材料科学与工程专业培养计划080401.docx

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材料科学与工程专业培养计划080401

材料科学与工程专业培养计划（080401）

（MaterialsScienceandEngineering）

一、培养目标

按照“厚基础、宽口径、复合型、高素质”的人才培养模式，培养德、智、体、美全面发展，了解现代材料学科发展，适应社会经济和科学技术发展要求，具有坚实的自然科学基础、材料科学与工程专业基础和人文社会科学基础，具有较强的工程意识、工程素质、实践能力、自我获取知识的能力、创新素质、创业精神、国际视野、沟通和组织管理能力的高素质专门人才。

材料类专业毕业的学生，既可从事材料科学与工程基础理论研究，新材料、新工艺和新技术研发，生产技术开发和过程控制、材料应用等材料科学与工程领域的科技工作，也可承担相关专业的教学、科技管理和经营工作。

本科生毕业后经过5年左右的实际工作，能够达成如下目标：

培养目标1：

能够运用数理、材料专业基础知识和理论，对复杂的材料科学问题进行有效探索和系统性分析，并提供解决方案；

培养目标2：

熟悉材料工程技术的发展现状及相关领域的发展动态，具备一定的工程创新意识与能力，能够运用现代工具及材料专业知识，从事本领域相关工艺技术及产品的设计、研发与生产管理；

培养目标3：

具备卓越工程师的职业道德规范、强烈的爱国敬业精神和社会责任感，综合考虑法律、环境与可持续发展等因素影响，在工程实践中能坚持公众利益优先；

培养目标4：

具备健康的身心和良好的人文科学素养，拥有团队精神、有效的沟通表达能力和工程项目管理能力；

培养目标5：

拥有职业发展中的终生学习与自我完善能力，具有一定的全球化意识和国际视野，能够积极主动适应不断变化的自然环境和社会环境，持续提高专业素养和自身素质。

二、毕业要求

本专业的毕业要求如下：

（1）工程知识：

掌握工程领域所需的数学、自然科学、工程基础和材料科学与工程学科专业知识，并能够用于解决材料工程领域复杂工程问题。

1-1掌握相关数学知识，并能运用于实际工程问题进行数学建模、求解与数据处理；

1-2掌握相关自然科学的基础原理和思维方法，并能将其应用于解决工程科学和技术问题；

1-3掌握相关工程知识，能将其用于解决工程装备设计等工程问题；

1-4掌握材料科学与工程专业基础知识，并能用于解决热处理、材料组织性能分析及控制等材料科学和工程技术问题；

1-5掌握材料科学与工程专业知识，并能用于解决材料工程复杂科学和工程技术问题。

（2）问题分析：

能够应用数学、自然科学、工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析材料制备工艺、机械装备设计及产品质量控制等复杂工程问题，以获得有效结论。

2-1能基于数学和自然科学原理识别工程科学和技术问题；

2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表达、分析工程问题；

2-3能够综合运用材料专业基础理论和研究方法，借助文献寻求材料复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。

（3）设计/开发解决方案：

综合社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，设计满足材料科学与工程需求的系统、工艺流程和装备，在设计开发环节中体现创新意识。

3-1能在工程设计开发中，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，并体现创新意识；

3-2能够运用相关工程知识，设计满足特定工程需求的系统或单元；

3-3能够运用专业知识完成材料科学与工程系统、工艺流程和装备的设计或开发。

（4）研究：

能够基于材料基本原理，采用科学研究方法对材料制备的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、开展实验、分析数据、诠释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。

4-1能够基于材料基本原理和相关文献，调研和分析材料制备过程中复杂工程问题的解决方案；

4-2能够根据材料专业知识的特征，选择科学的研究方法，设计合理的实验方案；

4-3能够根据设计的实验方案，组装实验设备，构建实验系统，保障开展实验的安全性，实现实验数据的正确采集；

4-4能够对实验结果进行关联、建模、分析和解释，获得合理有效的结论。

（5）使用现代工具：

能够针对工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂材料工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

5-1了解材料专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性；

5-2能够开发和选择恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂材料工程问题进行分析、计算与设计；

5-3能够针对具体的对象，选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测材料工程专业问题，并能够分析其局限性。

（6）工程与社会：

能够基于社会、健康、安全、法律及文化等相关专业知识对工程实践进行合理分析，评价材料工程实践和复杂工程问题解决方案。

6-1能分析和评价工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解应承担的责任；

6-2了解材料工程相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，及企业文化方面的知识。

（7）环境和可持续发展：

能够理解和评价针对材料制备工艺、装备设计及产品质量控制等复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7-1能够知晓环境保护和可持续发展的理念和内涵，理解工程实践对生态环境和社会可持续发展的影响；

7-2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考材料工程实践的可持续性，评价材料产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。

（8）职业规范：

具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在材料生产、工艺设计、研究开发等工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

8-1具有正确的世界观、人生观和价值观，理解个人与社会的关系，了解中国国情；

8-2理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范，并能在材料工程实践中自觉遵守。

8-3理解工程师对公众的安全、健康和福祉，以及保护环境的社会责任，能够在材料工程实践中自觉履行责任。

（9）个人和团队：

具有一定的组织管理能力和团队协作能力，能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

9-1具备团队协作意识及团队精神，能够理解多学科背景下团队中每个角色的意义及责任；

9-2具有一定的组织管理及团队协作能力，能够在多学科背景下的团队中发挥作用。

（10）沟通：

能够就复杂材料工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通、交流，包括撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备国际视野和一定的外语应用能力，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

10-1了解材料领域的国际发展趋势、研究热点，能就材料工程问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性；

10-2具备跨文化交流的语言和书面表达能力，能就材料工程问题，在跨文化背景下进行基本沟通和交流。

（11）项目管理：

理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

11-1掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题；

11-2能在多学科环境下（包括模拟环境），了解材料工程产品全周期、全流程的成本构成，在设计开发解决方案的过程中，运用工程管理与经济决策方法。

（12）终身学习：

具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

12-1能在社会发展的大背景下，认识到自主和终身学习的必要性；

12-2具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力等。

表1本专业毕业要求对培养目标的支撑关系矩阵

培养目标1

培养目标2

培养目标3

培养目标4

培养目标5

毕业要求1

√

毕业要求2

√

毕业要求3

√

毕业要求4

√

毕业要求5

√

毕业要求6

√

毕业要求7

√

毕业要求8

√

√

毕业要求9

√

毕业要求10

√

√

毕业要求11

√

毕业要求12

√

表2材料科学与工程专业课程体系与毕业要求的关联度矩阵

序号

课程名称

毕业要求

1

毕业要求

2

毕业要求

3

毕业要求

4

毕业要求

5

毕业要求

6

毕业要求

7

毕业要求

8

毕业要求

9

毕

业

要

求

10

毕

业

要

求

11

毕

业

要

求

12

1

思想道德修养与法律基础

H

L

L

2

马克思主义基本原理概论

H

L

3

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

L

H

4

中国近现代史纲要

L

M

5

形势与政策

M

6

大学英语

H

L

7

高等数学

H

L

8

大学物理

M

H

9

物理实验

L

10

大学计算机基础

L

11

体育

L

12

C语言程序设计

M

13

线性代数

M

L

14

概率论与数理统计

L

L

15

固体物理

L

L

16

画法几何及工程制图

M

17

工程力学

M

M

L

18

机械设计基础

H

L

L

19

电工电子技术

L

M

20

物理化学

H

L

M

21

材料科学基础

H

H

H

22

材料力学性能

H

H

L

23

材料物理性能

L

M

24

晶体缺陷理论及应用

L

L

L

L

25

材料现代研究方法

L

H

H

26

金属固态相变原理

H

H

27

热处理工艺及设备

L

M

28

工程材料学

L

L

M

H

29

材料成形及制备技术

M

L

L

30

材料科学与工程实验

H

31

金相学

L

32

计算机在材料科学与工程中的应用

L

33

科技英语阅读与写作

L

34

金属材料的晶体学织构与各向异性

L

35

现代激光加工技术

L

36

现代焊接技术

L

37

计算机辅助绘图

L

38

无损检测技术

L

39

钢铁冶金概论

L

40

粉末冶金概论

L

41

材料的腐蚀与防护

L

42

表面工程学

L

43

涂层制备方法

L

44

金属凝固与铸造

L

45

有色金属冶炼及加工技术

L

46

复合材料概论

L

47

控轧与控冷技术

L

48

热处理车间设计

L

49

科学研究方法与学术论文写作

L

50

材料表面与界面表征

L

51

电化学测试技术

52

职业生涯规划

H

H

53

健康教育

L

54

大学生心理健康教育

L

55

创新教育

H

M

56

军事理论

L

57

文献检索

58

创业管理

M

H

H

59

大学生就业指导

M

L

60

公共选修课

L

61

入学及安全教育

M

L

62

军事训练

L

63

公益劳动

L

L

64

金工实习

L

L

65

机械设计基础课程设计

L

66

认识实习

H

H

L

67

生产实习

M

M

68

创新创业专题

L

L

M

69

材料综合训练

M

L

H

H

M

H

H

70

毕业设计/论文

L

H

H

H

H

M

M

71

毕业教育

L

L

表3材料科学与工程专业课程体系支持毕业要求指标点的支撑关系

毕业要求

指标点分解

支持指标点的相关教学活动

课程权重

（1）工程知识：

掌握工程领域所需的数学、自然科学、工程基础和材料科学与工程学科专业知识，并能够用于解决材料工程领域复杂工程问题。

1-1掌握相关数学知识，并能运用于实际工程问题进行数学建模、求解与数据处理；

高等数学

0.5

线性代数

0.3

概率论与数理统计

0.2

1-2掌握相关自然科学的基础原理和思维方法，并能将其应用于解决工程科学和技术问题；

物理化学

0.5

大学物理

0.3

固体物理

0.2

1-3掌握相关工程知识，能将其用于解决工程装备设计等工程问题；

机械设计基础

0.5

工程力学

0.3

电工电子技术

0.2

1-4掌握材料科学与工程专业基础知识，并能用于解决热处理、材料组织性能分析及控制等材料科学和工程技术问题；

材料科学基础

0.7

材料物理性能

0.1

晶体缺陷理论及应用

0.1

工程材料学

0.1

1-5掌握材料科学与工程专业知识，并能用于解决材料工程复杂科学和工程技术问题。

金属固态相变原理

0.5

材料成形及制备技术

0.3

热处理工艺及设备

0.2

（2）问题分析：

能够应用数学、自然科学、工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析材料制备工艺、机械装备设计及产品质量控制等复杂工程问题，以获得有效结论。

2-1能基于数学和自然科学原理识别工程科学和技术问题；

大学物理

0.5

高等数学

0.2

线性代数

0.1

概率论与数理统计

0.1

固体物理

0.1

2-2能够应用工程基础知识对研究对象进行正确的表达、分析工程问题；

工程力学

0.3

电工电子技术

0.3

机械设计基础

0.2

机械设计基础课程设计

0.2

2-3能够综合运用材料专业基础理论和研究方法，借助文献寻求材料复杂工程问题解决方案，并获得有效结论。

材料科学基础

0.5

物理化学

0.2

晶体缺陷理论及应用

0.1

材料现代研究方法

0.1

工程材料学

0.1

（3）设计/开发解决方案：

综合社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，设计满足材料科学与工程需求的系统、工艺流程和装备，在设计开发环节中体现创新意识。

3-1能在工程设计开发中，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，并体现创新意识；

创新教育

0.5

材料综合训练

0.3

毕业设计/论文

0.2

3-2能够运用相关工程知识，设计满足特定工程需求的系统或单元；

材料力学性能

0.5

画法几何及工程制图

0.4

机械设计基础

0.1

3-3能够运用专业知识完成材料科学与工程系统、工艺流程和装备的设计或开发。

金属固态相变原理

0.5

工程材料学

0.3

材料成形及制备技术

0.1

晶体缺陷理论及应用

0.1

（4）研究：

能够基于材料基本原理，采用科学研究方法对材料制备的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、开展实验、分析数据、诠释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。

4-1能够基于材料基本原理和相关文献，调研和分析材料制备过程中复杂工程问题的解决方案；

工程材料学

0.5

物理化学

0.3

工程力学

0.1

材料成形及制备技术

0.1

4-2能够根据材料专业知识的特征，选择科学的研究方法，设计合理的实验方案；

材料科学基础

0.5

材料物理性能

0.4

晶体缺陷理论及应用

0.1

4-3能够根据设计的实验方案，组装实验设备，构建实验系统，保障开展实验的安全性，实现实验数据的正确采集；

材料科学与工程实验

0.6

物理实验

0.2

材料综合训练

0.2

4-4能够对实验结果进行关联、建模、分析和解释，获得合理有效的结论。

材料现代研究方法

0.5

材料力学性能

0.5

（5）使用现代工具：

能够针对工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂材料工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

5-1了解材料专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性；

材料现代研究方法

0.6

C语言程序设计

0.3

大学计算机基础

0.1

5-2能够开发和选择恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂材料工程问题进行分析、计算与设计；

毕业设计/论文

0.5

文献检索

0.3

材料力学性能

0.2

5-3能够针对具体的对象，选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测材料工程专业问题，并能够分析其局限性。

材料综合训练

0.5

热处理工艺及设备

0.3

金工实习

0.2

（6）工程与社会：

能够基于社会、健康、安全、法律及文化等相关专业知识对工程实践进行合理分析，评价材料工程实践和复杂工程问题解决方案。

6-1能分析和评价工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解应承担的责任；

毕业设计/论文

0.5

材料综合训练

0.5

6-2了解材料工程相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，及企业文化方面的知识。

认识实习

0.5

生产实习

0.3

创新创业专题

0.2

（7）环境和可持续发展：

能够理解和评价针对材料制备工艺、装备设计及产品质量控制等复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7-1能够知晓环境保护和可持续发展的理念和内涵，理解工程实践对生态环境和社会可持续发展的影响；

认识实习

0.5

生产实习

0.3

创新创业专题

0.2

7-2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考材料工程实践的可持续性，评价材料产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。

毕业设计/论文

0.6

材料综合训练

0.4

（8）职业规范：

具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在材料生产、工艺设计、研究开发等工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

8-1具有正确的世界观、人生观和价值观，理解个人与社会的关系，了解中国国情；

马克思主义基本原理概论

0.5

形势与政策

0.3

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

0.1

中国近现代史纲要

0.1

8-2理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范，并能在材料工程实践中自觉遵守。

思想道德修养与法律基础

0.5

入学及安全教育

0.4

公益劳动

0.1

8-3理解工程师对公众的安全、健康和福祉，以及保护环境的社会责任，能够在材料工程实践中自觉履行责任。

职业生涯规划

0.5

大学生就业指导

0.4

毕业教育

0.1

（9）个人和团队：

具有一定的组织管理能力和团队协作能力，能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

9-1具备团队协作意识及团队精神，能够理解多学科背景下团队中每个角色的意义及责任；

毕业设计/论文

0.5

思想道德修养与法律基础

0.2

体育

0.1

公益劳动

0.1

金工实习

0.1

9-2具有一定的组织管理及团队协作能力，能够在多学科背景下的团队中发挥作用。

创业管理

0.5

大学生心理健康教育

0.2

健康教育

0.1

军事训练

0.1

军事理论

0.1

（10）沟通：

能够就复杂材料工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通、交流，包括撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备国际视野和一定的外语应用能力，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

10-1了解材料领域的国际发展趋势、研究热点，能就材料工程问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性；

材料综合训练

0.6

创新创业专题

0.4

10-2具备跨文化交流的语言和书面表达能力，能就材料工程问题，在跨文化背景下进行基本沟通和交流。

大学英语

0.6

毕业设计/论文

0.4

（11）项目管理：

理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

11-1掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法，理解其中涉及的工程管理与经济决策