作者：兰凯 1 和洁 1杨晓刚 1叶常青 1刘成宝 1郭春显 1李宛飞 1 杨晓伟 2
单位：1. 苏州科技大学材料科学与工程学院 2. 上海交通大学化学化工学院
引用本文：兰凯, 和洁, 杨晓刚, 等. 新质生产力视域下新能源材料与器件专业创新型人才培养体系的探索与实践[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(9): 3648-3656.
DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0235
本文亮点：1.构建"一中心两课堂四融合"培养体系，通过课程重构和四种能力培养(实验动手能力、创新思维能力、实践创新能力、数智能力），实现新能源材料与器件专业创新型人才培养。 2.从新质生产力的角度，创新科教、产教、专创、学科交叉四维融合模式，搭建协同育人平台，推动教育链、人才链与产业链深度耦合。
摘 要 新质生产力的核心驱动力源于劳动者素质的全面提升，对劳动者的知识储备和技能水平提出了更高的要求。新能源材料与器件专业作为响应国家“碳达峰、碳中和”战略和新能源、新材料、高端装备和可持续发展等新工科需要而设置的材料类本科专业，是支撑国家新兴产业结构调整的重要抓手。然而，在新质生产力加速重构能源产业生态的背景下，新能源材料与器件专业人才培养面临知识迭代滞后、创新能力不足与产业适配性弱等问题。苏州科技大学新能源材料与器件专业结合材料类学科特点，以立德树人为根本任务，通过改革课程体系优化第一课堂，重点培养学生的学术创新能力、工程实践能力、人机协同能力重构第二课堂。此外，通过科教融合激发创新原动力、产教融合协同打造育人平台、专创融合增强创新创业能力、学科交叉融合拓宽学术视野，构建了“一中心两课堂四融合”的人才培养体系，为新能源材料与器件专业创新型人才培养提供了理论框架和实践范式，对推动教育链、人才链和产业链深度耦合具有重要参考价值。
关键词 新质生产力；新能源材料与器件；立德树人；科教融合；产教融合；专创融合；交叉融合
新质生产力的核心是“要以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力”。新质生产力不仅改变了传统的经济增长方式和生产力发展路径，而且具备高科技、高效能、高质量等特征，是符合新发展理念的先进生产力质态。在组成生产力的诸多要素中，掌握现代技术、具有专业知识的创新型新质人才无疑是最活跃、最具有决定意义的因素。新能源产业作为战略性新兴产业，具有培育和发展新质生产力的天然属性，随着产业规模的不断壮大，具备新能源材料与器件生产所需创新思维和实践能力的人才需求也日益增加。因此，培养适应新质生产力发展的新能源材料与器件专业人才已成为材料强国和教育强国的重要课题。
随着全球性化石能源储备消耗、环境污染问题频发，我国在2020年提出争取2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的减排目标。发展新型可再生、洁净能源及其相关材料符合国家战略和新工科产业需求。苏州地处长三角腹地、连接上海国际金融中心和苏南浙北工业制造业基地，大量高新产业密集，长期需要大量创新性应用型技术人才。当前我国高校新能源材料与器件专业的建设因成立时间较短仍处于探索阶段，尚未完全形成稳定、成熟的人才培养模式。苏州科技大学新能源材料与器件专业瞄准材料科学与工程前沿，积极响应“长三角一体化”与“科研率先融入苏州”战略，依托材料学学科(江苏省重点学科)、江苏省“2011”协同创新工程、江苏省环境功能材料重点实验室、江苏省新材料学科综合训练中心等省级平台，培养能够在能源、器件、材料和轻工等行业，特别是二次电池和氢能材料应用领域从事设计研发、生产管理和市场开拓等创新型工程技术人才。专业深度融合科研教学，以工程认证为突破口，大力推进产教融合，强化学生工程实践和创新能力培养，形成了具有专业特色的“一中心两课堂四融合”人才培养体系。
1 一中心：以学生为中心聚焦立德树人
立德树人关乎党的事业后继有人，关乎国家前途命运。材料学研究对象的复杂性以及肩负的使命，决定了新能源材料与器件专业人才需具有正确的价值取向和服务国家战略需求的责任感。新能源材料与器件专业始终把立德树人作为根本任务，以培养创新型人才为使命担当，积极引导学生将个人理想与国家前途命运相结合，在激烈的国际竞争中自觉担当起推动科技创新的重任。专业大力推进课程思政改革创新，牢牢抓住教师队伍“生力军”、课程建设“主战场”以及课堂教学“主渠道”，多维度挖掘思政元素，将家国情怀、工匠精神、校训院训等融入到课程中，同时还强化学生对材料强国、双碳战略、生命健康等新工科产业的认同感和自豪感，构建“思政课程+课程思政+科研思政”三位一体思政育人模式，形成以“理想信念、材料强国、责任使命”为核心的思政育人体系。专业以《材料科学与艺术导论》这门课为例，设计了分层的课程思政目标，从材料科学知识的基础认知，到材料学科构效关系辩证思维培养，再到以创新思维服务新质生产力发展的高级阶段，每一步都旨在培养学生的爱国情怀、创新精神和实践意愿。
材料科学与艺术导论课程“分层课程思政”设计模式
2 两课堂：构建互融互通的协同教育体系
2.1 改革课程体系优化第一课堂
新质生产力对传统生产力的质态跃迁、生产要素的创新性配置提出了新的要求，这就要求高校根据科技前沿与产业动态及时对课堂教学内容及模式进行更新。新能源材料与器件专业在新一轮培养方案制定的过程中，强调专业教育由知识传授为主向能力培养为主转变，在夯实专业知识的基础上，强化培养学生自主获取知识和解决问题的能力。专业课程按照“高阶性、创新性、挑战度”的建设标准，重构课程知识体系，重点打造产教融合型课程，形成分层分级的课程体系。
一是课程安排更加合理。大一学年，教育重心落在通识教育与专业认知教育上。课程设置上涵盖了思想政治理论、语言能力提升及数理基础强化三大模块。这些课程为学生构建了坚实的知识框架，通过多元文化的融入，激发学生的专业兴趣与探索欲望，为后续专业学习奠定良好的思想基础与知识准备。大二学年，学科基础教育成为核心。通过一系列精心设计的课程，学生得以在材料科学的基本理论与实验技能上打下扎实的基础，为后续的专业深化与拓展提供强有力的支撑。大三学年，教育重心转向专业教育。根据学生个人兴趣与职业规划，新能源材料与器件专业为学生规划了二次电池、氢能材料两个方向。二次电池方向安排了化学电源基础与应用、储能材料与技术两门核心方向课，氢能材料方向安排了催化原理与应用、氢能材料与技术两门核心方向课。这一阶段的课程设置高度专业化与精细化，重在培养学生在新能源材料领域的深入研究与创新能力。大四学年，为进一步拓宽学生的学术视野，专业提供了大数据与智能材料、电池管理与维护、氢能环保技术等20余门专业任选课程，涵盖了新能源相关的多个前沿领域。学生可根据个人兴趣与职业规划自由选择，这不仅能促进学生个性的充分发展，也为他们未来的学术深造或职业生涯奠定坚实的基础。
二是课程选择自主性更强。在高等教育领域，传统的人才培养方案往往采用固定且限定的课程设置，这在一定程度上限制了学生学习的选择性与自主性，难以满足日益增长的个性化发展需求。为应对这一挑战，新能源材料与器件专业积极响应学校教学改革的要求，通过灵活多样的学分认定机制，增强学生学习的主动性，拓展学生个性化发展空间。学分认定机制打破了传统课程设置的刚性框架，允许学生在校期间通过校内、校外、线上、线下等多种途径取得的学习成果，按照一定标准认定为培养方案内所要求的学分和成绩。例如，学生在全国大学生英语四级考试中取得合格成绩后，可自主选择将这一学习成果认定为大学英语(一)或大学英语(二)这两门课程中的任意一门，从而为学生提供了根据个人语言水平与学习进度灵活调整课程选择的权利。此外，专业还鼓励学生积极参与学校认定的Ⅰ级学科竞赛，并将获奖成果作为通识必修课中创新创业教育基础或通识任选课的学分认定依据。这一举措不仅激励学生主动投身于学科竞赛与实践活动中，提升创新与实践能力，同时也为学生提供了通过实践成果换取学分的途径，进一步拓宽了学习的边界与深度。
三是课程评价更加科学。在高等教育质量保障体系中，工程教育专业认证与成果导向教育(outcome-based education, OBE)理念已成为推动教学改革与提升教育质量的重要驱动力。鉴于此，专业以课程目标为逻辑起点，创新性地构建了一套基于课程目标产出的课程评价体系，通过精细化管理与科学评估，确保课程教学质量与学生学习成效的持续提升。学期结束后，专门成立由教学副院长任组长，系主任、专业负责人、课程负责人和骨干教师等为成员的课程目标达成评价工作组，综合运用成绩分析法和问卷调查法，对课程目标达成情况进行全面的评估。通过对学生学习成果的量化分析与质性反馈的整合，评价工作组能够精准判断课程目标对学生毕业要求及其具体指标点的支撑程度，进而为课程内容的优化、教学方法的改进以及教学资源的配置提供数据支持与决策依据。
新能源材料与器件专业本科人才培养方案思维导图
2.2 “三个能力提升”重构第二课堂
在新质生产力视角下，新能源材料与器件专业以科技创新驱动、产业需求导向为重点，结合专业特点与行业发展趋势，科学规划并系统设计第二课堂体系的内容和形式，积极探索“宽口径、厚基础、重实践”的学业导师制培养机制，探索并实践形成“三个能力提升”的第二课堂。
一是学术创新能力的提升。学术创新能力要求学生掌握新能源材料与器件专业的基础学科知识，能够独立设计实验并提出创新方向，具备跨学科研究能力与国际视野，熟练分析前沿文献并撰写学术论文的能力。其一，培养学生从事科学研究的兴趣。组建院士领衔、优秀年轻科研工作者参与的“菁材”讲师团，用他们的个人成长经历和科研成绩感染学生；举办学术沙龙、前沿讲座，邀请专家分享最新的科研动态，营造浓厚的学术氛围。其二，培养学生文献查阅能力。文献查阅能够帮助学生了解各研究领域的学术前沿信息，掌握最新研究成果和研究方法。在本科生导师的指导下，通过高年级带低年级、研究生带本科生这种“传帮带”的模式，学生了解常用的文献检索数据库和文献检索工具，学会从海量文献资料中快速准确地检索到高质量文献。其三，培养学生实验动手能力。构建“基础-综合-创新”分层递进的实验课程体系，实施“任务驱动+自主探究”教学模式，鼓励学生自发分组，参与实验设计、材料准备、数据收集与分析的全流程，培养学生运用专业知识进行综合性和设计性实验的能力。
二是工程实践能力的提升。工程实践能力要求学生掌握材料制备、器件生产及工艺优化技能，解决实际技术问题，具备项目管理、跨部门协作及成本控制等工程管理素养，同时熟悉新能源产业链市场趋势与行业标准，能推动工艺改进或产品创新的能力。其一，线上线下结合，搭建多场景学习平台。一方面，借助金工实习、认识实习、材料工程实践等实践类课程，让学生有机会参与企业真实项目，了解行业前沿技术，提升实操能力。另一方面，建设虚拟仿真实践平台，借助信息化手段整合线上教学资源，营造沉浸式课堂教学体验，提升学生工程素养。其二，项目驱动，调动学生学习积极性。教师以个人科研项目为载体进行项目再设计，形成“实验型、工程型、创新型”阶梯式项目案例库，通过阶梯任务设计，不仅有效调动了学生学习的积极性，更在“做中学”“创中学”的过程中实现创新实践能力提升。其三，赛教融合，提升学生职场胜任力和竞争力。建设大学生主题创意工作坊，完善学生竞赛平台，通过“中国国际‘互联网+’大赛”“全国大学生节能减排大赛”等学科竞赛加速创新创业孵化，全面提升学生的创新思维和竞争意识。
三是人机协同能力的提升。随着数字化、智能化时代的深入发展，尤其是ChatGPT、DeepSeek等生成式人工智能模型的出现，人机协同能力将成为未来创新型人才的核心竞争力之一。“人机协同能力”要求学生能够根据不同的应用场景，综合运用计算机、数学统计、大数据等知识，对不同模态数据(如文本、图像、音频、视频等)进行综合处理和分析，以及创新且符合伦理地使用人工智能技术(AI)进行深度思考的能力。其一，掌握常用AI工具的原理和功能，构建个人AI工具库。引导学生利用B站、Way to AGI、网易公开课等学习平台，系统了解常用AI工具的功能边界和操作逻辑，掌握基础应用技能。在此阶段可通过具体的任务来强化AI工具的使用能力，例如：利用ChatGPT制作复习提纲、通过Excel AI插件分析课程数据、用DeepL辅助英文文献阅读与翻译等。其二，通过“课程+AI”融合场景设计，提升精准提问能力。与AI交互时，高质量问题设计能力和多轮对话能力至关重要。教师可创设“课程+AI”的场景，采取角色扮演、多轮对话管理、结果验证与优化等方法，对学生如何有效提问开展针对性训练。其三，强化批判性思维，规避信息偏差与风险。尽管AI大模型能基于海量文本、图像数据快速生成内容，但其逻辑推理能力仍存在局限。要指导学生明确AI输出的结论需结合专业知识进行验证，对生成内容需通过交叉比对、逻辑校验等方式严格审核。
互融互通的“两课堂”协同教育体系
3 四融合：助力人才培养探索与实践
3.1 科教融合，激发学生创新原动力
科教融合与新质生产力都是当前推进中国式现代化道路上提出的国家战略导向，新质生产力发展离不开科教融合，科教融合是推进新质生产力的关键举措。科教融合的本质就是在科研-教学-学习的过程中进行知识的创新、传授、传播和传承，使师生在学术共同体中进行互动式学术探究。党的二十大以后，新的政策话语已经从“科教融合”转换到“科教融汇”，适用的教育类型和教育阶段得以进一步拓宽，但焦点始终是如何在科学研究与教育教学的协同联动中培养高质量的人才。科研和教学作为高校的基本元素，始终是相互促进，相辅相成的，但由于职称晋升、绩效分配等过于强调科研指标，“重科研，轻教学”的现象还比较普遍，科研和教学尚未形成合力育人的局面。新能源材料与器件专业围绕国家战略和学术前沿，注重科研和教学的有效结合，以科研任务为牵引，在将科研成果转化成人才培养资源方面积极进行探索，形成了具有学科特色的科教融合路径。其一，将服务行业企业的研究成果转化为教学内容，保证教学内容持续更新。新能源产业的发展日新月异，与其他学科相比，新能源材料与器件专业的教材编写明显跟不上产业的发展节拍。基于此，专业教师根据自己的科研内容和所教课程的特点，在讲好专业基础知识的同时，注重向学生介绍最新的研究方法和研究成果，保证课堂教学内容跟最新发展趋势不脱节。其二，将科研设施转化为育人资源，为学生开展科学研究提供平台支持。专业科研实验室全部向本科生开放，支持学生早进课题组、早进实验室、早进科研团队参与各种科研活动，引导学生参与创新性研究项目的各个环节，包括研究条件的前期筹备、方案的执行实施、研究成果的总结以及结题报告的撰写，确保学生都能接受到全方位的创新训练。其三，在本科生中实施“全员导师制”，为学生全面发展提供个性化服务。导师制是推进高等教育改革的重要举措，也是加强科教融合的重要途径。通过导师制，教师为学生提供品德养成、学业指导、科研兴趣激发、创新创业能力培养、学术训练、人文关怀等个性化指导和帮助。
承载“优质创新育人项目资源库”的材料专业课程
3.2 产教融合，协同打造育人平台
新质生产力的持续跃升与转型，对新型产业人才的需求达到了前所未有的高度，而传统的人才培养模式难以独立承载起这一关键性的人才供给任务。因此，亟需探索并实施深度产教融合的一体化人才培养新范式，以有效应对并满足新质生产力发展对高素质产业人才的迫切需求。深化产教融合、校企合作是高等教育，特别是应用型高等教育发展的必由之路。改革开放以来，我国高等教育人才的供给侧和产业需求侧在结构、质量、水平上还不能完全适应，校企合作的“冷热不一”“一头沉”的状况始终存在，“两张皮”的问题还比较突出。从专业层面来讲，在开展教育教学活动的过程中，推进产教融合是专业与企业之间建立联系以及进行活动交流的重要途径。专业始终将产教融合、协同育人理念贯穿人才培养全过程，积极在课程体系优化升级、人才培养模式创新、实习实训基地建设等方面与行业企业开展深度合作。一是打造产教融合型精品课程，提升课程建设与社会需求的匹配度。如新能源材料与器件专业2023版本科专业人才培养方案明确实践教学环节累计学分比例不少于25%，专业主动对接行业企业资源，聘请产业教授等行业资深专家参与课堂教学，推动契合产业发展趋势的新技术、新标准、新工艺进课堂、进课程、进教材、进实验室。二是加强产教融合师资队伍建设，探索建立校企“双师联合培养”机制。一方面，通过设立企业导师岗位、聘请客座教授等“引进来”的方式，构建一支兼职教师队伍。另一方面，通过在校外设立教授工作站、联合实验室等实践平台，选派教师到行业企业参加实践锻炼，提升教师教学实践能力。三是校企合作，搭建立体化的教学平台。专业充分发挥新能源类专业在苏州市和长三角地区的优势，与多家新能源相关企业建立合作关系，通过开展实践教学和实习实训，让学生在实际工作环境中提高就业竞争力和创新创业能力。四是成立“碳中和新能源”产业学院。学院立足国家能源与双碳战略，基于国内领先水平的氢能科研成果、高水平科研团队，与龙头企业等联合成立产业学院，依托新能源材料与器件专业，协同新材料、人工智能等新兴未来产业，设立“氢能”等核心课程模块，共建学生实习、科研基地，实行校内、校外双导师机制，以“学生+导师+项目”的形式，融合学生课题和企业难题，实现研学用一体化，培养工程创新人才。
“碳中和新能源”产业学院建设思路
3.3 专创融合，增强学生创新创业能力
新质生产力是创新起主导作用的先进生产力质态，其根本动力源自创新人才驱动。2015年，国务院办公厅印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》提出，要全面深化高校创新创业教育改革，促进专业教育与创新创业教育有机融合，在传授专业知识过程中加强创新创业教育。在新一轮教育改革背景下，一些高校着力推进专业教育与创新创业教育的深度融合，形成了具有学科特色的专创融合育人模式。但是，简单地把专创融合理解为“专业教育+创新创业教育”的叠加式融合或者“在专业教育中添加创新创业元素”的渗透式融合，都无法改变当前高校创新型人才培养的诸多问题。专创融合是通过将创新创业教育元素系统融入专业课程体系，借助专业课程载体培养学生的创业思维与创业能力，形成“意识培养—能力塑造—价值实现”的完整链条。专业以《化学电源基础与应用》为试点，实施“5+3+2”教学模式改革。一是50%理论讲授。在理论讲授的过程中，引入新能源领域核心技术突破与产业共性技术难题等，通过问题导向激发学生的创新意识与科研攻关内驱力。二是30%企业案例研讨。教师多维度解析新能源领域创业的成功案例和失败案例，引导学生结合专业知识对创业决策进行正确认识，进而有效激发学生的创新创业灵感。三是20%创新方案设计。以企业真实课题和学科竞赛项目为任务，通过”微项目”教学法将传统知识传授转化为”教师导学-团队协作-模拟实战”的立体化学习模式，任课教师依据课程教学内容和双创比赛的主题完成微项目的设计，学生团队通过小组合作完成从方案设计到实验验证全流程。
“化学电源基础与应用”特色课程双创培养模式
3.4 学科交叉融合，拓宽学生学术视野
推进学科交叉融合不仅是实现我国科研创新与突破的需要，也是提升人才培养整体质量，尤其是创新型、复合型人才培养质量的现实需求。党的十八大以来，习近平总书记多次就加强学科交叉融合作出重要论述，强调要“厚实学科基础，培育新兴交叉学科生长点”“推动学科交叉融合和跨学科研究，构筑全面均衡发展的高质量学科体系”。新能源材料与器件专业是典型的基础科学和应用科学交叉融合的综合性学科，基础课程涵盖物理化学、能源电化学原理与应用、材料制备科学与技术、热力学、能源加工技术、新能源材料现代分析等各个方面的知识。近年来专业在学科交叉融合方面也进行了初步的探索和尝试，一是规划跨专业、跨门类的课程体系。如2023版人才培养方案中，新能源材料与器件专业将画法几何与工程制图、程序设计语言Python(B)、电工电子技术三门课程设置成专业基础课，以此来培养学生跨学科的思维和多学科整合运用能力。二是建立跨学科的教学科研实验室。专业在推进实验室建设的过程中，积极与化学与生命科学学院、环境科学与工程学院、物理科学与技术学院合作，通过实验室共享，搭建不同学院学生与学生、学生与教师之间的桥梁，推动不同学科背景的教师及学生的思想交流和碰撞。三是开设“智能诊断与生命健康”微专业。微专业建设在学科交叉上的融合不仅体现在内容上的交叉融合，同时也意味着资源的高度整合与优化配置。微专业联合化学与生命科学学院、苏州生物医学工程技术研究所及苏州领先的生物医药科技有限公司，组建了不同学科背景的教师团队，设置了智能时代的生物传感器、面向临床的智能诊疗材料与技术、AI赋能智能传感材料设计等前沿学科交叉课程，积极推进学科交叉前沿的研究成果融入课堂教学，强化学生的交叉思维训练、交叉能力提升以及创新精神的培育。
“智能诊断与生命健康”微专业人才培养模式
4 结语
面对新一轮科技革命与产业革命孕育出来的新质生产力需求，高校作为科技创新的主阵地，承担着科技研发、促进产业升级改造、培养创新型人才等重要使命，是培育新质生产力和推动高质量发展的主体力量之一。苏州科技大学新能源材料与器件专业对标专业认证要求和本科专业类教学质量国家标准，全面落实“以学生为中心、成果导向、持续改进”的教育理念，充分发挥学校工理文管艺多学科协调发展和苏州的地域优势，将五育、创新创业教育融入专业教育全过程，实现通识教育与专业教育的有机结合。通过科教融合、产教融合、专创融合、交叉融合对新能源材料与器件专业创新型人才培养模式进行了深入探索与实践，不仅为新能源领域的发展注入新的活力，也为新质生产力的发展提供人力和智力支持。
第一作者：兰凯（1989—），男，硕士，讲师，研究方向为高等教育管理，E-mail：2483@mail.usts.edu.cn；
通讯作者：李宛飞，教授，研究方向为电化学储能，E-mail：wfli2018@mail.usts.edu.cn
通讯作者：杨晓伟，教授，研究方向为电化学工程，E-mail：yangxw@sjtu.edu.cn。
基金信息：江苏省高教学会2024年高等教育数字化转型与教育现代化实践研究重点课题（2024CXJG034）；江苏省教育厅2024年学位与研究生教育教学改革重点课题（JGKT24_B051）；江苏省2023年度高等教育教改立项研究课题（2023JSJG487）；苏州科技大学2023年本科教务管理改革研究项目（2023JW-02）；苏州科技大学“本科教学工程”教学改革与研究项目（2023JG-24）；苏州科技大学校级品牌课程—物理化学（2024KCXX-07）。
中图分类号：G 642
文章编号：2095-4239（2025）09-3648-09
文献标识码：A
收稿日期：2025-03-10
修回日期：2025-04-08
出版日期：2025-09-28
网刊发布日期：2025-09-11
邮发代号：80-732
联系热线：010-64519601/9602/9643
投稿网址：http://esst.cip.com.cn/CN/2095-4239/home.shtml
