新工科背景下新能源材料與器件交叉學(xué)科建設(shè)研究

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)業(yè)革命的快速發(fā)展打破原有產(chǎn)業(yè)之間的界限，促進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)、學(xué)科之間的相互融合，工程問題更具有綜合性和復(fù)雜性。由此對工科大學(xué)生的素質(zhì)提出了更高的要求，要求工科大學(xué)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(xué)科知識創(chuàng)造性地解決工程問題。因此立足新工科背景，開展交叉學(xué)科研究至關(guān)重要。

一新工科背景下學(xué)科交叉的重要性

近數(shù)十年以來，國內(nèi)科技發(fā)展日新月異，產(chǎn)業(yè)革命不斷升級，新經(jīng)濟(jì)發(fā)展欣欣向榮，社會對綜合應(yīng)用型人才需求日益強(qiáng)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(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，諸多學(xué)者對于“新”“工\"“學(xué)科\"進(jìn)行了概念界定及屬性研究。為適應(yīng)未來社會的多元化需求，“新工科\"理念強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的融合創(chuàng)新，旨在培養(yǎng)具備綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才。在“新工科\"建設(shè)背景下，學(xué)科交叉通過融合不同學(xué)科的知識和方法，促進(jìn)學(xué)生全面了解問題的本質(zhì)，提出更具創(chuàng)新性的解決方案。此外，還有助于促進(jìn)學(xué)科間的交流與碰撞，激發(fā)新的學(xué)術(shù)思想和研究方向，推動科技創(chuàng)新和學(xué)科發(fā)展。因此，學(xué)科交叉的重要性愈發(fā)凸顯。

與此同時，為積極應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，世界各國亦出臺了一系列政策舉措，包括“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)\"計劃、“工業(yè)4.0計劃\"以及我國的“一帶一路”“中國制造2025\"\"互聯(lián)網(wǎng) + \"等]。為推動科技產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，作為高等素質(zhì)人才培養(yǎng)的主陣地，在《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》、《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的實施辦法（暫行）》以及《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流\"建設(shè)的指導(dǎo)意見》等文件指導(dǎo)下，各高校積極開展跨學(xué)科研究。包含人才培養(yǎng)的培養(yǎng)模式及培養(yǎng)策略研究、學(xué)科方向及規(guī)劃等，旨在培養(yǎng)具備學(xué)科融合、學(xué)科交叉視野的綜合型創(chuàng)新型人才。因此，交叉學(xué)科建設(shè)既是適應(yīng)國家戰(zhàn)略需要的重要舉措，也是基于社會現(xiàn)實發(fā)展的客觀需求。

二 新能源材料與器件交叉學(xué)科特性

為響應(yīng)國家遠(yuǎn)景發(fā)展戰(zhàn)略對人才的需要，新能源材料與器件學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。基于諸多學(xué)者對于學(xué)科的定義，剖析新能源材料與器件的學(xué)科特性，發(fā)現(xiàn)新能源材料與器件學(xué)科在知識體系維度、學(xué)科組織兩個維度均具備顯著的交叉學(xué)科特性。

（一）基于\"知識說”，新能源材料與器件學(xué)科交叉特性

基于新能源材料與器件的專業(yè)內(nèi)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(nèi)容，具體分析如圖1所示，新能源材料是基于能源物理化學(xué)理論基礎(chǔ)進(jìn)行材料的設(shè)計開發(fā)、制備及表征與檢測，新能源器件又包括能量轉(zhuǎn)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(nèi)容。

詳細(xì)分析新能源材料與器件專業(yè)內(nèi)涵及知識體系，如圖2所示，其主要內(nèi)容涵蓋能量產(chǎn)生、能量轉(zhuǎn)換、能量存儲三大領(lǐng)域，基礎(chǔ)理論涉及物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，知識基礎(chǔ)包括材料、器件、裝置及系統(tǒng)等，學(xué)科研究方法除常規(guī)的實證研究外，還需要利用理論分析及數(shù)值優(yōu)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(xué)科特性。

（二）基于\"組織說\"，新能源材料與器件學(xué)科交叉特性

基于組織說理論，學(xué)科作為一種知識性的組織，其核心構(gòu)成是由學(xué)者組成的同行群體，并圍繞著知識的生產(chǎn)、傳遞、融合和應(yīng)用而形成的組織系統(tǒng)。從其核心構(gòu)成來看，從事新能源材料與器件學(xué)科的學(xué)者來自不同國度、不同區(qū)域，其知識背景涉及物理、化學(xué)、生物、數(shù)學(xué)、材料科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，也包括工程、醫(yī)學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域，顯著具備融合交叉特性。從知識的生產(chǎn)、傳遞、應(yīng)用角度來看，新能源材料與器件學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)，學(xué)者們通過調(diào)研、觀察、分析、實驗等方法深入研究，發(fā)現(xiàn)新知識、提出新理論，并嘗試應(yīng)用于生活生產(chǎn)實際。例如，在光催化分解水領(lǐng)域，科學(xué)家通過精密理論模擬和實驗，發(fā)現(xiàn)只有具有能帶結(jié)構(gòu)匹配的半導(dǎo)體材料才能作為光電池電極，不僅為半導(dǎo)體材料選擇提供理論基礎(chǔ)，也進(jìn)一步推動光催化分解水產(chǎn)氫的商業(yè)化進(jìn)程。

三新能源材料與器件學(xué)科交叉的局限和不足

在國家“雙碳”戰(zhàn)略大背景下，新能源材料與器件作為涵蓋新能源、新材料領(lǐng)域的關(guān)鍵學(xué)科，在新型儲能材料與器件、動力電池領(lǐng)域提供重要技術(shù)支撐。然而不容忽視的是，其在學(xué)科方向與規(guī)劃、學(xué)術(shù)隊伍建設(shè)及學(xué)科組織建設(shè)等方面仍然面臨著一系列挑戰(zhàn)。在學(xué)科方向與規(guī)劃方面，新能源材料與器件作為新興學(xué)科，需要緊跟國際學(xué)術(shù)前沿，緊密結(jié)合國家重大需求，但該交叉學(xué)科建設(shè)還處在起始階段，沒有完善的學(xué)科建設(shè)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(yè)生去向，發(fā)現(xiàn)就業(yè)率雖然平均高于大部分專業(yè)，但是高質(zhì)量就業(yè)率依然不盡如人意，也就是說目前人才培養(yǎng)模式不能完全滿足市場對新能源、新材料領(lǐng)域人才的需求，因此如何錨定學(xué)科發(fā)展定位，制訂合理的學(xué)科規(guī)劃，進(jìn)一步提升人才質(zhì)量是當(dāng)前新能源材料與器件學(xué)科發(fā)展亟待解決的重要問題。

其次，在學(xué)術(shù)隊伍建設(shè)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(xué)術(shù)帶頭人，其師資隊伍建設(shè)探索進(jìn)程遲緩，師資隊伍年齡結(jié)構(gòu)分布不合理，學(xué)術(shù)創(chuàng)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(shè)重視程度不夠，具體方案落實不到位，尤其是青年教師培養(yǎng)更偏向于青年教師科研能力訓(xùn)練，忽視了青年教師工程能力、學(xué)科理解能力等方面的培養(yǎng)，對于高校教師社會服務(wù)層面的理解及落實較差，因此，如何吸收引進(jìn)具備國際視野和高水平的領(lǐng)軍人才、培育一支結(jié)構(gòu)合理、綜合發(fā)展的創(chuàng)新團(tuán)隊是當(dāng)前學(xué)科發(fā)展必須跨越的難關(guān)。

最后，在學(xué)科組織建設(shè)方面，當(dāng)前對產(chǎn)學(xué)研建設(shè)的重視程度尚顯不足，只有一部分高校建設(shè)有新能源、新材料相關(guān)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，并且部分現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)剛剛脫離理論階段，不具備現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院的實際功能，隨之而來引發(fā)的不良結(jié)果一方面表現(xiàn)為高校與企業(yè)和市場的聯(lián)系不夠緊密，對于社會和市場的實際需求了解不夠，進(jìn)而影響了科研成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，學(xué)科的社會影響力大打折扣；另一方面表現(xiàn)為部分高校教師對產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人項目認(rèn)知不夠，申報立項項目遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期。

四基于新工科背景的新能源材料與器件交叉學(xué)科建設(shè)路徑

在新工科建設(shè)背景下，基于“理工融合\"“產(chǎn)教融合\"\"科教融合\"交叉學(xué)科建設(shè)理念8]，未來新能源材料與器件可以從學(xué)科定位及規(guī)劃、學(xué)科隊伍建設(shè)、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院平臺建設(shè)及學(xué)科組織等維度展開交叉學(xué)科建設(shè)，聚焦新能源材料與器件人才培養(yǎng)，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，具體舉措及建設(shè)要點(diǎn)如圖3所示。

（1） 明晰學(xué)科定位及規(guī)劃，統(tǒng)籌頂層設(shè)計

在當(dāng)前復(fù)雜多變的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和快速發(fā)展的科技革命大背景下，高校肩負(fù)著“中國智造\"\"中國創(chuàng)造\"“科技強(qiáng)國\"的偉大使命，如何從多模式、多路徑、多內(nèi)容開展新工科建設(shè)首要的工作是從全局和長遠(yuǎn)出發(fā)，統(tǒng)籌考慮各個學(xué)科之間的關(guān)系，明確學(xué)科的獨(dú)特定位和核心競爭力。新能源材料與器件作為21世紀(jì)國家戰(zhàn)略性新興支柱學(xué)科，學(xué)科熱度居高不下，如何在這一領(lǐng)域中深耕細(xì)作，使其成為具有國際競爭力的高水平學(xué)科，首要考慮的是學(xué)科定位及規(guī)劃。

新能源材料與器件學(xué)科不僅涵蓋了材料科學(xué)、能源科學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等多個學(xué)科的基礎(chǔ)知識，還涉及新能源器件的設(shè)計、制造和測試等工程技術(shù)問題及其在新能源汽車、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。不同區(qū)域不同高校，應(yīng)基于本校學(xué)科優(yōu)勢、地域優(yōu)勢，聚焦核心研究領(lǐng)域，形成學(xué)科特色和優(yōu)勢。例如，南京航空航天大學(xué)基于本校航空航天類領(lǐng)域優(yōu)勢，聚焦于儲能材料、太陽能電池、光/電催化三大方向，構(gòu)建“新能源 + 儲能\"耦合體系。

（二）落實基礎(chǔ)保障，強(qiáng)化學(xué)科隊伍建設(shè)

基于相關(guān)教育部前期文件指示精神，應(yīng)用型本科院校需要配備兼具教師資格、工程師資格，兼?zhèn)浣虒W(xué)能力、工程能力的“雙師型\"師資隊伍，以提高辦學(xué)水平、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。目前，諸多高校已展開“雙師型”學(xué)科隊伍建設(shè)，為交叉學(xué)科師資隊伍建設(shè)提供了部分經(jīng)驗，因此，新能源材料與器件學(xué)科隊伍建設(shè)可吸納“雙師型”師資建設(shè)成功經(jīng)驗，從引育學(xué)科帶頭人、優(yōu)化學(xué)術(shù)隊伍結(jié)構(gòu)、構(gòu)建科學(xué)評價體系等方面進(jìn)行適于新能源材料與器件交叉學(xué)科發(fā)展的師資隊伍，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供堅實保障。

（三） 深化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)，構(gòu)建協(xié)同育人平臺

自2020年教育部辦公廳聯(lián)合工業(yè)和信息化部辦公廳出臺《現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)指南（試行）》以來，產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)迅速從理論階段過渡到實踐階段，諸多高等院校緊密結(jié)合區(qū)域戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展需求，以培養(yǎng)高素質(zhì)工程能力人才為自標(biāo)，與行業(yè)、企業(yè)等多元主體共建協(xié)同育人平臺一一現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院。

為適應(yīng)新能源材料與器件交叉學(xué)科發(fā)展，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)需進(jìn)一步深化。首要考量的是厘清產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)目標(biāo)與規(guī)劃，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展路徑，立足新能源、新材料未來發(fā)展方向，尋求適于本校新能源材料與器件學(xué)科發(fā)展的行業(yè)、企業(yè)、科研院所，共同謀劃產(chǎn)業(yè)學(xué)校的目標(biāo)及規(guī)劃。其次，建構(gòu)產(chǎn)業(yè)學(xué)院制度，保障組織運(yùn)行常態(tài)化、高效化。院長負(fù)責(zé)制是當(dāng)前比較認(rèn)可的產(chǎn)業(yè)學(xué)院管理制度，下設(shè)由行業(yè)、企業(yè)及科研院所構(gòu)成的理事會，產(chǎn)業(yè)學(xué)院部門分工明確，產(chǎn)業(yè)辦、教研辦、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)辦及綜合辦各司其職，探索人才培養(yǎng)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈有機(jī)銜接的邏輯理路與具體途徑。最后，拓展產(chǎn)學(xué)服務(wù)平臺，提供基本平臺保障。比如可以拓展產(chǎn)學(xué)服務(wù)平臺功能，提供一些產(chǎn)業(yè)研發(fā)課題，由現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院老師承接項目，攻克技術(shù)難關(guān)，一方面可以主推教師工程能力鍛煉，另一方面增強(qiáng)企業(yè)研發(fā)硬實力，對于企業(yè)與高校進(jìn)一步合作提供優(yōu)良平臺。

（四） 組織學(xué)科交流與合作，助推教研協(xié)同

為推動新工科教育模式改革，虛擬教研組織為高校、企業(yè)與科研院所達(dá)成學(xué)科交叉、跨界融合的工程教育理念提供良好平臺，達(dá)成學(xué)科建設(shè)、專業(yè)建設(shè)與工程教育的高度統(tǒng)一]。因此，為推動新能源材料與器件學(xué)科交流與合作，可以依托虛擬教研室平臺，展開協(xié)同教研。

首先，教研室基于人才培養(yǎng)方案學(xué)生畢業(yè)要求，制定合理教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容既要結(jié)合緊密聯(lián)系學(xué)科方向，又要緊扣學(xué)術(shù)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(lǐng)域研究熱點(diǎn)，定期舉辦線下學(xué)科活動，如教學(xué)研討會、學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)論壇等；依托虛擬教研室獨(dú)特優(yōu)勢，可以通過校際之間的合作與交流，共同開展教學(xué)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(yǎng)質(zhì)量。

五結(jié)束語

面向未來科技革命、產(chǎn)業(yè)革命的快速發(fā)展，新能源材料與器件交叉學(xué)科建設(shè)響應(yīng)國家遠(yuǎn)景戰(zhàn)略對學(xué)科發(fā)展的要求，從“理工融科\"“科教融合\"\"產(chǎn)教融合”等協(xié)同發(fā)展視域展開跨學(xué)科、交叉學(xué)科建設(shè)，符合以“學(xué)生發(fā)展為中心”教育理念，充分激發(fā)學(xué)生求知興趣，對標(biāo)培養(yǎng)具備解決復(fù)雜工程問題的復(fù)合應(yīng)用型人才的“新工科”建設(shè)自標(biāo)。

新能源材料與器件交叉學(xué)科建設(shè)基于當(dāng)前學(xué)科方向與規(guī)劃、學(xué)術(shù)隊伍建設(shè)及學(xué)科組織建設(shè)等方面建設(shè)基礎(chǔ)，從宏觀、中觀、微觀三個維度對交叉學(xué)科展開建設(shè)研究。在宏觀層面，從整體和長遠(yuǎn)的角度出發(fā)，綜合考慮各個學(xué)科之間的關(guān)系，明晰學(xué)科的獨(dú)特定位和核心競爭力。在中觀層面，充分考慮學(xué)科平臺和學(xué)科組織對于學(xué)科發(fā)展的積極作用，以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型工程能力人才為目標(biāo)，一方面與政府、行業(yè)、企業(yè)等多元主體共建協(xié)同育人平臺一現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，為青年教師及學(xué)生提供更多工程鍛煉平臺；另一方面基于虛擬教研室獨(dú)特作用，組織高校、企業(yè)與科研院所協(xié)同教研，在學(xué)科建設(shè)、專業(yè)建設(shè)與工程教育高度統(tǒng)一的理念下，達(dá)成學(xué)科交叉、跨界融合的工程教育目標(biāo)，推動新工科教育模式改革。在微觀層面，強(qiáng)化學(xué)科隊伍建設(shè)，尤其注重工程素質(zhì)教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育師資隊伍建設(shè)，在創(chuàng)新型高素質(zhì)工程技術(shù)人才方面進(jìn)行進(jìn)一步探索，為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才提供有力保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉吉臻，翟亞軍，荀振芳.新工科和新工科建設(shè)的內(nèi)涵解析—兼論行業(yè)特色型大學(xué)的新工科建設(shè)[J].高等工程教育研究，2019（3）：21-28.

[2]王永.工業(yè)4.0時代打造智慧工廠技術(shù)的應(yīng)用與研究[C]//天津市電子學(xué)會.第三十八屆中國（天津）2024IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會議論文集，2024.

[3]賀晶晶，余翼，姜慧.《中國制造2025》背景下高職新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)協(xié)同機(jī)制研究[J].黑龍江教育（理論與實踐），2023（12）：4-6.

[4]國務(wù)院關(guān)于印發(fā)統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案的通知[J]中華人民共和國教育部公報，2016（Z1）：2-7.

[5]翟亞軍.大學(xué)學(xué)科建設(shè)模式研究[D].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2007.

[6]王濤.學(xué)科性視角下高校跨學(xué)科的演變：從學(xué)科交叉到交叉學(xué)科[J].中國高教研究，2023（12）：71-78.

[7]楊建平，朱芳芳，李賀松，等.“雙碳\"背景下高校基層黨建與學(xué)科發(fā)展的融合路徑探索——以中南大學(xué)能源與動力工程專業(yè)為例[J].高教學(xué)刊，2024，10（24）：63-66.

[8]任鵬，任旭虎，周衛(wèi)東，等.科教融合與產(chǎn)教融合雙輪驅(qū)動的國家級一流本科專業(yè)建設(shè)研究與實踐—一以電子信息工程專業(yè)為例[J].大學(xué)教育，2024（11）：10-14.

[9]劉勁松，張校剛.“雙碳\"背景下新能源材料與器件專業(yè)人才培養(yǎng)探索與實踐[J].儲能科學(xué)與技術(shù)，2023，12（3）：985-991.

[10]肖桂華.推動高校分類特色發(fā)展促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用深度融合教育部辦公廳、工業(yè)和信息化部辦公廳印發(fā)《現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)指南（試行）》[J].中國科技產(chǎn)業(yè)，2020（10）：30-31.

[11]戰(zhàn)德臣，聶蘭順，唐德凱，等.虛擬教研室：協(xié)同教研新形態(tài)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2022，32（3）：23-31.