新工科背景下新能源材料與器件交叉學科建設研究

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）12-0093-04

Abstract：Underthebackgroundofnewengineringconstruction，theinterdisciplinarydevelopmentofnewenergymaterials anddeviceshasusheredinnewopportunitiesandchalenges，andalsoputforwardnewrequirementsforpersonneltraining system，curculumintegrationsystemanddisciplineplatformconstruction.BasedonthebackgroundofNewengieering construction，thedificultiesandshortcomingsofcurrntinterdisciplinaryconstructionwereanalyzedindetailinthispaperand theinterdisciplinaryconstructioniscariedoutfromthemacromesoandmicrolevels，focusingonmultipledimensionssuchas disciplinepositioningandplaning，disciplineteamconstruction，anddisciplineresourceconstruction，aimingatcultivating compositeapplied talents specializing innew energy materialsand deviceswith multi-disciplinary knowledge.

Keywords：newengineering；newenergymaterialsanddevices；interdisciplinary；discipline；compositeappicationtype

新一輪科技和產業革命的快速發展打破原有產業之間的界限，促進不同產業、學科之間的相互融合，工程問題更具有綜合性和復雜性。由此對工科大學生的素質提出了更高的要求，要求工科大學生在解決工程問題時必須立足于“大的工程觀”，全面分析問題，整合不同學科知識創造性地解決工程問題。因此立足新工科背景，開展交叉學科研究至關重要。

一新工科背景下學科交叉的重要性

近數十年以來，國內科技發展日新月異，產業革命不斷升級，新經濟發展欣欣向榮，社會對綜合應用型人才需求日益強烈。在此背景下，“新工科\"教育理念逐漸嶄露頭角，成為高等教育領域的一大熱點，諸多學者對于“新”“工\"“學科\"進行了概念界定及屬性研究。為適應未來社會的多元化需求，“新工科\"理念強調跨學科、跨領域的融合創新，旨在培養具備綜合素質和創新能力的優秀人才。在“新工科\"建設背景下，學科交叉通過融合不同學科的知識和方法，促進學生全面了解問題的本質，提出更具創新性的解決方案。此外，還有助于促進學科間的交流與碰撞，激發新的學術思想和研究方向，推動科技創新和學科發展。因此，學科交叉的重要性愈發凸顯。

與此同時，為積極應對新一輪科技革命和產業革命，世界各國亦出臺了一系列政策舉措，包括“工業物聯網\"計劃、“工業4.0計劃\"以及我國的“一帶一路”“中國制造2025\"\"互聯網 + \"等]。為推動科技產業的高速發展，作為高等素質人才培養的主陣地，在《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》、《統籌推進世界一流大學和一流學科建設的實施辦法（暫行）》以及《關于高等學校加快“雙一流\"建設的指導意見》等文件指導下，各高校積極開展跨學科研究。包含人才培養的培養模式及培養策略研究、學科方向及規劃等，旨在培養具備學科融合、學科交叉視野的綜合型創新型人才。因此，交叉學科建設既是適應國家戰略需要的重要舉措，也是基于社會現實發展的客觀需求。

二 新能源材料與器件交叉學科特性

為響應國家遠景發展戰略對人才的需要，新能源材料與器件學科應運而生。基于諸多學者對于學科的定義，剖析新能源材料與器件的學科特性，發現新能源材料與器件學科在知識體系維度、學科組織兩個維度均具備顯著的交叉學科特性。

（一）基于\"知識說”，新能源材料與器件學科交叉特性

基于新能源材料與器件的專業內涵和知識體系分析，簡單來看，新能源材料與器件包含新能源材料和新能源器件兩大塊內容，具體分析如圖1所示，新能源材料是基于能源物理化學理論基礎進行材料的設計開發、制備及表征與檢測，新能源器件又包括能量轉換材料與器件、能量存儲材料與器件及新一代電力電子元器件等內容。

詳細分析新能源材料與器件專業內涵及知識體系，如圖2所示，其主要內容涵蓋能量產生、能量轉換、能量存儲三大領域，基礎理論涉及物理學、化學、力學等基礎學科，知識基礎包括材料、器件、裝置及系統等，學科研究方法除常規的實證研究外，還需要利用理論分析及數值優化來更好地分析解決實際問題，展示了新能源材料與器件高度交叉學科特性。

（二）基于\"組織說\"，新能源材料與器件學科交叉特性

基于組織說理論，學科作為一種知識性的組織，其核心構成是由學者組成的同行群體，并圍繞著知識的生產、傳遞、融合和應用而形成的組織系統。從其核心構成來看，從事新能源材料與器件學科的學者來自不同國度、不同區域，其知識背景涉及物理、化學、生物、數學、材料科學等基礎學科，也包括工程、醫學等應用領域，顯著具備融合交叉特性。從知識的生產、傳遞、應用角度來看，新能源材料與器件學科領域內，學者們通過調研、觀察、分析、實驗等方法深入研究，發現新知識、提出新理論，并嘗試應用于生活生產實際。例如，在光催化分解水領域，科學家通過精密理論模擬和實驗，發現只有具有能帶結構匹配的半導體材料才能作為光電池電極，不僅為半導體材料選擇提供理論基礎，也進一步推動光催化分解水產氫的商業化進程。

三新能源材料與器件學科交叉的局限和不足

在國家“雙碳”戰略大背景下，新能源材料與器件作為涵蓋新能源、新材料領域的關鍵學科，在新型儲能材料與器件、動力電池領域提供重要技術支撐。然而不容忽視的是，其在學科方向與規劃、學術隊伍建設及學科組織建設等方面仍然面臨著一系列挑戰。在學科方向與規劃方面，新能源材料與器件作為新興學科，需要緊跟國際學術前沿，緊密結合國家重大需求，但該交叉學科建設還處在起始階段，沒有完善的學科建設體系供地方高校照搬模仿。縱觀各高校新能源材料與器件畢業生去向，發現就業率雖然平均高于大部分專業，但是高質量就業率依然不盡如人意，也就是說目前人才培養模式不能完全滿足市場對新能源、新材料領域人才的需求，因此如何錨定學科發展定位，制訂合理的學科規劃，進一步提升人才質量是當前新能源材料與器件學科發展亟待解決的重要問題。

其次，在學術隊伍建設方面，諸多地方高校缺乏具備深厚新能源材料與器件研究背景的學術帶頭人，其師資隊伍建設探索進程遲緩，師資隊伍年齡結構分布不合理，學術創新能力及工程能力較為稚嫩。另外，部分院校、院系對于師資隊伍建設重視程度不夠，具體方案落實不到位，尤其是青年教師培養更偏向于青年教師科研能力訓練，忽視了青年教師工程能力、學科理解能力等方面的培養，對于高校教師社會服務層面的理解及落實較差，因此，如何吸收引進具備國際視野和高水平的領軍人才、培育一支結構合理、綜合發展的創新團隊是當前學科發展必須跨越的難關。

最后，在學科組織建設方面，當前對產學研建設的重視程度尚顯不足，只有一部分高校建設有新能源、新材料相關的現代產業學院，并且部分現代產業學院建設剛剛脫離理論階段，不具備現代產業學院的實際功能，隨之而來引發的不良結果一方面表現為高校與企業和市場的聯系不夠緊密，對于社會和市場的實際需求了解不夠，進而影響了科研成果的轉化和應用，學科的社會影響力大打折扣；另一方面表現為部分高校教師對產學協同育人項目認知不夠，申報立項項目遠遠沒有達到預期。

四基于新工科背景的新能源材料與器件交叉學科建設路徑

在新工科建設背景下，基于“理工融合\"“產教融合\"\"科教融合\"交叉學科建設理念8]，未來新能源材料與器件可以從學科定位及規劃、學科隊伍建設、現代產業學院平臺建設及學科組織等維度展開交叉學科建設，聚焦新能源材料與器件人才培養，不斷提升人才培養質量，具體舉措及建設要點如圖3所示。

（1） 明晰學科定位及規劃，統籌頂層設計

在當前復雜多變的經濟環境和快速發展的科技革命大背景下，高校肩負著“中國智造\"\"中國創造\"“科技強國\"的偉大使命，如何從多模式、多路徑、多內容開展新工科建設首要的工作是從全局和長遠出發，統籌考慮各個學科之間的關系，明確學科的獨特定位和核心競爭力。新能源材料與器件作為21世紀國家戰略性新興支柱學科，學科熱度居高不下，如何在這一領域中深耕細作，使其成為具有國際競爭力的高水平學科，首要考慮的是學科定位及規劃。

新能源材料與器件學科不僅涵蓋了材料科學、能源科學、物理學和化學等多個學科的基礎知識，還涉及新能源器件的設計、制造和測試等工程技術問題及其在新能源汽車、智能電網、航空航天等領域的應用前景。不同區域不同高校，應基于本校學科優勢、地域優勢，聚焦核心研究領域，形成學科特色和優勢。例如，南京航空航天大學基于本校航空航天類領域優勢，聚焦于儲能材料、太陽能電池、光/電催化三大方向，構建“新能源 + 儲能\"耦合體系。

（二）落實基礎保障，強化學科隊伍建設

基于相關教育部前期文件指示精神，應用型本科院校需要配備兼具教師資格、工程師資格，兼備教學能力、工程能力的“雙師型\"師資隊伍，以提高辦學水平、提高人才培養質量。目前，諸多高校已展開“雙師型”學科隊伍建設，為交叉學科師資隊伍建設提供了部分經驗，因此，新能源材料與器件學科隊伍建設可吸納“雙師型”師資建設成功經驗，從引育學科帶頭人、優化學術隊伍結構、構建科學評價體系等方面進行適于新能源材料與器件交叉學科發展的師資隊伍，為應用型人才培養提供堅實保障。

（三） 深化現代產業學院建設，構建協同育人平臺

自2020年教育部辦公廳聯合工業和信息化部辦公廳出臺《現代產業學院建設指南（試行）》以來，產業學院建設迅速從理論階段過渡到實踐階段，諸多高等院校緊密結合區域戰略性新興產業的蓬勃發展需求，以培養高素質工程能力人才為自標，與行業、企業等多元主體共建協同育人平臺一一現代產業學院。

為適應新能源材料與器件交叉學科發展，現代產業學院建設需進一步深化。首要考量的是厘清產業學院建設目標與規劃，構建可持續發展路徑，立足新能源、新材料未來發展方向，尋求適于本校新能源材料與器件學科發展的行業、企業、科研院所，共同謀劃產業學校的目標及規劃。其次，建構產業學院制度，保障組織運行常態化、高效化。院長負責制是當前比較認可的產業學院管理制度，下設由行業、企業及科研院所構成的理事會，產業學院部門分工明確，產業辦、教研辦、創新創業辦及綜合辦各司其職，探索人才培養鏈與產業鏈、創新鏈有機銜接的邏輯理路與具體途徑。最后，拓展產學服務平臺，提供基本平臺保障。比如可以拓展產學服務平臺功能，提供一些產業研發課題，由現代產業學院老師承接項目，攻克技術難關，一方面可以主推教師工程能力鍛煉，另一方面增強企業研發硬實力，對于企業與高校進一步合作提供優良平臺。

（四） 組織學科交流與合作，助推教研協同

為推動新工科教育模式改革，虛擬教研組織為高校、企業與科研院所達成學科交叉、跨界融合的工程教育理念提供良好平臺，達成學科建設、專業建設與工程教育的高度統一]。因此，為推動新能源材料與器件學科交流與合作，可以依托虛擬教研室平臺，展開協同教研。

首先，教研室基于人才培養方案學生畢業要求，制定合理教學大綱，教學內容既要結合緊密聯系學科方向，又要緊扣學術前沿及生成實際；其次教研室需要定期圍繞新能源材料與器件領域研究熱點，定期舉辦線下學科活動，如教學研討會、學術講座、學術論壇等；依托虛擬教研室獨特優勢，可以通過校際之間的合作與交流，共同開展教學研究、課程改革等活動，共享教研成果、教改成功案例，共同提高人才培養質量。

五結束語

面向未來科技革命、產業革命的快速發展，新能源材料與器件交叉學科建設響應國家遠景戰略對學科發展的要求，從“理工融科\"“科教融合\"\"產教融合”等協同發展視域展開跨學科、交叉學科建設，符合以“學生發展為中心”教育理念，充分激發學生求知興趣，對標培養具備解決復雜工程問題的復合應用型人才的“新工科”建設自標。

新能源材料與器件交叉學科建設基于當前學科方向與規劃、學術隊伍建設及學科組織建設等方面建設基礎，從宏觀、中觀、微觀三個維度對交叉學科展開建設研究。在宏觀層面，從整體和長遠的角度出發，綜合考慮各個學科之間的關系，明晰學科的獨特定位和核心競爭力。在中觀層面，充分考慮學科平臺和學科組織對于學科發展的積極作用，以培養創新應用復合型工程能力人才為目標，一方面與政府、行業、企業等多元主體共建協同育人平臺一現代產業學院，為青年教師及學生提供更多工程鍛煉平臺；另一方面基于虛擬教研室獨特作用，組織高校、企業與科研院所協同教研，在學科建設、專業建設與工程教育高度統一的理念下，達成學科交叉、跨界融合的工程教育目標，推動新工科教育模式改革。在微觀層面，強化學科隊伍建設，尤其注重工程素質教育、創新創業教育師資隊伍建設，在創新型高素質工程技術人才方面進行進一步探索，為培養高素質應用型人才提供有力保障。

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