“双碳”目标下金属基润滑材料与技术教学探索与实践
［摘要］在“双碳”背景下，我国亟须推进产业结构向绿色低碳转型，“双碳”领域人才缺口对高等教育也提出了更高的要求。减少摩擦是提高能源利用效率的关键，金属基润滑材料与技术有望大幅度降低能源与资源消耗，是实现“双碳”目标的重要手段。以“双碳”为切入点，贯通跨专业的知识与技能，建立以碳中和理念“大通识”、摩擦减排领域全景概览“小通识”和金属基润滑材料与技术“专业知识”有机融合的通专融合培养体系。结合相关教学实践，论证了基于“双碳”目标的教育教学改革的有效性和可行性，以及其对“双碳”高素质人才培养的效果，探索了在校园推进“双碳”目标落地的特色树人方案。
［关键词］“双碳”；教学探索；金属基润滑材料；实践能力
［基金项目］2023年度西北工业大学教育教学改革研究项目“面向‘碳中和’的金属基超润滑材料与技术教学探索与实践”（23GZ13264）
［中图分类号］G643.2［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2025）10-0104-05［收稿日期］2023-12-01
多年来，全球二氧化碳排放量持续增长，过量的碳排放导致的气候变暖、温室效应，以及极端恶劣天气等问题日趋严重。截至2021年，全球二氧化碳浓度创下百万分之417.2的新纪录，大气中的二氧化碳浓度已比工业化前高出51%［1］。同时，2013年至2021年期间的平均温度估计比工业化前基线高出1.14℃，在过去30年里，全球平均海平面每年上升3.4毫米。此外，在气候变化的大背景下，全球频繁遭遇极端热浪、干旱、洪水和瘟疫等自然灾害［2-3］。控制碳排放已成为时下国际社会共同关注的话题。
据国际能源署统计，2021年中国二氧化碳排放量约119亿吨，占全球总量的33%，中国的积极参与对全球控制碳排放的成效举足轻重［4］。2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话强调：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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。”［5］党的二十大报告指出，积极稳妥推进碳达峰碳中和，积极参与应对气候变化全球治理［6］。实现碳达峰碳中和中长期目标，既是我国积极应对气候变化、主动担当大国责任推动构建人类命运共同体的责任担当，也是我国贯彻新发展理念、推动高质量发展的必然要求。
建立绿色低碳循环的工业发展体系，既是实现“双碳”目标的基础，也是推动我国绿色发展迈上新台阶的重要机遇。提高能源利用效率、推进能源结构调整和重点领域节能、建立碳排放权交易体系等内容在各地政府工作报告中也多有体现，为地方碳中和人才培养提供了政策支撑。此外，据统计，摩擦消耗掉全世界30%的一次性能源，约有80%的机器零部件因磨损而失效［7-8］。我国每年因摩擦磨损造成的损失约占国内生产总值的4.5%，采取合理的策略来减少摩擦，是实现“双碳”目标的有效手段［9］。金属基润滑材料与技术被认为是有希望大幅度降低能源与资源消耗，提高运动部件能效，实现“双碳”目标的有效途径［10-12］。服务于“双碳”目标，不仅需要相关产业结构不断升级，也势必会涌现一系列新兴行业，具体到金属基润滑材料与技术，其涉及多学科交叉融合，对材料、化学、物理及机械等方面知识的广度和深度均具有极高的要求［13-14］。“双碳”目标的实现离不开高质量的复合型创新型人才，长远来看传统高等教育模式和人才培养理念难以适应“双碳”目标国家战略发展方向，需要贯彻“厚基础、宽口径、重实践、求创新”理念，改革教育教学模式，培养引领“双碳”领域未来发展的领军人才［15］。本文以“双碳”目标为牵引，系统分析其技术人才需求，在消除传统课程体系弊端的基础上，提出建立以习近平生态文明思想为核心的碳中和理念“大通识”、摩擦减排领域全景概览“小通识”和金属基润滑材料与技术“专业知识”有机融合的教育模式创新。
一、教学改革思路和方法
实现碳中和需要在新能源材料、摩擦润滑材料、核用材料、材料基因工程等领域培养高素质专业人才。其中，金属基润滑材料在多个工业领域发挥了关键作用，能显著提升机械系统效率，延长使用寿命，改善可靠性。因此，金属基润滑材料与技术是实现碳中和的关键之一。教学方面，探索和实践面向碳中和的金属基润滑材料与技术是培养碳中和前沿领域人才的重要组成部分，如图1所示。
实现碳中和要培养具备创新和交叉思维的前沿人才，他们需在碳中和与润滑技术领域有广泛认知和独创性研究能力。将绿色低碳理念融入一流人才培养，引导学生对碳中和有宏观认识，构建以习近平生态文明思想为核心的碳中和“大通识”。以“双碳”为引领，指导学生深入研究金属基润滑材料与技术，建立“‘双碳’大通识+小通识+润滑专业知识”特色培养体系，构建专业知识纵横贯通、数字技术