造条件， 以支撑与“双碳”主题相关的竞赛、活动的开展 。与此 同时，教师也要积极指导学生参加全国大学生节能减 排社会实践与科技竞赛、材料回收及资源综合利用方 案设计竞赛等科技竞赛，实现课程“双碳”教育的理 论、实践及工程应用的相互融合与促进，从而落实“双 碳”人才培养战略任务。
(七)建立“双师型”教学团队，提升教师“双碳”教 学能力
金属材料工程专业针对青年教师“双碳”教育能 力不足的问题，应组织和选派青年教师到材料相关行 业协会、企业进行“双碳”需求调研及开展项目合作， 鼓励青年教师积极参加“碳中和、碳达峰”相关科技会 议，了解最新的“双碳”科技前沿，加快青年教师的“双 师型”教师素质培养与能力提升。
针对不同课程模块，建立“双师型”教学团队，统 筹规划该模块的“双碳”教学目的和教学计划 。例如，将金属材料、金属热处理原理及工艺、材料测试分析 与技术、金属材料力学性能等专业方向课统一起来组 建金属材料课程群，打造一支涉及材料、制备技术、性 能评价、测试技术等知识结构的教学团队 。根据团队 成员的学科方向及科研成果，分配“双碳”内容设计任 务，其中课程负责人负责教学运行，组织课程教学研 究和改革、课程建设和有关实验平台建设，制定和实 施课程团队教师培养计划。通过协同课程群内各课程 的“双碳”教学目标和内容、教学模式与方法、考核方 式、教学团队等各方面，依据渐进式人才培养模式构 建“双碳”教育知识体系，可降低内容重复度，打破课 程壁垒，提高学生对材料行业“双碳”内容的理解。
总之，本文从现阶段材料类专业“双碳”人才培养 的突出问题出发，以培养材料类专业“双碳”人才为导 向，提出了“双碳”背景下材料类专业人才培养体系优 化思路，构建了复合式“双碳”教育模式，以提高学生 的工程伦理认知水平和社会责任感 。 同时，基于理实 融合、科教融合和产教融合建设专业课程的“双碳”教 学资源库和工程实践平台， 以科技创新和竞赛为抓 手，实现了课程“双碳”教育的理论、创新、实践及工程 应用的相互融合与促进。本文探究了“双碳”教育与专 业知识教育的深度融合，对材料类专业人才培养体系 改革具有重要的借鉴意义。
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