新工科背景下新能源材料与器件交叉学科建设研究

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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

新一轮科技和产业革命的快速发展打破原有产业之间的界限，促进不同产业、学科之间的相互融合，工程问题更具有综合性和复杂性。由此对工科大学生的素质提出了更高的要求，要求工科大学生在解决工程问题时必须立足于“大的工程观”，全面分析问题，整合不同学科知识创造性地解决工程问题。因此立足新工科背景，开展交叉学科研究至关重要。

一新工科背景下学科交叉的重要性

近数十年以来，国内科技发展日新月异，产业革命不断升级，新经济发展欣欣向荣，社会对综合应用型人才需求日益强烈。在此背景下，“新工科"教育理念逐渐崭露头角，成为高等教育领域的一大热点，诸多学者对于“新”“工"“学科"进行了概念界定及属性研究。为适应未来社会的多元化需求，“新工科"理念强调跨学科、跨领域的融合创新，旨在培养具备综合素质和创新能力的优秀人才。在“新工科"建设背景下，学科交叉通过融合不同学科的知识和方法，促进学生全面了解问题的本质，提出更具创新性的解决方案。此外，还有助于促进学科间的交流与碰撞，激发新的学术思想和研究方向，推动科技创新和学科发展。因此，学科交叉的重要性愈发凸显。

与此同时，为积极应对新一轮科技革命和产业革命，世界各国亦出台了一系列政策举措，包括“工业物联网"计划、“工业4.0计划"以及我国的“一带一路”“中国制造2025""互联网 + "等]。为推动科技产业的高速发展，作为高等素质人才培养的主阵地，在《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》、《统筹推进世界一流大学和一流学科建设的实施办法（暂行）》以及《关于高等学校加快“双一流"建设的指导意见》等文件指导下，各高校积极开展跨学科研究。包含人才培养的培养模式及培养策略研究、学科方向及规划等，旨在培养具备学科融合、学科交叉视野的综合型创新型人才。因此，交叉学科建设既是适应国家战略需要的重要举措，也是基于社会现实发展的客观需求。

二 新能源材料与器件交叉学科特性

为响应国家远景发展战略对人才的需要，新能源材料与器件学科应运而生。基于诸多学者对于学科的定义，剖析新能源材料与器件的学科特性，发现新能源材料与器件学科在知识体系维度、学科组织两个维度均具备显著的交叉学科特性。

（一）基于"知识说”，新能源材料与器件学科交叉特性

基于新能源材料与器件的专业内涵和知识体系分析，简单来看，新能源材料与器件包含新能源材料和新能源器件两大块内容，具体分析如图1所示，新能源材料是基于能源物理化学理论基础进行材料的设计开发、制备及表征与检测，新能源器件又包括能量转换材料与器件、能量存储材料与器件及新一代电力电子元器件等内容。

详细分析新能源材料与器件专业内涵及知识体系，如图2所示，其主要内容涵盖能量产生、能量转换、能量存储三大领域，基础理论涉及物理学、化学、力学等基础学科，知识基础包括材料、器件、装置及系统等，学科研究方法除常规的实证研究外，还需要利用理论分析及数值优化来更好地分析解决实际问题，展示了新能源材料与器件高度交叉学科特性。

（二）基于"组织说"，新能源材料与器件学科交叉特性

基于组织说理论，学科作为一种知识性的组织，其核心构成是由学者组成的同行群体，并围绕着知识的生产、传递、融合和应用而形成的组织系统。从其核心构成来看，从事新能源材料与器件学科的学者来自不同国度、不同区域，其知识背景涉及物理、化学、生物、数学、材料科学等基础学科，也包括工程、医学等应用领域，显著具备融合交叉特性。从知识的生产、传递、应用角度来看，新能源材料与器件学科领域内，学者们通过调研、观察、分析、实验等方法深入研究，发现新知识、提出新理论，并尝试应用于生活生产实际。例如，在光催化分解水领域，科学家通过精密理论模拟和实验，发现只有具有能带结构匹配的半导体材料才能作为光电池电极，不仅为半导体材料选择提供理论基础，也进一步推动光催化分解水产氢的商业化进程。

三新能源材料与器件学科交叉的局限和不足

在国家“双碳”战略大背景下，新能源材料与器件作为涵盖新能源、新材料领域的关键学科，在新型储能材料与器件、动力电池领域提供重要技术支撑。然而不容忽视的是，其在学科方向与规划、学术队伍建设及学科组织建设等方面仍然面临着一系列挑战。在学科方向与规划方面，新能源材料与器件作为新兴学科，需要紧跟国际学术前沿，紧密结合国家重大需求，但该交叉学科建设还处在起始阶段，没有完善的学科建设体系供地方高校照搬模仿。纵观各高校新能源材料与器件毕业生去向，发现就业率虽然平均高于大部分专业，但是高质量就业率依然不尽如人意，也就是说目前人才培养模式不能完全满足市场对新能源、新材料领域人才的需求，因此如何锚定学科发展定位，制订合理的学科规划，进一步提升人才质量是当前新能源材料与器件学科发展亟待解决的重要问题。

其次，在学术队伍建设方面，诸多地方高校缺乏具备深厚新能源材料与器件研究背景的学术带头人，其师资队伍建设探索进程迟缓，师资队伍年龄结构分布不合理，学术创新能力及工程能力较为稚嫩。另外，部分院校、院系对于师资队伍建设重视程度不够，具体方案落实不到位，尤其是青年教师培养更偏向于青年教师科研能力训练，忽视了青年教师工程能力、学科理解能力等方面的培养，对于高校教师社会服务层面的理解及落实较差，因此，如何吸收引进具备国际视野和高水平的领军人才、培育一支结构合理、综合发展的创新团队是当前学科发展必须跨越的难关。

最后，在学科组织建设方面，当前对产学研建设的重视程度尚显不足，只有一部分高校建设有新能源、新材料相关的现代产业学院，并且部分现代产业学院建设刚刚脱离理论阶段，不具备现代产业学院的实际功能，随之而来引发的不良结果一方面表现为高校与企业和市场的联系不够紧密，对于社会和市场的实际需求了解不够，进而影响了科研成果的转化和应用，学科的社会影响力大打折扣；另一方面表现为部分高校教师对产学协同育人项目认知不够，申报立项项目远远没有达到预期。

四基于新工科背景的新能源材料与器件交叉学科建设路径

在新工科建设背景下，基于“理工融合"“产教融合""科教融合"交叉学科建设理念8]，未来新能源材料与器件可以从学科定位及规划、学科队伍建设、现代产业学院平台建设及学科组织等维度展开交叉学科建设，聚焦新能源材料与器件人才培养，不断提升人才培养质量，具体举措及建设要点如图3所示。

（1） 明晰学科定位及规划，统筹顶层设计

在当前复杂多变的经济环境和快速发展的科技革命大背景下，高校肩负着“中国智造""中国创造"“科技强国"的伟大使命，如何从多模式、多路径、多内容开展新工科建设首要的工作是从全局和长远出发，统筹考虑各个学科之间的关系，明确学科的独特定位和核心竞争力。新能源材料与器件作为21世纪国家战略性新兴支柱学科，学科热度居高不下，如何在这一领域中深耕细作，使其成为具有国际竞争力的高水平学科，首要考虑的是学科定位及规划。

新能源材料与器件学科不仅涵盖了材料科学、能源科学、物理学和化学等多个学科的基础知识，还涉及新能源器件的设计、制造和测试等工程技术问题及其在新能源汽车、智能电网、航空航天等领域的应用前景。不同区域不同高校，应基于本校学科优势、地域优势，聚焦核心研究领域，形成学科特色和优势。例如，南京航空航天大学基于本校航空航天类领域优势，聚焦于储能材料、太阳能电池、光/电催化三大方向，构建“新能源 + 储能"耦合体系。

（二）落实基础保障，强化学科队伍建设

基于相关教育部前期文件指示精神，应用型本科院校需要配备兼具教师资格、工程师资格，兼备教学能力、工程能力的“双师型"师资队伍，以提高办学水平、提高人才培养质量。目前，诸多高校已展开“双师型”学科队伍建设，为交叉学科师资队伍建设提供了部分经验，因此，新能源材料与器件学科队伍建设可吸纳“双师型”师资建设成功经验，从引育学科带头人、优化学术队伍结构、构建科学评价体系等方面进行适于新能源材料与器件交叉学科发展的师资队伍，为应用型人才培养提供坚实保障。

（三） 深化现代产业学院建设，构建协同育人平台

自2020年教育部办公厅联合工业和信息化部办公厅出台《现代产业学院建设指南（试行）》以来，产业学院建设迅速从理论阶段过渡到实践阶段，诸多高等院校紧密结合区域战略性新兴产业的蓬勃发展需求，以培养高素质工程能力人才为自标，与行业、企业等多元主体共建协同育人平台一一现代产业学院。

为适应新能源材料与器件交叉学科发展，现代产业学院建设需进一步深化。首要考量的是厘清产业学院建设目标与规划，构建可持续发展路径，立足新能源、新材料未来发展方向，寻求适于本校新能源材料与器件学科发展的行业、企业、科研院所，共同谋划产业学校的目标及规划。其次，建构产业学院制度，保障组织运行常态化、高效化。院长负责制是当前比较认可的产业学院管理制度，下设由行业、企业及科研院所构成的理事会，产业学院部门分工明确，产业办、教研办、创新创业办及综合办各司其职，探索人才培养链与产业链、创新链有机衔接的逻辑理路与具体途径。最后，拓展产学服务平台，提供基本平台保障。比如可以拓展产学服务平台功能，提供一些产业研发课题，由现代产业学院老师承接项目，攻克技术难关，一方面可以主推教师工程能力锻炼，另一方面增强企业研发硬实力，对于企业与高校进一步合作提供优良平台。