新工科背景下新能源材料與器件專業(yè)認(rèn)同感培養(yǎng)與實(shí)踐

［摘 要］ 探討了新工科背景下新能源材料與器件專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)創(chuàng)新機(jī)制，重點(diǎn)討論了培養(yǎng)方案與課程體系、校企協(xié)同育人體系、科教融合培養(yǎng)模式，以及課程思政引領(lǐng)人才培養(yǎng)模式等方面，詳細(xì)分析與探討了人才培養(yǎng)新模式等多途徑創(chuàng)新舉措，分析了本專業(yè)相關(guān)舉措的具體實(shí)施方法。通過相關(guān)創(chuàng)新舉措，顯著提升了新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感與專業(yè)自豪感，保障了專業(yè)后續(xù)快速發(fā)展與特色發(fā)展，為新能源材料與器件專業(yè)認(rèn)同感與專業(yè)自豪感培養(yǎng)及專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)提供了一定的借鑒和參考。

［關(guān)鍵詞］ 新能源材料與器件；專業(yè)認(rèn)同感；學(xué)科交叉；協(xié)同育人；課程思政

［基金項(xiàng)目］ 2021年度南京航空航天大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“后疫情時(shí)代新能源材料與器件‘項(xiàng)目式’實(shí)習(xí)基地的運(yùn)行機(jī)制研究與實(shí)踐”（2021JG0628Y）

［作者簡介］ 丁 兵（1988—），男，安徽安慶人，博士，南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事電化學(xué)儲能材料與器件研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）02-0041-04 ［收稿日期］ 2023-09-20

2010年，教育部開始試點(diǎn)增設(shè)新能源材料與器件本科專業(yè)；2012年9月新能源材料與器件專業(yè)被正式列入工學(xué)學(xué)科門類——材料類的特設(shè)專業(yè)；2020年2月，《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2020年版）》文件發(fā)布，確認(rèn)新能源材料與器件專業(yè)隸屬于工學(xué)、材料類。新能源材料與器件專業(yè)成立時(shí)間相對較短，目前尚未完全形成穩(wěn)定、成熟的人才培養(yǎng)模式［1-2］。同時(shí)，新能源材料與器件屬于學(xué)科交叉專業(yè)，雖然開設(shè)了諸多相近相關(guān)課程，但課程與課程之間仍需融會貫通。尤其在材料、化學(xué)類專業(yè)影響下，新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)認(rèn)同感及專業(yè)自豪感培養(yǎng)是目前專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

南京航空航天大學(xué)于2019年申請?jiān)O(shè)立了新能源材料與器件本科專業(yè)，已于2021年成功獲批成為江蘇省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。通過優(yōu)化院校優(yōu)秀師資和教學(xué)、科研資源，結(jié)合我國航空航天發(fā)展需求，積極探索新能源在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，打造跨越能源、材料、化學(xué)等多學(xué)科交叉融合的新能源材料與器件教學(xué)與科研平臺［1］。目前，我校新能源材料與器件專業(yè)本科生已連續(xù)招生5年，目前在校生163名。以第一屆畢業(yè)生為例，2019級新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生無轉(zhuǎn)專業(yè)情況，保研5人，其中4人保研本校，學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感較學(xué)院其他專業(yè)更顯著。本文擬從培養(yǎng)方案與課程體系、校企協(xié)同育人體系、科教融合培養(yǎng)模式及課程思政引領(lǐng)人才培養(yǎng)模式等方面詳細(xì)分析與探討人才培養(yǎng)新模式（如圖1所示），為新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感與專業(yè)自豪感的提升提供一定的借鑒和參考。

一、夯實(shí)基礎(chǔ)課程知識，構(gòu)建學(xué)科交叉融合特色專業(yè)培養(yǎng)方案與特色課程體系

新能源材料與器件專業(yè)屬于材料類工科專業(yè)，是培養(yǎng)服務(wù)國家新能源戰(zhàn)略需求及服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)達(dá)成，要求學(xué)生掌握新能源材料與器件領(lǐng)域的基本理論和知識，具有新能源材料與器件的制備、設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用能力，專業(yè)涉及材料科學(xué)與工程、化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)知識，具有多學(xué)科交叉的專業(yè)特點(diǎn)［1，3-5］。同時(shí)，伴隨新一輪信息革命浪潮到來，材料學(xué)與計(jì)算機(jī)等學(xué)科之間相互交叉融合、聯(lián)系更加緊密，傳統(tǒng)材料類的專業(yè)課程體系顯得過于陳舊，無法滿足現(xiàn)代新材料研究對人才培養(yǎng)的要求。堅(jiān)持以國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)人才需求為導(dǎo)向，新能源材料與器件專業(yè)應(yīng)積極快速響應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)。針對新能源材料與器件行業(yè)迫切的人才需求，依托學(xué)?！安牧峡茖W(xué)與工程”“化學(xué)”等學(xué)科基礎(chǔ)與師資優(yōu)勢，構(gòu)建了跨學(xué)科交叉融合的專業(yè)培養(yǎng)方案與課程體系。

圍繞新能源材料主干核心課程建設(shè)，專業(yè)確定了以“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“材料工程基礎(chǔ)”“航空航天材料概論”等材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)課程、“無機(jī)與分析化學(xué)”“有機(jī)化學(xué)”“物理化學(xué)”“電化學(xué)基礎(chǔ)”等化學(xué)類基礎(chǔ)課程，以及“新能源材料與器件基礎(chǔ)”“半導(dǎo)體物理”“固體物理”等專業(yè)核心課程為課程基礎(chǔ)，注重材料科學(xué)與工程、化學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉。在此基礎(chǔ)上，緊扣學(xué)科發(fā)展前沿，將“計(jì)算材料學(xué)”“機(jī)器學(xué)習(xí)與先進(jìn)材料”“原位譜學(xué)電化學(xué)”“智能光熱調(diào)控技術(shù)”等前沿課程引入課程體系，構(gòu)建多學(xué)科交叉融合專業(yè)培養(yǎng)方案與課程體系，將材料基因工程、人工智能、原位譜學(xué)等先進(jìn)材料設(shè)計(jì)理論、研究方法引入課堂教學(xué)，培養(yǎng)兼具材料—計(jì)算機(jī)交叉視野、材料計(jì)算能力、材料大數(shù)據(jù)思維的新型工科人才。同時(shí)，為提高課程質(zhì)量、突出課程特色，設(shè)立“雙碳”特色課程、“微課”及產(chǎn)教融合課等特色課程（如表1所示），顯著提升了新能源材料與器件培養(yǎng)方案質(zhì)量，為培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感與專業(yè)自豪感構(gòu)建了知識體系保障。

二、堅(jiān)持行業(yè)引領(lǐng)、產(chǎn)教融合，構(gòu)建校企協(xié)同育人體系

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，要走好人才自主培養(yǎng)之路［6］。2022年，教育部、財(cái)政部、國家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于深入推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的若干意見》指出，更加突出“雙一流”建設(shè)培養(yǎng)一流人才、服務(wù)國家戰(zhàn)略需求、爭創(chuàng)世界一流的導(dǎo)向［7］。順應(yīng)高等教育規(guī)律和發(fā)展趨勢，著眼于新工科背景下對應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，新能源材料與器件專業(yè)應(yīng)不斷優(yōu)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、深化產(chǎn)教融合，強(qiáng)化校企協(xié)同育人功能，著力構(gòu)建高質(zhì)量人才培養(yǎng)體系［8-10］。

南京航空航天大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)從基礎(chǔ)實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐、綜合實(shí)踐三方面入手，構(gòu)建了校內(nèi)、校外實(shí)踐基地相互配合協(xié)調(diào)的完整體系，構(gòu)建了以認(rèn)識和了解專業(yè)認(rèn)知，豐富和擴(kuò)大知識領(lǐng)域，增強(qiáng)專業(yè)興趣和感性認(rèn)識為主的認(rèn)知實(shí)習(xí)體系?；A(chǔ)實(shí)踐主要在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，以掌握深厚基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識和學(xué)術(shù)研究能力為目標(biāo)，開設(shè)了“新能源材料與器件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”“新能源材料與器件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”及“空間電源模擬與仿真”等特色實(shí)驗(yàn)課程。綜合實(shí)踐主要在校企共建的實(shí)訓(xùn)基地開展（如表2所示），貫徹以學(xué)生為主體的理念，采用參觀式、體驗(yàn)式等以學(xué)為主的方式，以掌握科學(xué)知識、生產(chǎn)技能、技術(shù)開發(fā)能力為目標(biāo)，更注重“學(xué)”的效果。發(fā)揮江蘇省在新能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，積極拓展校企合作，校外實(shí)踐培訓(xùn)基地與企業(yè)課程涵蓋太陽能、風(fēng)能等清潔能源發(fā)電，鋰離子電池、超級電容器儲能技術(shù)等多種新能源材料及新能源器件等內(nèi)容。認(rèn)知實(shí)習(xí)和下廠實(shí)習(xí)等實(shí)踐內(nèi)容在校企共建的實(shí)訓(xùn)基地開展，貫徹以學(xué)生為主體的理念，采用參觀式、體驗(yàn)式等以學(xué)為主的方式，以掌握科學(xué)知識、生產(chǎn)技能、技術(shù)開發(fā)能力為目標(biāo)，更注重“學(xué)”的效果。從企業(yè)文化、車間管理規(guī)定及安全生產(chǎn)規(guī)范到單件、組件的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，將科學(xué)知識、生產(chǎn)技能和技術(shù)開發(fā)融為一體。通過現(xiàn)場實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生對新能源的發(fā)展有了初步認(rèn)識和了解，豐富和擴(kuò)大了學(xué)生的專業(yè)知識領(lǐng)域，增強(qiáng)了學(xué)生對所學(xué)新能源專業(yè)的興趣和對相關(guān)專業(yè)知識的感性認(rèn)識，多維度提升學(xué)生專業(yè)認(rèn)知與專業(yè)認(rèn)同。

三、以教學(xué)科研融合為抓手，建立“興趣培養(yǎng)—實(shí)踐探索—?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)”科教融合培養(yǎng)模式

科教融合是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才協(xié)同培養(yǎng)的現(xiàn)代化高等教育形式，對于提升新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要意義［11-12］。南京航空航天大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)從培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣開始，以一線科研教師團(tuán)隊(duì)直接為本專業(yè)學(xué)生在科研實(shí)驗(yàn)室講授實(shí)驗(yàn)課為手段，以高水平競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目為載體，充分利用一線科研教師在新能源材料與器件專業(yè)領(lǐng)域的科研能力，帶動本科生的科研啟蒙與創(chuàng)新探索，做到教學(xué)與科研的深度融合，為新能源國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和航空航天及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展重大戰(zhàn)略領(lǐng)域培育高質(zhì)量的創(chuàng)新型人才。從大一開始開展“探索能源之美”實(shí)驗(yàn)室開放日活動，給每名學(xué)生提供近距離接觸新能源科研前沿的機(jī)會，激發(fā)學(xué)生對新能源材料與器件專業(yè)的研究學(xué)習(xí)興趣。聘請以國家級/省部級高層次人才、資深教授、專業(yè)方向負(fù)責(zé)人為代表的專業(yè)班主任（學(xué)業(yè)導(dǎo)師），從專業(yè)角度幫助學(xué)生加深對本學(xué)科的理性認(rèn)識，提高專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣和認(rèn)同。帶領(lǐng)學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目及“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國機(jī)器人大賽、全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽、“云說新科技”科普新星秀、中國大學(xué)生動力電池創(chuàng)新競賽等創(chuàng)新能力的競賽。

四、深挖航空報(bào)國、服務(wù)“雙碳”的思政底蘊(yùn)，推進(jìn)思政引領(lǐng)的新工科人才培養(yǎng)模式

2020年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量［13］。南京航空航天大學(xué)誕生于1952年抗美援朝烽火中，因航空而生、伴航空而長、依航空而強(qiáng)，歷史底蘊(yùn)深厚，紅色基因一脈傳承。南京航空航天大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)設(shè)計(jì)面向國家對新能源技術(shù)人才的要求，以服務(wù)航空航天國防建設(shè)、新能源行業(yè)以及服務(wù)國家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)為定位，以培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展、新能源材料與器件專業(yè)復(fù)合型人才為目標(biāo)。新能源材料與器件專業(yè)教育教學(xué)過程中，推動思政教育深入人心，厚植廣大學(xué)子愛黨、愛國、愛社會主義的情感。在開設(shè)的“新能源材料與器件專業(yè)導(dǎo)論”“空間電源材料與器件”“太陽電池原理與工藝”“二次電池材料與器件”“超級電容器材料與技術(shù)”等專業(yè)課程中，深挖神舟系列載人飛船、中國空間站、東風(fēng)系列導(dǎo)彈、殲-20、運(yùn)-20、商用大飛機(jī)等大國重器中的思政元素，將新能源材料與器件專業(yè)知識與思政結(jié)合，讓學(xué)生在浸潤式的思想政治教育中傳承我?！昂娇請?bào)國”的辦學(xué)傳統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生不斷將自身之“小我”融入祖國之“大我”。

結(jié)語

2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中指出，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和［14］。南京航空航天大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)涉及太陽電池及電化學(xué)儲能材料、器件及其制造等專業(yè)內(nèi)涵，相關(guān)專業(yè)方向十分契合“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在“課程教學(xué)—實(shí)驗(yàn)教學(xué)—認(rèn)知實(shí)習(xí)—下廠實(shí)習(xí)—畢業(yè)設(shè)計(jì)”全階段人才培養(yǎng)過程中，優(yōu)化“雙碳”課程設(shè)計(jì)、融入“雙碳”思政元素，在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中體會負(fù)責(zé)任大國的使命與擔(dān)當(dāng)，積極引導(dǎo)學(xué)生投身我國“雙碳”事業(yè)。

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Practice on the Major Identity of New Energy Materials and Devices Under

the Emerging Engineering Education

DING Bing

（College of Materials Science and Technology， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，

Nanjing， Jiangsu 210106， China）

Abstract： This article explores the innovative mechanisms employed in the construction and talent development of the new energy materials and devices major under the emerging engineering education. The training plan and curriculum system， the collaborative education system between schools and enterprises， the integrated model of science and education training， and the curriculum ideology and politics guided talent training model were discussed and analyzed in detail. It also examines the specific methods used to implement these measures within the major in our university. Through these innovative measures， there has been a significant improvement in the major identity of students majoring in new energy materials and devices， which ensured the development of the major. This study also serves as a valuable reference for those involved in construction and talent cultivation within this field.

Key words： new energy materials and devices; professional identity; interdisciplinary; collaborative education; curriculum ideology and politics