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碳中和思想融入高校专业课程的实践探索
刘雪芹
文章字数:1514
  全球气候变化是21世纪人类共同面临的重大挑战。“碳达峰、碳中和”相关技术将成为未来全球科技竞争、产业革命和大国角力的关键。构建绿色低碳的新型能源体系对实现国家的“碳达峰、碳中和”战略具有极其重要的意义。“双碳”目标于2020年9月由习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出,目前已经成为中国未来的重要任务和国家战略。
  电子信息专业学位主要培养从事实际工程领域工作的应用型高层次专门人才,要求学生具有较强的专业能力和良好的职业素养。如何显著提高学生的工程实践应用能力,达到专业学位研究生培养方案的要求,或符合行业认可的专业学位研究生质量标准,进而契合碳中和新时代特征和国家战略发展要求?这是当前我国研究生教育面临的一个关键问题。
  案例教学模式是一种以学生为中心的教学模式,通过情景模拟引导学生“做中学”。案例教学这一场景化学习的形式,也特别强调学习的实践性。这对激发学生的学习兴趣、加强基础知识掌握、培养学生的实践能力具有重要作用。显然,案例教学是促进专业学位研究生教育教学模式改革的重要途径。
  在教学过程中,引入案例教学,强化专业实践教学,同时融合碳中和思想,是新时期培养新质教育能力的重要途径。
  例如,在专业课程教学中,我们设计了《高效异质结钙钛矿太阳能电池优化设计》案例。钙钛矿太阳能电池作为一种高效廉价的下一代太阳电池,近些年获得了全球学术界和产业界的空前关注,也取得了巨大成功。该案例通过器件模拟结合数据分析讨论,探索了钙钛矿高效太阳能电池的优化设计路径。学生通过基础知识的学习和动手实践,较好地掌握了钙钛矿高效太阳能电池的创新理念。太阳能电池是太阳能发电的核心器件,本身就属于碳中和范畴。在这一案例的学习过程中,可进一步强化可持续发展理念,明确国家“双碳”战略目标。
  在《机器学习》课程中,我们学习了“Deepseek突破”案例。2025年1月,梁文锋领导的深度求索公司(DeepSeek)发布具有极佳推理性能的开源R1大模型,迅速在全球科技界引发广泛关注。其开发成本远低于ChatGPT、CoPilot和Grok等西方主流大模型,却凭借多项技术突破,在达到相当性能的前提下,仅依靠低性能芯片组就实现了效率的显著提升。DeepSeek这一国内人工智能公司研发的大型语言模型,最大的优势在于算法的改进和优化,在实现高性能的同时,显著降低了成本。Deepseek之前,全球人工智能产业界长期以来的信条是“大力出奇迹”,国际主流大模型基本是靠所谓的“堆算力”。2025年9月17日,由DeepSeek团队共同完成、CEO梁文锋担任通讯作者的DeepSeek-R1推理模型研究论文,成功登上国际权威期刊《Nature》封面。这不仅是中国大语言模型首次获此殊荣,更让DeepSeek-R1成为全球首个经同行评审的大语言模型,彻底打破大模型性能靠炒作、研究成果缺验证的行业困局。行业观察者此前估计推理模型开发一般需要数亿美元的计算资源,而DeepSeek的成功表明,进入壁垒可能远低于原先的假设。DeepSeek不仅是国内科技的一大核心突破,更是碳中和思想的完美阐释。另外,在这一案例的学习过程中,又可以弘扬社会主义核心价值观,强化工程实践中的国家意识。
  碳中和是国家战略目标,是未来全球产业革命和科技竞争的关键,也是全球研发热点和前沿领域,也是新质生产力领域的典型范畴。在电子信息专业课程教学中,结合案例教学深度融合碳中和理念,并紧跟国际前沿科技研究,进行积极的理论和实践探索,这对培养未来具有可持续竞争力的多元化、创新型卓越高级工程人才,追求卓越新质生产力,探索核心新质教育力,具有重要意义。同时,又可大力弘扬国家产业政策精神,体现科技自立自强的国家战略。
  课题项目:本文为重庆市研究生教育教学改革研究项目“碳中和背景下电子信息专业学位研究生案例教学与课程思政融合模式研究与实践”(项目编号:yjg223124)的研究成果。
  作者单位:重庆理工大学物理与新能源学院

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