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学科是人类根据自身对客观世界的认识和科学的知识体系的共性特征进行的学术划分。虽然这一分类具有人类认识上的局限性和主观性，但其在人类社会发展中会留下历史烙印。新经济的发展及其产业变革不会因为人类对学科的界定而局限在某门学科内，而必然会突破原有的学科界限和产业划分。在分析新工科的内涵与特征时，首先要突破人们原有对工科的界定，超越传统工科专业的设置；要根据科技革命和产业变革的需要以及新经济发展的趋势来理解和认识新的工程学科及其范畴，赋予其跨越现有学科界限和产业边界的新的内涵。
新工科的“新”并不是一个时间上的概念。新工科诞生于科技革命、产业革命和新经济的大背景下，“新”既是它的本质，也是它的特征。“从某种程度上说，新工科就是有别于传统学科的学科交叉产物”
，是与新科技紧密相连、对接新兴产业、由多学科交叉生成的学科。这些“新”不仅体现出新工科的建设内容之新，也揭示出新工科建设所蕴含的学科建设和高等教育改革的理念之新。
在“新工科”一词中，“工科”是指工程学科，“新工科”则是指新的工科形态，是对工科注入新的内涵以适应新经济发展需要而产生的工科新形态。新工科又可表述为“工科＋”，即“工科＋新理念”“工科＋新专业”“工科＋新结构”“工科＋新模式”“工科＋新体系”“工科＋新技术”等工科新形态。其中，新理念是这些“新”的统领，理解新工科首先要从理念的角度来认识，要突破传统的对学科的思维定式。
林健认为，新工科的“新”有三方面含义，即新兴、新型和新生。①新兴指的是全新出现、前所未有的新学科，主要指从其他非工科的学科门类（如应用理科等基础学科）孕育、延伸和拓展出来的面向未来新技术和新产业发展的学科。这些学科不仅孕育了一批以新能源、新材料、生物科学为代表的新技术，而且催生了一批以光伏、锂离子电池和基因工程为代表的新产业。简而言之，由基础学科孕育的新技术在产业化后就形成了新产业。值得注意的是，有些学科虽然以某一现有学科为背景，但在发展初期仍存在着内涵不确定和特征不清楚的特点，需要在形成和发展过程中不断明确。②新型指的是对传统的、现有的，也就是旧的学科进行转型、改造和升级，包括对内涵的拓展、培养目标和标准的转变或提高、培养模式的改革和创新等而形成的新学科。转型前的学科虽然可能是工程学科中的重要学科，具有发展历史悠久、在国民经济建设中不可或缺等特点（如机械、土木、化工等），但面对我国产业的转型升级，尤其是互联网和人工智能对传统产业产生颠覆性影响而引发的对这些产业的改造以及其他高新技术对传统产业的改造，这些学科需要针对当前和未来产业发展需要进行转型、改造，成为新型工科。③新生指的是由不同学科交叉，包括现有不同工科的交叉复合、工科与其他学科的交叉融合等而产生的新学科。不同工科的交叉复合可以是两个以上的工科的交复，如将机械、计算机和控制交叉，这些都是现代产业发展的趋势。工科与其他学科的交叉融合可以是工科与理科、管理、经济、人文、医学、新闻、法律等其他学科的交融，这些都是现代产业发展的需要。其中，工科与理科的结合强化了工科的基础内涵，赋予其新的发展空间和潜力；工科与人文社会学科的结合彰显了工科的管理、服务和人文特色。
总而言之，新工科代表的是最新的产业或行业发展方向，指的是正在形成或将要形成的新的工程学科。从新经济的发展模式来看，新经济强调以产业链整合替代传统学科的专业化分工，互联网的超强跨界渗透能力形成了“互联网＋”的产业创新模式。因此，新工科要注重建设一批具有跨行业界限、跨学科界限的跨界特征的新学科。
林健认为，新工科具有引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性等特征。①引领性是新工科的前沿特征，表现在高等教育系统内、外两方面。在高等教育内部，新工科的建设和发展将为其他学科和专业的建设，以及其他专业人才培养各个环节的改革和发展起到引领和示范作用。在高等教育外部，新工科超前布局和建设将孕育出新技术，进而通过新技术的产业化支撑引领新产业的形成。因此，新工科建设具有超越自身的重要意义。②交融性是新工科的学科特征，表现在新工科往往是由多个学科经交叉、融合、渗透或拓展而形成的，以落实新经济强调的绿色、智能、泛在等理念。这一特征使得新工科较传统的工科而言内涵更复杂、建设难度更大、需要投入的资源更多。因此，政府和高校应对新工科建设予以更多的政策支持和资源投入。③创新性是新工科的属性特征，是新工科的价值所在，是国家经济社会发展对新工科本质属性提出的要求。新工科建设是服务以新技术、新产业、新业态和新模式为特点的新经济发展，寻求我国在核心关键技术上的突破，在未来全球创新生态系统中占据战略制高点，因此，在技术、产业和模式上的创新以及创新人才培养模式是新工科的主要任务。④跨界性是新工科的产业特征，是新工科围绕产业链整合需要而在自身构成中必须具有的跨越原有产业和行业界限的特征。这一特征反映了产业当前和未来发展对新工科的要求，将影响新工科建设的内涵、构成及其专业建设重点。⑤发展性是新工科的动态特征，表现为新工科在建设过程中需要不断完善和在发展过程中需要不断调整，这是由新工科的性质所决定的。新工科在建设初期存在着内涵、性质和边界不确定或不清晰的情况，需要日后继续完善；新工科在发展中需要根据产业发展变化和趋势对学科内涵、要素等进行及时和超前的调整。