新工科背景下新能源材料与器件专业认同感培养与实践

［摘 要］ 探讨了新工科背景下新能源材料与器件专业建设与人才培养创新机制，重点讨论了培养方案与课程体系、校企协同育人体系、科教融合培养模式，以及课程思政引领人才培养模式等方面，详细分析与探讨了人才培养新模式等多途径创新举措，分析了本专业相关举措的具体实施方法。通过相关创新举措，显著提升了新能源材料与器件专业学生的专业认同感与专业自豪感，保障了专业后续快速发展与特色发展，为新能源材料与器件专业认同感与专业自豪感培养及专业建设、人才培养提供了一定的借鉴和参考。

［关键词］ 新能源材料与器件；专业认同感；学科交叉；协同育人；课程思政

［基金项目］ 2021年度南京航空航天大学本科教育教学改革研究项目“后疫情时代新能源材料与器件‘项目式’实习基地的运行机制研究与实践”（2021JG0628Y）

［作者简介］ 丁 兵（1988—），男，安徽安庆人，博士，南京航空航天大学材料科学与技术学院副教授，主要从事电化学储能材料与器件研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0041-04 ［收稿日期］ 2023-09-20

2010年，教育部开始试点增设新能源材料与器件本科专业；2012年9月新能源材料与器件专业被正式列入工学学科门类——材料类的特设专业；2020年2月，《普通高等学校本科专业目录（2020年版）》文件发布，确认新能源材料与器件专业隶属于工学、材料类。新能源材料与器件专业成立时间相对较短，目前尚未完全形成稳定、成熟的人才培养模式［1-2］。同时，新能源材料与器件属于学科交叉专业，虽然开设了诸多相近相关课程，但课程与课程之间仍需融会贯通。尤其在材料、化学类专业影响下，新能源材料与器件专业的专业认同感及专业自豪感培养是目前专业建设的重要内容，对于提高人才培养质量具有重要意义。

南京航空航天大学于2019年申请设立了新能源材料与器件本科专业，已于2021年成功获批成为江苏省一流本科专业建设点。通过优化院校优秀师资和教学、科研资源，结合我国航空航天发展需求，积极探索新能源在航空航天领域的应用，打造跨越能源、材料、化学等多学科交叉融合的新能源材料与器件教学与科研平台［1］。目前，我校新能源材料与器件专业本科生已连续招生5年，目前在校生163名。以第一届毕业生为例，2019级新能源材料与器件专业学生无转专业情况，保研5人，其中4人保研本校，学生专业认同感较学院其他专业更显著。本文拟从培养方案与课程体系、校企协同育人体系、科教融合培养模式及课程思政引领人才培养模式等方面详细分析与探讨人才培养新模式（如图1所示），为新能源材料与器件专业学生的专业认同感与专业自豪感的提升提供一定的借鉴和参考。

一、夯实基础课程知识，构建学科交叉融合特色专业培养方案与特色课程体系

新能源材料与器件专业属于材料类工科专业，是培养服务国家新能源战略需求及服务碳达峰、碳中和战略目标达成，要求学生掌握新能源材料与器件领域的基本理论和知识，具有新能源材料与器件的制备、设计、制造及应用能力，专业涉及材料科学与工程、化学等学科基础知识，具有多学科交叉的专业特点［1，3-5］。同时，伴随新一轮信息革命浪潮到来，材料学与计算机等学科之间相互交叉融合、联系更加紧密，传统材料类的专业课程体系显得过于陈旧，无法满足现代新材料研究对人才培养的要求。坚持以国家战略和产业人才需求为导向，新能源材料与器件专业应积极快速响应国家“双碳”目标。针对新能源材料与器件行业迫切的人才需求，依托学校“材料科学与工程”“化学”等学科基础与师资优势，构建了跨学科交叉融合的专业培养方案与课程体系。

围绕新能源材料主干核心课程建设，专业确定了以“材料科学基础”“材料工程基础”“航空航天材料概论”等材料科学与工程基础课程、“无机与分析化学”“有机化学”“物理化学”“电化学基础”等化学类基础课程，以及“新能源材料与器件基础”“半导体物理”“固体物理”等专业核心课程为课程基础，注重材料科学与工程、化学、物理、计算机等多学科交叉。在此基础上，紧扣学科发展前沿，将“计算材料学”“机器学习与先进材料”“原位谱学电化学”“智能光热调控技术”等前沿课程引入课程体系，构建多学科交叉融合专业培养方案与课程体系，将材料基因工程、人工智能、原位谱学等先进材料设计理论、研究方法引入课堂教学，培养兼具材料—计算机交叉视野、材料计算能力、材料大数据思维的新型工科人才。同时，为提高课程质量、突出课程特色，设立“双碳”特色课程、“微课”及产教融合课等特色课程（如表1所示），显著提升了新能源材料与器件培养方案质量，为培养学生专业认同感与专业自豪感构建了知识体系保障。

二、坚持行业引领、产教融合，构建校企协同育人体系

习近平总书记强调，要走好人才自主培养之路［6］。2022年，教育部、财政部、国家发展改革委印发《关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见》指出，更加突出“双一流”建设培养一流人才、服务国家战略需求、争创世界一流的导向［7］。顺应高等教育规律和发展趋势，着眼于新工科背景下对应用型、创新型人才培养的需求，新能源材料与器件专业应不断优化专业实验教学、深化产教融合，强化校企协同育人功能，着力构建高质量人才培养体系［8-10］。

南京航空航天大学新能源材料与器件专业从基础实践、创新实践、综合实践三方面入手，构建了校内、校外实践基地相互配合协调的完整体系，构建了以认识和了解专业认知，丰富和扩大知识领域，增强专业兴趣和感性认识为主的认知实习体系。基础实践主要在校内实验室进行，以掌握深厚基础实验知识和学术研究能力为目标，开设了“新能源材料与器件基础实验”“新能源材料与器件设计实验”及“空间电源模拟与仿真”等特色实验课程。综合实践主要在校企共建的实训基地开展（如表2所示），贯彻以学生为主体的理念，采用参观式、体验式等以学为主的方式，以掌握科学知识、生产技能、技术开发能力为目标，更注重“学”的效果。发挥江苏省在新能源产业的优势，积极拓展校企合作，校外实践培训基地与企业课程涵盖太阳能、风能等清洁能源发电，锂离子电池、超级电容器储能技术等多种新能源材料及新能源器件等内容。认知实习和下厂实习等实践内容在校企共建的实训基地开展，贯彻以学生为主体的理念，采用参观式、体验式等以学为主的方式，以掌握科学知识、生产技能、技术开发能力为目标，更注重“学”的效果。从企业文化、车间管理规定及安全生产规范到单件、组件的生产工艺流程进行系统学习，将科学知识、生产技能和技术开发融为一体。通过现场实践教学，让学生对新能源的发展有了初步认识和了解，丰富和扩大了学生的专业知识领域，增强了学生对所学新能源专业的兴趣和对相关专业知识的感性认识，多维度提升学生专业认知与专业认同。

三、以教学科研融合为抓手，建立“兴趣培养—实践探索—创新创业”科教融合培养模式

科教融合是实现创新人才协同培养的现代化高等教育形式，对于提升新能源材料与器件专业学生的创新能力具有重要意义［11-12］。南京航空航天大学新能源材料与器件专业从培养学生的科研兴趣开始，以一线科研教师团队直接为本专业学生在科研实验室讲授实验课为手段，以高水平竞赛与创新创业训练项目为载体，充分利用一线科研教师在新能源材料与器件专业领域的科研能力，带动本科生的科研启蒙与创新探索，做到教学与科研的深度融合，为新能源国家战略性新兴产业和航空航天及区域经济发展重大战略领域培育高质量的创新型人才。从大一开始开展“探索能源之美”实验室开放日活动，给每名学生提供近距离接触新能源科研前沿的机会，激发学生对新能源材料与器件专业的研究学习兴趣。聘请以国家级/省部级高层次人才、资深教授、专业方向负责人为代表的专业班主任（学业导师），从专业角度帮助学生加深对本学科的理性认识，提高专业学习的兴趣和认同。带领学生积极参加大学生创新创业训练项目及“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、中国机器人大赛、全国大学生化学实验创新设计竞赛、“云说新科技”科普新星秀、中国大学生动力电池创新竞赛等创新能力的竞赛。

四、深挖航空报国、服务“双碳”的思政底蕴，推进思政引领的新工科人才培养模式

2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量［13］。南京航空航天大学诞生于1952年抗美援朝烽火中，因航空而生、伴航空而长、依航空而强，历史底蕴深厚，红色基因一脉传承。南京航空航天大学新能源材料与器件专业设计面向国家对新能源技术人才的要求，以服务航空航天国防建设、新能源行业以及服务国家碳达峰、碳中和目标为定位，以培养德智体美劳全面发展、新能源材料与器件专业复合型人才为目标。新能源材料与器件专业教育教学过程中，推动思政教育深入人心，厚植广大学子爱党、爱国、爱社会主义的情感。在开设的“新能源材料与器件专业导论”“空间电源材料与器件”“太阳电池原理与工艺”“二次电池材料与器件”“超级电容器材料与技术”等专业课程中，深挖神舟系列载人飞船、中国空间站、东风系列导弹、歼-20、运-20、商用大飞机等大国重器中的思政元素，将新能源材料与器件专业知识与思政结合，让学生在浸润式的思想政治教育中传承我校“航空报国”的办学传统，引导学生不断将自身之“小我”融入祖国之“大我”。

结语

2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和［14］。南京航空航天大学新能源材料与器件专业涉及太阳电池及电化学储能材料、器件及其制造等专业内涵，相关专业方向十分契合“双碳”目标的实现。在“课程教学—实验教学—认知实习—下厂实习—毕业设计”全阶段人才培养过程中，优化“双碳”课程设计、融入“双碳”思政元素，在专业学习过程中体会负责任大国的使命与担当，积极引导学生投身我国“双碳”事业。

参考文献

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［7］教育部，财政部，国家发展改革委.关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见：教研〔2022〕1号［A/OL］.（2022-01-29）［2023-08-20］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202202/t20220211_598706.html.

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