“双碳”愿景下“船舶柴油机”课程中的思想政治教学

宋玉超，魏 一，李国宾

（大连海事大学 轮机工程学院，辽宁 大连 116026）

一、“双碳”愿景和课程思政下的教学分析

为应对气候变化，绿色低碳转型已成为全球发展趋势。在国家发展战略和政策解读的过程中，“双碳”战略在未来数十年势必对我国经济、社会结构和教育教学等产生巨大的影响［1-2］。在推进“双碳”目标的整体变革中，承担科教育人与社会服务一体化职能的高等院校，尤其是交通类高等院校亟须及时调整相关专业的课程内容和培养体系［3］，为交通行业培养掌握低碳与可持续发展相关知识和技能的专业人才，促进我国交通运输行业碳达峰、碳中和乃至碳捕捉及其技术利用等的顺利进行。

在“双碳”战略和其愿景科技的要求下，一是要推动低碳经济高质量发展，二是促进科技创新与产业结构调整，三是实现新能源新材料等技术突破。这些“双碳”愿景的逐步实现，根本上需要科技人才作为有效保障。2021年9月，杭州双碳研究中心成立，清华大学也正式成立碳中和研究院；2022年6月，大连海事大学举办航运碳中和论坛；2022年7月大连理工大学成立碳中和研究院。广大高校正将“双碳”科技理念与教学活动融入教育教学环节，这正是新工科教学要求和国家人才需求下高校人才培养的具体实施。

在推进科技创新和高效教育教学的过程中，参照2020年5月教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》，高校教育要以立德树人为根本任务，全面推进课程思政建设作为落实立德树人根本任务的战略举措。课程思政指以构建全员、全程、全方位育人格局的形式，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把立德树人作为教育的根本任务的一种综合教育理念［4-5］。

“双碳”目标愿景和课程思政对教育与人才的要求，需依靠各行业的贯彻实施。我国海岸线长、港口多、吞吐贸易量大，在国家“双碳”和课程思政的要求下，实现绿色航运、低碳航运和健康航运，是践行国家政策的实际体现。当今在航运高校中，培养新时期航海类人才是重要任务之一，也是交通强国和海洋强国建设的需要。在教学培养理念、模式和机制中，课程教学及其内容是把“双碳”战略和课程思政付诸实践的着力基础。作为专业课程之一，“船舶柴油机”是培养航海类人才的专业精品课程，要承担起这些多元化育人的筑基重任。

二、“船舶柴油机”课程中的思想政治教学

在航运中，由于船舶对燃料动力特殊的依赖性及船用低碳替代燃料的发展前景，实现“双碳”目标需要从两方面进行：一方面，加大对船舶设计、建造过程中的一些原理性、基础性关键技术的研发，通过优化设计、仿生提效、系统智能等低碳技术提升船只的科技创新力和低碳水平；另一方面，探索新燃料、新机型等低碳、零碳乃至负碳动力，从能源角度大幅度降低船舶碳排放［6］。

针对提高能效和新燃料低碳排放的要点，可重点结合内燃机高效率、氢燃料内燃机和结构轻量化等“双碳”愿景科技知识点。在专业知识的教与学过程中，通过剖析船舶柴油机的运行特点，从船舶柴油机总论到船舶柴油机的工作原理、结构、系统功能及其运行管理，从书本理论知识到生产研发实际案例，可多角度全方面地进行“双碳”愿景下专业知识与思政元素的结合，提高专业化授课内容的时代感。

（一）内燃机技术中的实践与创新

高效内燃机和新能源技术的研发离开实践与创新，创新源于实践，实践指导创新。在内燃机方面，2021年，康明斯在中国发布了热效率达48%、680马力的燃油机；2022年，潍柴动力推出本体热效率高达51.09%、441kW的WP13H柴油机。虽然这些小型机的功率无法满足船舶主推进需要，但内燃机效率提升技术的实践与创新，为大功率内燃机的研发提供了参考。由于氢气燃烧火焰传播速度快、放热集中，因而氢内燃机相对传统内燃机具有更高的热效率。2022年，一汽解放也推出13L重型商用车氢内燃机，其功率可达500马力以上，指示热效率可突破55%；2022年，运维船供应商Windcat Workboats成功推出首艘双燃料氢推进动力人员运输船，采用氢气供给系统实现更低的排放，这些技术的突破都来源于牢固的专业知识，是创新能力在实践产品中的体现。

守正创新是遵循事物发展的客观规律和本质要求，有目的、有意识地进行创造性实践，从而产生出合目的性与合规律性的新型成果，“双碳”战略的本质是追求科技的发展，而科技的发展需要依靠知识的学习与创新。学习是科创的前提和基础，科创是学习的目的和手段。这体现了马克思主义唯物论与辩证法的基本原理。

协同创新是指创新资源和要素有效汇聚，通过突破创新主体间的壁垒，充分释放彼此间人才、资本、信息、技术等创新要素活力，从而实现深度合作。“双碳”战略中科技的突破需要依靠广大科研院所及科技人才的共同努力，从相关国企到高校院所之间的协同创新中心，科技资源的流动促进了小型配件乃至整机的快速研发，协同创新中心之间更深更强的互动，必会推动更多“大科技”的孵化与对社会的反哺。每个个体组成了科技创新道路上的生命共同体，生命共同体的强大力量又惠泽着个体。这体现了马克思主义个人与集体、局部与整体的辩证关系。

因此，新型内燃机的突破要坚持理论联系实际，在教育教学与企业生产一线中不断提高实践能力和创新能力。

（二）结构轻量化中的工匠精神

目前柴油机的结构和部件仍以传统铁质材料为主，随着对柴油机经济性和振动噪声等性能的要求逐步提高，柴油机固定部件及动力源部件的轻量化设计是着力需要开展的工作。通过降低柴油机整体重量，系统惯性力随之降低，从而降低了柴油机整体的振动、噪声，以保证柴油机内部件的受力、疲劳以及噪声振动处于良好的水平。因此，结构轻量化和新材料的设计研究是助力“双碳”的可行措施，例如以轻量化和耐磨为目标的大型船用分体式活塞、陶瓷涂层活塞，飞轮壳、齿轮室的材料由灰铸铁HT250改为压铸铝ADC12等。

柴油机结构部件从气缸、活塞、连杆和曲轴到螺栓和垫片等，一般有几十个总成，细分零件可达两三千个。柴油机这一工业产品，是制造工匠们的知识凝结。高校人才作为未来的工匠，要立足专业知识，学习工匠敬业、精益、专注和创新的精神内蕴。

（三）排放控制中的生态文明

2020年，我国明确提出2030年前碳达峰与2060年前碳中和的目标，围绕“双碳”目标，船舶如何进行碳减排，实现绿色低碳发展是交通行业的热点。同时，国际海事组织（IMO）也着力强调降低船舶碳强度，控制船舶能效设计指数、船舶能效运营指数及现有船舶能效指数。

交通海运方面的低碳、零碳乃至负碳追求是生态文明建设的具体体现之一。在国家生态文明发展的道路上，教育教学和专业知识也与之息息相关。依照生态文明发展理念，船舶柴油机在高速发展的同时，不能粗放地利用资源，以恶劣的态度对待自然。船舶上柴油机运行排放的污油、废气等，需经过油水分离、废气处理后才可排至舷外。这些行业文明的遵守和相关举措的升级，都促进了航运绿色文明的提升。

（四）系统优化与效率提升中的南极精神

在“双碳”目标下，从中短期看，内燃机要不断提高热效率，走低碳、清洁发展之路。船舶柴油机及其相关设备性能的提升和相应系统的改进，是在船舶上实现“双碳”目标的关键内容。

船舶柴油机部件及系统的优化和效率提升是现有技术上的突破，而这种突破面临着高速（废气涡轮增压器中叶轮圆周速度可达跨声速级别）、高压（柴油机气缸内爆炸压力高达十几MPa）和材料极限等的挑战。攻克这些技术上的难关，离不开拼搏精神，这与南极精神中的拼搏奋进相一致。

（五）新燃料研发中的继承与创新

“继承”一词早在宋·韩玉《念奴娇·吴东清胜》“继承才业，算来真是名族”中出现，强调接受前人的作风、文化知识，并继续做前人遗留下来的事业。在专业学习中，要做到继承先进的科学技术和专业知识，更要学习前辈投身科学研究和生产创造的奉献精神，在做好继承的同时更要取得前进的动力，探索更高的追求。

在传统柴油及重油的基础上，为进一步实现“双碳”愿景和生态文明建设，立足本专业，从能量来源角度分析新燃料的生产和使用，例如：中国石化、中国石油、东华能源等。2020年，我国氢气产量超过2 500万吨，2021年超过3 300万吨［7］；2020年，我国甲醇产量超过9 436万吨，2021年超过9 738万吨［8］。从燃料来看，我国正在逐年增加氢气产量，这正是“双碳”要求下的生产提升，同时也正在探索高效的绿氢技术。

在专业教学中，国家“双碳”战略和高素质人才培养目标为教育教学指明了方向。具体来看，氢能的企业生产和绿氢制造技术的研究，要求继承学习相关专业知识，并积极探索高新技术。“业精于勤，行成于思”，立足化石燃料进行的新燃料研发，燃料属性是影响“双碳”效果的主要因素。学习氢燃料、柴油、乙醇、氨燃料等物化特性是“继承”，对比燃料油耗率的变化和排放物（碳排放、氮氧化物、颗粒等）成分，研发新燃料及其应用分析是探索与创新。

（六）电控技术中的协同效应

电控柴油机即通过将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其基本组成部分，可有效地实现柴油机在全工况范围的性能最优化，具有较高的燃油经济型等优点。高精度、多功能和适应性强的电子控制推进了船舶柴油机在实现“双碳”目标上的进程。

电控柴油机的实现离不开柴油机中机械部件的协调一致，是机与电的有效协同作用。协同效应又称增效作用，是指两种或两种以上的组分相加或调配在一起，所产生的作用大于各种组分单独应用时作用的总和。在船舶柴油机专业教育过程中，有效结合机械的稳定性和电子技术的精准性，进一步实现船舶柴油机的长效运行，这体现出了“1+1＞2”的协同效应教育思想。

（七）绿色科技中的大局意识

2020年3月，中国船级社发布了《智能船舶规范》（2020年版），强化了绿色、智能是未来船舶与海运产业的核心。在柴油机的起动、换向和操纵系统方面，柴油机工作状态的高效运行和无人船技术等绿色科技是船舶柴油机上“双碳”愿景科技的综合体现。

船舶柴油机的运行不能脱离船舶航行的需要，船舶柴油机是构成船舶的重要动力机器，船舶的航行需要船舶柴油机提供有效的动力。船舶柴油机是个体、是局部，船舶是整体、是全局。这是大局意识上局部与全局的辩证关系，任何行为都要自觉地从大局看问题，正确处理局部与全局的关系，自觉遵从相关决策部署。

（八）政用产学研中的团结协作

团结互助一直以来是中华民族的传统美德。在高等教育人才培养的过程中，需要秉承政府指导方针策略，结合企业项目需求动向，根据学生个体特点特长，以教师为主体，以课程为载体，以学生为对象，进行全方位立体化的创新教育。

在国家“双碳”战略和“大思政课”的发展要求下，“政—用—产—学—研”有效协作正在进一步提升创新“内生力”。在航运方面，与采用常规燃料相比，使用液化天然气作为主燃料的超大型原油船的碳排放减少约20%，硫排放减少约95%以上；中国船舶集团旗下江南造船独立研发推出了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳运输船设计方案等。在结合航运产业“双碳”改革的基础上，“船舶柴油机”课程教学鼓励学生基于创新创业平台深入主体研究。以大连海事大学为例，2020—2022年连续三年参加创新创业训练计划的学生分别为980、1 011和1 299人次，师生的主观能动性得以进一步提高。在“政—用—产—学—研”的一体化建设中，论文报告促进了师生对国家重点科技和产业特色的深入理解，专利产品反哺企业单位的科技升级，最终形成高等教育和科技创新中的勃勃生机。

综上所述，“大思政课”育人格局的形成，需扎实推进学校思想政治工作，尤其是高校课程的思政教学工作。以“船舶柴油机”为例的课程思政教学，体现了实践与创新、工匠精神、生态文明、南极精神、继承与创新、协同效应、大局意识和团结协作的育人精神，具有思想政治教育的潜力，是落实立德树人的有效载体。

结语

“双碳”愿景下进一步实现课程思政，需以专业课程为途径和手段，以培养人才为目标和导向。为提升高校教学与国家科技需求的协同程度，一方面要求教师结合国家发展战略、紧跟科技发展方向，进行课程内容调整；另一方面也需提升教师和学生的思想政治觉悟，依托特色专业和实践活动进行社会主义核心价值观的培养，以实现专业知识和思想素养的双重教育效果。