“雙碳”愿景下“船舶柴油機(jī)”課程中的思想政治教學(xué)

宋玉超，魏 一，李國(guó)賓

（大連海事大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧 大連 116026）

一、“雙碳”愿景和課程思政下的教學(xué)分析

為應(yīng)對(duì)氣候變化，綠色低碳轉(zhuǎn)型已成為全球發(fā)展趨勢(shì)。在國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和政策解讀的過(guò)程中，“雙碳”戰(zhàn)略在未來(lái)數(shù)十年勢(shì)必對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)結(jié)構(gòu)和教育教學(xué)等產(chǎn)生巨大的影響［1-2］。在推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的整體變革中，承擔(dān)科教育人與社會(huì)服務(wù)一體化職能的高等院校，尤其是交通類高等院校亟須及時(shí)調(diào)整相關(guān)專業(yè)的課程內(nèi)容和培養(yǎng)體系［3］，為交通行業(yè)培養(yǎng)掌握低碳與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)知識(shí)和技能的專業(yè)人才，促進(jìn)我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和乃至碳捕捉及其技術(shù)利用等的順利進(jìn)行。

在“雙碳”戰(zhàn)略和其愿景科技的要求下，一是要推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，二是促進(jìn)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，三是實(shí)現(xiàn)新能源新材料等技術(shù)突破。這些“雙碳”愿景的逐步實(shí)現(xiàn)，根本上需要科技人才作為有效保障。2021年9月，杭州雙碳研究中心成立，清華大學(xué)也正式成立碳中和研究院；2022年6月，大連海事大學(xué)舉辦航運(yùn)碳中和論壇；2022年7月大連理工大學(xué)成立碳中和研究院。廣大高校正將“雙碳”科技理念與教學(xué)活動(dòng)融入教育教學(xué)環(huán)節(jié)，這正是新工科教學(xué)要求和國(guó)家人才需求下高校人才培養(yǎng)的具體實(shí)施。

在推進(jìn)科技創(chuàng)新和高效教育教學(xué)的過(guò)程中，參照2020年5月教育部頒布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，高校教育要以立德樹(shù)人為根本任務(wù)，全面推進(jìn)課程思政建設(shè)作為落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措。課程思政指以構(gòu)建全員、全程、全方位育人格局的形式，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，把立德樹(shù)人作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念［4-5］。

“雙碳”目標(biāo)愿景和課程思政對(duì)教育與人才的要求，需依靠各行業(yè)的貫徹實(shí)施。我國(guó)海岸線長(zhǎng)、港口多、吞吐貿(mào)易量大，在國(guó)家“雙碳”和課程思政的要求下，實(shí)現(xiàn)綠色航運(yùn)、低碳航運(yùn)和健康航運(yùn)，是踐行國(guó)家政策的實(shí)際體現(xiàn)。當(dāng)今在航運(yùn)高校中，培養(yǎng)新時(shí)期航海類人才是重要任務(wù)之一，也是交通強(qiáng)國(guó)和海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)的需要。在教學(xué)培養(yǎng)理念、模式和機(jī)制中，課程教學(xué)及其內(nèi)容是把“雙碳”戰(zhàn)略和課程思政付諸實(shí)踐的著力基礎(chǔ)。作為專業(yè)課程之一，“船舶柴油機(jī)”是培養(yǎng)航海類人才的專業(yè)精品課程，要承擔(dān)起這些多元化育人的筑基重任。

二、“船舶柴油機(jī)”課程中的思想政治教學(xué)

在航運(yùn)中，由于船舶對(duì)燃料動(dòng)力特殊的依賴性及船用低碳替代燃料的發(fā)展前景，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需要從兩方面進(jìn)行：一方面，加大對(duì)船舶設(shè)計(jì)、建造過(guò)程中的一些原理性、基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿生提效、系統(tǒng)智能等低碳技術(shù)提升船只的科技創(chuàng)新力和低碳水平；另一方面，探索新燃料、新機(jī)型等低碳、零碳乃至負(fù)碳動(dòng)力，從能源角度大幅度降低船舶碳排放［6］。

針對(duì)提高能效和新燃料低碳排放的要點(diǎn)，可重點(diǎn)結(jié)合內(nèi)燃機(jī)高效率、氫燃料內(nèi)燃機(jī)和結(jié)構(gòu)輕量化等“雙碳”愿景科技知識(shí)點(diǎn)。在專業(yè)知識(shí)的教與學(xué)過(guò)程中，通過(guò)剖析船舶柴油機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，從船舶柴油機(jī)總論到船舶柴油機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能及其運(yùn)行管理，從書(shū)本理論知識(shí)到生產(chǎn)研發(fā)實(shí)際案例，可多角度全方面地進(jìn)行“雙碳”愿景下專業(yè)知識(shí)與思政元素的結(jié)合，提高專業(yè)化授課內(nèi)容的時(shí)代感。

（一）內(nèi)燃機(jī)技術(shù)中的實(shí)踐與創(chuàng)新

高效內(nèi)燃機(jī)和新能源技術(shù)的研發(fā)離開(kāi)實(shí)踐與創(chuàng)新，創(chuàng)新源于實(shí)踐，實(shí)踐指導(dǎo)創(chuàng)新。在內(nèi)燃機(jī)方面，2021年，康明斯在中國(guó)發(fā)布了熱效率達(dá)48%、680馬力的燃油機(jī)；2022年，濰柴動(dòng)力推出本體熱效率高達(dá)51.09%、441kW的WP13H柴油機(jī)。雖然這些小型機(jī)的功率無(wú)法滿足船舶主推進(jìn)需要，但內(nèi)燃機(jī)效率提升技術(shù)的實(shí)踐與創(chuàng)新，為大功率內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)提供了參考。由于氫氣燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、放熱集中，因而氫?nèi)燃機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)具有更高的熱效率。2022年，一汽解放也推出13L重型商用車氫內(nèi)燃機(jī)，其功率可達(dá)500馬力以上，指示熱效率可突破55%；2022年，運(yùn)維船供應(yīng)商Windcat Workboats成功推出首艘雙燃料氫推進(jìn)動(dòng)力人員運(yùn)輸船，采用氫氣供給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更低的排放，這些技術(shù)的突破都來(lái)源于牢固的專業(yè)知識(shí)，是創(chuàng)新能力在實(shí)踐產(chǎn)品中的體現(xiàn)。

守正創(chuàng)新是遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律和本質(zhì)要求，有目的、有意識(shí)地進(jìn)行創(chuàng)造性實(shí)踐，從而產(chǎn)生出合目的性與合規(guī)律性的新型成果，“雙碳”戰(zhàn)略的本質(zhì)是追求科技的發(fā)展，而科技的發(fā)展需要依靠知識(shí)的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。學(xué)習(xí)是科創(chuàng)的前提和基礎(chǔ)，科創(chuàng)是學(xué)習(xí)的目的和手段。這體現(xiàn)了馬克思主義唯物論與辯證法的基本原理。

協(xié)同創(chuàng)新是指創(chuàng)新資源和要素有效匯聚，通過(guò)突破創(chuàng)新主體間的壁壘，充分釋放彼此間人才、資本、信息、技術(shù)等創(chuàng)新要素活力，從而實(shí)現(xiàn)深度合作?！半p碳”戰(zhàn)略中科技的突破需要依靠廣大科研院所及科技人才的共同努力，從相關(guān)國(guó)企到高校院所之間的協(xié)同創(chuàng)新中心，科技資源的流動(dòng)促進(jìn)了小型配件乃至整機(jī)的快速研發(fā)，協(xié)同創(chuàng)新中心之間更深更強(qiáng)的互動(dòng)，必會(huì)推動(dòng)更多“大科技”的孵化與對(duì)社會(huì)的反哺。每個(gè)個(gè)體組成了科技創(chuàng)新道路上的生命共同體，生命共同體的強(qiáng)大力量又惠澤著個(gè)體。這體現(xiàn)了馬克思主義個(gè)人與集體、局部與整體的辯證關(guān)系。

因此，新型內(nèi)燃機(jī)的突破要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，在教育教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)一線中不斷提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（二）結(jié)構(gòu)輕量化中的工匠精神

目前柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和部件仍以傳統(tǒng)鐵質(zhì)材料為主，隨著對(duì)柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和振動(dòng)噪聲等性能的要求逐步提高，柴油機(jī)固定部件及動(dòng)力源部件的輕量化設(shè)計(jì)是著力需要開(kāi)展的工作。通過(guò)降低柴油機(jī)整體重量，系統(tǒng)慣性力隨之降低，從而降低了柴油機(jī)整體的振動(dòng)、噪聲，以保證柴油機(jī)內(nèi)部件的受力、疲勞以及噪聲振動(dòng)處于良好的水平。因此，結(jié)構(gòu)輕量化和新材料的設(shè)計(jì)研究是助力“雙碳”的可行措施，例如以輕量化和耐磨為目標(biāo)的大型船用分體式活塞、陶瓷涂層活塞，飛輪殼、齒輪室的材料由灰鑄鐵HT250改為壓鑄鋁ADC12等。

柴油機(jī)結(jié)構(gòu)部件從氣缸、活塞、連桿和曲軸到螺栓和墊片等，一般有幾十個(gè)總成，細(xì)分零件可達(dá)兩三千個(gè)。柴油機(jī)這一工業(yè)產(chǎn)品，是制造工匠們的知識(shí)凝結(jié)。高校人才作為未來(lái)的工匠，要立足專業(yè)知識(shí)，學(xué)習(xí)工匠敬業(yè)、精益、專注和創(chuàng)新的精神內(nèi)蘊(yùn)。

（三）排放控制中的生態(tài)文明

2020年，我國(guó)明確提出2030年前碳達(dá)峰與2060年前碳中和的目標(biāo)，圍繞“雙碳”目標(biāo)，船舶如何進(jìn)行碳減排，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展是交通行業(yè)的熱點(diǎn)。同時(shí)，國(guó)際海事組織（IMO）也著力強(qiáng)調(diào)降低船舶碳強(qiáng)度，控制船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)、船舶能效運(yùn)營(yíng)指數(shù)及現(xiàn)有船舶能效指數(shù)。

交通海運(yùn)方面的低碳、零碳乃至負(fù)碳追求是生態(tài)文明建設(shè)的具體體現(xiàn)之一。在國(guó)家生態(tài)文明發(fā)展的道路上，教育教學(xué)和專業(yè)知識(shí)也與之息息相關(guān)。依照生態(tài)文明發(fā)展理念，船舶柴油機(jī)在高速發(fā)展的同時(shí)，不能粗放地利用資源，以惡劣的態(tài)度對(duì)待自然。船舶上柴油機(jī)運(yùn)行排放的污油、廢氣等，需經(jīng)過(guò)油水分離、廢氣處理后才可排至舷外。這些行業(yè)文明的遵守和相關(guān)舉措的升級(jí)，都促進(jìn)了航運(yùn)綠色文明的提升。

（四）系統(tǒng)優(yōu)化與效率提升中的南極精神

在“雙碳”目標(biāo)下，從中短期看，內(nèi)燃機(jī)要不斷提高熱效率，走低碳、清潔發(fā)展之路。船舶柴油機(jī)及其相關(guān)設(shè)備性能的提升和相應(yīng)系統(tǒng)的改進(jìn)，是在船舶上實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵內(nèi)容。

船舶柴油機(jī)部件及系統(tǒng)的優(yōu)化和效率提升是現(xiàn)有技術(shù)上的突破，而這種突破面臨著高速（廢氣渦輪增壓器中葉輪圓周速度可達(dá)跨聲速級(jí)別）、高壓（柴油機(jī)氣缸內(nèi)爆炸壓力高達(dá)十幾MPa）和材料極限等的挑戰(zhàn)。攻克這些技術(shù)上的難關(guān)，離不開(kāi)拼搏精神，這與南極精神中的拼搏奮進(jìn)相一致。

（五）新燃料研發(fā)中的繼承與創(chuàng)新

“繼承”一詞早在宋·韓玉《念奴嬌·吳東清勝》“繼承才業(yè)，算來(lái)真是名族”中出現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)接受前人的作風(fēng)、文化知識(shí)，并繼續(xù)做前人遺留下來(lái)的事業(yè)。在專業(yè)學(xué)習(xí)中，要做到繼承先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和專業(yè)知識(shí)，更要學(xué)習(xí)前輩投身科學(xué)研究和生產(chǎn)創(chuàng)造的奉獻(xiàn)精神，在做好繼承的同時(shí)更要取得前進(jìn)的動(dòng)力，探索更高的追求。

在傳統(tǒng)柴油及重油的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“雙碳”愿景和生態(tài)文明建設(shè)，立足本專業(yè)，從能量來(lái)源角度分析新燃料的生產(chǎn)和使用，例如：中國(guó)石化、中國(guó)石油、東華能源等。2020年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量超過(guò)2 500萬(wàn)噸，2021年超過(guò)3 300萬(wàn)噸［7］；2020年，我國(guó)甲醇產(chǎn)量超過(guò)9 436萬(wàn)噸，2021年超過(guò)9 738萬(wàn)噸［8］。從燃料來(lái)看，我國(guó)正在逐年增加氫氣產(chǎn)量，這正是“雙碳”要求下的生產(chǎn)提升，同時(shí)也正在探索高效的綠氫技術(shù)。

在專業(yè)教學(xué)中，國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略和高素質(zhì)人才培養(yǎng)目標(biāo)為教育教學(xué)指明了方向。具體來(lái)看，氫能的企業(yè)生產(chǎn)和綠氫制造技術(shù)的研究，要求繼承學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，并積極探索高新技術(shù)。“業(yè)精于勤，行成于思”，立足化石燃料進(jìn)行的新燃料研發(fā)，燃料屬性是影響“雙碳”效果的主要因素。學(xué)習(xí)氫燃料、柴油、乙醇、氨燃料等物化特性是“繼承”，對(duì)比燃料油耗率的變化和排放物（碳排放、氮氧化物、顆粒等）成分，研發(fā)新燃料及其應(yīng)用分析是探索與創(chuàng)新。

（六）電控技術(shù)中的協(xié)同效應(yīng)

電控柴油機(jī)即通過(guò)將電子設(shè)備及軟件應(yīng)用于船用柴油機(jī)并成為其基本組成部分，可有效地實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)在全工況范圍的性能最優(yōu)化，具有較高的燃油經(jīng)濟(jì)型等優(yōu)點(diǎn)。高精度、多功能和適應(yīng)性強(qiáng)的電子控制推進(jìn)了船舶柴油機(jī)在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)上的進(jìn)程。

電控柴油機(jī)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)柴油機(jī)中機(jī)械部件的協(xié)調(diào)一致，是機(jī)與電的有效協(xié)同作用。協(xié)同效應(yīng)又稱增效作用，是指兩種或兩種以上的組分相加或調(diào)配在一起，所產(chǎn)生的作用大于各種組分單獨(dú)應(yīng)用時(shí)作用的總和。在船舶柴油機(jī)專業(yè)教育過(guò)程中，有效結(jié)合機(jī)械的穩(wěn)定性和電子技術(shù)的精準(zhǔn)性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)船舶柴油機(jī)的長(zhǎng)效運(yùn)行，這體現(xiàn)出了“1+1＞2”的協(xié)同效應(yīng)教育思想。

（七）綠色科技中的大局意識(shí)

2020年3月，中國(guó)船級(jí)社發(fā)布了《智能船舶規(guī)范》（2020年版），強(qiáng)化了綠色、智能是未來(lái)船舶與海運(yùn)產(chǎn)業(yè)的核心。在柴油機(jī)的起動(dòng)、換向和操縱系統(tǒng)方面，柴油機(jī)工作狀態(tài)的高效運(yùn)行和無(wú)人船技術(shù)等綠色科技是船舶柴油機(jī)上“雙碳”愿景科技的綜合體現(xiàn)。

船舶柴油機(jī)的運(yùn)行不能脫離船舶航行的需要，船舶柴油機(jī)是構(gòu)成船舶的重要?jiǎng)恿C(jī)器，船舶的航行需要船舶柴油機(jī)提供有效的動(dòng)力。船舶柴油機(jī)是個(gè)體、是局部，船舶是整體、是全局。這是大局意識(shí)上局部與全局的辯證關(guān)系，任何行為都要自覺(jué)地從大局看問(wèn)題，正確處理局部與全局的關(guān)系，自覺(jué)遵從相關(guān)決策部署。

（八）政用產(chǎn)學(xué)研中的團(tuán)結(jié)協(xié)作

團(tuán)結(jié)互助一直以來(lái)是中華民族的傳統(tǒng)美德。在高等教育人才培養(yǎng)的過(guò)程中，需要秉承政府指導(dǎo)方針策略，結(jié)合企業(yè)項(xiàng)目需求動(dòng)向，根據(jù)學(xué)生個(gè)體特點(diǎn)特長(zhǎng)，以教師為主體，以課程為載體，以學(xué)生為對(duì)象，進(jìn)行全方位立體化的創(chuàng)新教育。

在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略和“大思政課”的發(fā)展要求下，“政—用—產(chǎn)—學(xué)—研”有效協(xié)作正在進(jìn)一步提升創(chuàng)新“內(nèi)生力”。在航運(yùn)方面，與采用常規(guī)燃料相比，使用液化天然氣作為主燃料的超大型原油船的碳排放減少約20%，硫排放減少約95%以上；中國(guó)船舶集團(tuán)旗下江南造船獨(dú)立研發(fā)推出了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì)方案等。在結(jié)合航運(yùn)產(chǎn)業(yè)“雙碳”改革的基礎(chǔ)上，“船舶柴油機(jī)”課程教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)深入主體研究。以大連海事大學(xué)為例，2020—2022年連續(xù)三年參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃的學(xué)生分別為980、1 011和1 299人次，師生的主觀能動(dòng)性得以進(jìn)一步提高。在“政—用—產(chǎn)—學(xué)—研”的一體化建設(shè)中，論文報(bào)告促進(jìn)了師生對(duì)國(guó)家重點(diǎn)科技和產(chǎn)業(yè)特色的深入理解，專利產(chǎn)品反哺企業(yè)單位的科技升級(jí)，最終形成高等教育和科技創(chuàng)新中的勃勃生機(jī)。

綜上所述，“大思政課”育人格局的形成，需扎實(shí)推進(jìn)學(xué)校思想政治工作，尤其是高校課程的思政教學(xué)工作。以“船舶柴油機(jī)”為例的課程思政教學(xué)，體現(xiàn)了實(shí)踐與創(chuàng)新、工匠精神、生態(tài)文明、南極精神、繼承與創(chuàng)新、協(xié)同效應(yīng)、大局意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的育人精神，具有思想政治教育的潛力，是落實(shí)立德樹(shù)人的有效載體。

結(jié)語(yǔ)

“雙碳”愿景下進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)課程思政，需以專業(yè)課程為途徑和手段，以培養(yǎng)人才為目標(biāo)和導(dǎo)向。為提升高校教學(xué)與國(guó)家科技需求的協(xié)同程度，一方面要求教師結(jié)合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、緊跟科技發(fā)展方向，進(jìn)行課程內(nèi)容調(diào)整；另一方面也需提升教師和學(xué)生的思想政治覺(jué)悟，依托特色專業(yè)和實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行社會(huì)主義核心價(jià)值觀的培養(yǎng)，以實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)和思想素養(yǎng)的雙重教育效果。