利用碳中和科研成果進行冶金工程研究生課程思政教育的路徑與方法

王亞軍 劉寶

[摘要]本文旨在探討如何利用碳中和科研成果，結(jié)合鋼鐵冶金工程領域的實際情況，對冶金工程專業(yè)研究生課程思政教育進行有效促進的路徑與方法探索。通過對碳中和概念的介紹和鋼鐵冶金領域碳中和發(fā)展現(xiàn)狀的分析，突出了碳中和在冶金工程中的重要性。進一步探討了鋼鐵冶金各工序碳中和研發(fā)的進展，并結(jié)合課程思政在研究生教育中的重要性，提出了將碳中和研究成果應用于研究生思政課堂的可行性及路徑，相關研究結(jié)果將為提升冶金工程專業(yè)研究生課程思政教育質(zhì)量提供參考。

[關鍵詞]碳中和；冶金工程；研究生教育；課程思政

[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2024.06.021

引言

隨著碳排放對全球氣候變化的影響日益凸顯，碳中和已成為全球關注的焦點；作為重要的碳排放行業(yè)之一，鋼鐵冶金行業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型升級的挑戰(zhàn)。在這一背景下，結(jié)合碳中和科研成果開展研究生課程思政教育，既有助于培養(yǎng)學生的社會責任感和創(chuàng)新精神，也有助于促進鋼鐵產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

一、鋼鐵冶金領域碳中和研究進展

鋼鐵碳中和是一個長期的科研和技術創(chuàng)新過程[1]，通過技術創(chuàng)新、生產(chǎn)流程優(yōu)化、資源回收利用和政策支持等方面的努力，鋼鐵行業(yè)有望逐步實現(xiàn)碳中和目標，為應對全球氣候變化做出貢獻。

（一）技術創(chuàng)新

傳統(tǒng)的“高爐－轉(zhuǎn)爐法”鋼鐵生產(chǎn)流程步驟繁瑣且能耗高。通過直接還原煉鐵工業(yè)的技術革新，可大幅度降低能耗和碳排放，該工藝產(chǎn)生的廢渣相對較少、質(zhì)地均勻、易于處理和利用，有助于提高資源利用效率和減少廢棄物處理成本。生物質(zhì)可以作為一種替代性的還原劑，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焦炭或煤炭，可以實現(xiàn)煉鐵過程中的碳中和，減少CO2排放；還可以通過氣化過程產(chǎn)生合成氣體，用于鋼鐵生產(chǎn)過程中的還原劑或燃料；不僅可以減少化石燃料的使用，還可以將農(nóng)業(yè)廢棄物等資源進行有效利用，實現(xiàn)減排和資源回收的雙重效果。另外，碳捕集利用與封存技術指的是在鋼鐵生產(chǎn)過程中捕捉并轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的CO2，這一技術不僅可以將CO2轉(zhuǎn)化為有附加值的資源，還可以降低碳排放量。

（二）生產(chǎn)流程優(yōu)化

在鋼鐵生產(chǎn)過程中，不同的原料配比會影響到能耗和排放，通過優(yōu)化原料配比可以降低能耗和排放，同時提高生產(chǎn)效率。提高能效是降低能耗和排放的重要手段，通過采用先進的設備和技術，如高效節(jié)能的煉鋼爐、高速連鑄機等，可以大幅提高鋼鐵生產(chǎn)的能效，從而降低能耗和排放，以實現(xiàn)更環(huán)保的鋼鐵生產(chǎn)。

（三）資源回收利用

廢鋼是一種寶貴的資源，可以通過回收利用來減少對自然資源的開采和消耗。在現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中，廢鋼通常是通過兩種主要方法進行回收：電弧爐熔煉和基于廢鋼的轉(zhuǎn)爐法；其中，電弧爐熔煉是通過在電弧爐中將廢鋼加熱至高溫，使其熔化并去除雜質(zhì)，然后將合適的合金和其他添加劑混入，最終得到所需的鋼材。

二、研究生教育過程中課程思政的重要性

研究生課程中的思政教育是中國高等教育體系中的一個重要組成部分，它不僅是對學生進行思想政治教育的必要手段，也是培養(yǎng)具有良好道德品質(zhì)、社會責任感和國家認同感的高素質(zhì)人才的重要途徑[2]。

首先，研究生課程思政教育有助于加強學生的思想政治教育。通過課程的學習，學生可以系統(tǒng)地學習中國特色社會主義理論，深入理解黨的基本路線和方針政策，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，增強政治意識、大局意識、核心意識、看齊意識，形成堅定的理想信念，為成為社會主義建設者和接班人打下堅實的思想基礎。

其次，研究生課程思政教育有助于提高學生的道德素質(zhì)。通過課程的學習，學生可以學習到社會主義核心價值觀，包括富強、民主、文明、和諧，自由、平等、公正、法治，愛國、敬業(yè)、誠信、友善等，這些價值觀是學生成長過程中的重要導航，有助于學生在學習和生活中做出正確的道德選擇，培養(yǎng)良好的道德品質(zhì)，成為社會的有用之才。

三、將鋼鐵碳中和研究成果融入研究生課程思政教育的必要性

冶金工程專業(yè)的研究生在學習和研究過程中，往往會接觸到各種金屬材料的制備、加工和應用，這些工作在很大程度上影響著國家的工業(yè)基礎和經(jīng)濟發(fā)展。因此，對冶金工程專業(yè)研究生進行課程思政教育，不僅是提升他們的思想政治素質(zhì)，更是將他們培養(yǎng)成為具有家國情懷和社會責任感的科技人才的重要途徑。

首先，鋼鐵碳中和是當前全球關注的重大科學問題，也是中國在新時代背景下推動綠色發(fā)展、構(gòu)建生態(tài)文明的重要內(nèi)容。通過將鋼鐵碳中和的科研成果融入課程教學，可以使學生深刻理解到科技創(chuàng)新在推動社會進步中的重要作用，激發(fā)他們的科研熱情和創(chuàng)新精神。

其次，課程思政教育可以幫助研究生樹立正確的價值觀。在研究鋼鐵碳中和的過程中，學生將學習到如何在保證材料性能的同時減少碳排放和環(huán)境污染，將這些理念應用到未來的科研和職業(yè)生涯中，為推動行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和升級貢獻力量，這有助于他們形成綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的價值觀。

最后，課程思政教育有助于培養(yǎng)研究生的國家意識和民族自豪感。鋼鐵碳中和的科研成果是中國在全球范圍內(nèi)的重要成就，將這些成果納入課程教學可以讓學生更加自豪地認同自己的國家和民族，增強他們的國家意識和民族自豪感，從而更加積極地為國家的發(fā)展和民族的復興貢獻自己的智慧和力量。

四、將鋼鐵碳中和科研成果融入研究生課程思政的路徑與方法

（一）以鋼鐵碳中和科研成果為核心內(nèi)容，融入研究生課程思政教育

研究生課程思政教育作為塑造研究生世界觀、人生觀和價值觀的關鍵環(huán)節(jié)，承載著至關重要的教育使命。而鋼鐵碳中和科研成果的取得，則標志著我國在新時代科技進步與生態(tài)文明建設方面取得了顯著成就，成為推動社會可持續(xù)發(fā)展的重要力量。將這些科研成果融入研究生課程思政教育，可以使研究生在學習和科研的同時，深入理解社會主義核心價值觀，增強國家意識、創(chuàng)新意識和社會責任感，具體方法包括：

一是設計以鋼鐵碳中和科研成果為主題的課程，通過課堂講授、案例分析等方式，讓學生了解鋼鐵碳中和的科學原理、技術路線、經(jīng)濟社會效益等，培養(yǎng)他們的科學精神和創(chuàng)新能力。

二是利用多媒體和互聯(lián)網(wǎng)資源，組織學生觀看相關的科普視頻、參觀科普展覽，通過直觀的方式讓他們感受到鋼鐵碳中和科研成果的重要性和現(xiàn)實意義，增強他們的環(huán)保意識和生態(tài)文明意識。

三是結(jié)合實際，組織學生參與相關的科研實踐活動，如參與鋼鐵碳中和技術的研發(fā)、參與環(huán)境監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析等，讓學生在實踐中體驗科技創(chuàng)新的過程、理解科技對社會發(fā)展的推動作用，培養(yǎng)他們的實踐能力和團隊協(xié)作精神。

四是開展主題教育活動，如以“我為鋼鐵碳中和做貢獻”為主題的征文、演講比賽等，鼓勵學生表達對鋼鐵碳中和科研成果的理解和感悟，通過活動的形式讓他們在交流中深化認識、提升思想政治教育的實效性。

（二）以案例教學為主要方式，引導研究生深入思考和討論

案例教學是一種以真實的案例為基礎，通過討論、分析、研究等方式，讓學生在實際問題中學習知識、培養(yǎng)思維能力的教學方法[3]。在研究生課程思政教育中，可以運用案例教學，引導學生深入思考鋼鐵碳中和科研成果的意義和價值，以及如何將其應用到實際工作中，具體方法包括：

一是精心選擇與鋼鐵碳中和科研成果相關的案例，如國內(nèi)外鋼鐵碳中和技術的應用、環(huán)保政策的制定與實施、企業(yè)綠色發(fā)展的實踐等，將這些案例融入課程中，讓學生在學習中進行對比分析和批判性思考。

二是設計案例討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生就案例中的問題和挑戰(zhàn)展開討論，引導學生從政策、技術、管理等多個角度分析問題，培養(yǎng)他們的綜合分析能力和解決問題的能力。

三是設立案例研究課題，要求學生對某一案例進行深入研究、撰寫研究報告，通過研究讓他們深入理解鋼鐵碳中和科研成果的實際應用，并提出自己的見解和建議。

四是利用信息技術手段，如網(wǎng)絡論壇、在線討論室等，建立案例教學平臺，讓學生在線交流、討論，增強案例教學的互動性和參與感。

（三）以實踐教學為重要途徑，增強研究生的實踐能力

實踐教學是將理論知識與實際操作相結(jié)合，通過實際操作來增強學生的實踐能力和創(chuàng)新能力的教學方法[4]。在鋼鐵碳中和科研成果的教學中，實踐教學可以幫助學生將所學知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力，具體方法包括：

一是建立實踐教學基地，與相關企業(yè)、研究機構(gòu)合作，讓學生參與到鋼鐵碳中和技術的研發(fā)和應用中，通過實踐操作提高他們的動手能力和技術水平。

二是組織學生參與環(huán)境監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析等工作，讓學生在實際工作中學習和運用環(huán)境科學知識，培養(yǎng)他們的科學態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)。

三是開展創(chuàng)新實踐活動，如鋼鐵碳中和技術的模擬實驗、原型設計等，鼓勵學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力并提出新的解決方案和技術路線。

四是建立實踐教學評價體系，將學生在實踐活動中的表現(xiàn)作為評價的重要內(nèi)容，激勵他們積極參與實踐、提高實踐能力。

（四）以跨學科教學為輔助手段，拓寬研究生的知識視野

跨學科教學是指在教學過程中，將不同學科的知識和方法相互結(jié)合，以促進學生跨學科思維能力的培養(yǎng)。在鋼鐵碳中和科研成果的教學中，跨學科教學可以幫助學生建立起更為全面的知識體系，提高學生的綜合素質(zhì)，具體方法包括：

一是引入環(huán)境科學、材料科學、化學等相關學科的知識，讓學生了解鋼鐵碳中和技術的多學科背景，增強他們的學科認同感。

二是結(jié)合管理科學、經(jīng)濟學等學科的方法，讓學生從不同角度分析鋼鐵碳中和的經(jīng)濟社會效益，培養(yǎng)他們的跨學科思維和決策能力。

三是用信息技術和大數(shù)據(jù)分析，讓學生學習如何收集、處理和分析相關數(shù)據(jù)，培養(yǎng)他們的信息素養(yǎng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的思維方式。

四是開展跨學科研討會，邀請不同學科的專家學者與學生交流，讓他們對鋼鐵碳中和科研成果有更深入地理解和認識。

通過上述四項內(nèi)容的實施，可以有效地將鋼鐵碳中和科研成果融入研究生課程思政教育，不僅能夠提升學生的專業(yè)素養(yǎng)，還能在思想政治教育方面取得積極的效果，為培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞纳鐣髁x建設者和接班人奠定堅實的基礎。

五、結(jié)語

嵌入碳中和的科研成果至冶金工程研究生課程思政教學之中，可以引導學生更加主動地投身于碳減排的相關學習和工作中，對于培育學生的環(huán)境保護意識、創(chuàng)新思維以及社會責任感具有重要意義。本文提出了一些具體的路徑與方法，這些方法旨在激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和實踐能力，為未來冶金工程領域的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

參考文獻：

[1]王新東，上官方欽，邢奕，等.“雙碳”目標下鋼鐵企業(yè)低碳發(fā)展的技術路徑[J].工程科學學報，2023，45（5）：853-862.

[2]盧雪英，黃紅武，韓勇，等.工科研究生教育課程思政建設的實踐與思考[J].中國高等教育，2022（9）：35-37.

[3]張家軍，靳玉樂.論案例教學的本質(zhì)與特點[J].中國教育學刊，2004（1）：51-53+65.

[4]李強.高校思想政治理論課實踐教學若干問題解析[J].學校黨建與思想教育，2007（3）：31-32.

基金項目：華北理工大學教育教學改革研究與實踐項目，項目名稱：新工科背景下基于多學科交叉融合的《冶金原理》課程教學改革研究（項目編號：L21126）

作者簡介：

王亞軍（1986.2-），男，漢族，河北唐山人，博士，講師，研究方向：冶金工程教育、思想政治教育；

劉寶（1989.8-），男，漢族，河北唐山人，博士，副教授，研究方向：冶金工程教育、思想政治教育。