材料科学与工程专业培养方案

1、材料科学与工程专业 一、专业概述依托国家重点学科和工业大数据国家工程实验室、新型功能材料教育部重点实验室、省部共建首都资源循环材料技术协同创新(2011)中心、北京市生态环境材料及其评价工程技术研究中心、北京高等学校市级校外人才培养基地（金隅）等实践平台，拥有院士牵头的材料科学与工程国家级教学团队、国家自然科学基金创新研究群体、教育部/科技部/北京市创新团队，创新了以资源节约与环境友好理念主导的材料专业人才培养模式和教学体系，大批具有“资源节约与环境友好”特色的毕业生已成为我国材料行业和北京地区发展环境材料的中坚力量。二、培养目标本专业面向首都和京津冀材料产业发展需求，培养具有材料与环境协调发

2、展理念，具备人文社会科学素养、自然科学基础、工程基础和材料科学与工程专业知识，具有终身学习能力和国际视野，能够应用工程原理在解决与材料相关的复杂工程问题中发挥有效作用，能够使自己的工程行为符合道德伦理要求，能在跨领域团队中有效沟通、交流协作的高素质创新型工程人才。毕业学生主要面向汽车制造信息、有色、建材领域的科技型企业（研究、设计院）、检测认证机构、行业咨询服务机构等，从事新材料产品工艺研发、材料检测认证、工程设计咨询等方面的工作，经过5年左右实践，能胜任技术主管工程师、研发团队骨干或项目管理工程师。具体细化为以下8个方面（1）能运用材料与环境协调发展理念正确判断材料工程对资源环境的影响。（2

3、）能够严谨治学、实事求是，使自己的工程行为符合道德伦理要求。（3）能够应用工程原理在解决与材料相关的复杂工程问题中发挥有效作用。（4）能够以创新思维，胜任材料工程技术研发、工艺与设备设计、科技管理和服务工作。（5）能以服务社会、忠诚担当的责任意识，在一个团队中发挥骨干作用。（6）能够胜任材料相关专业的国际项目谈判和市场开拓。（7）能够选择合适的工具针对性地解决工程问题。（8）能够进一步深造成为相关行业高级人才。三、毕业要求及实现矩阵1. 毕业要求（1）工程知识：具备高等数学、大学物理、计算机等工科大类基础以及化学、机械、电工电子等材料大类工程基础知识，掌握材料科学、材料设计与制备复杂要素（性能

4、、组成、结构、工艺、资源、环境）调控等专业知识，并能将上述知识用于解决材料专业的复杂工程问题。 （2）问题分析：具备基于自然科学原理思考工程问题的能力，掌握识别、表达、分析工程问题的科学方法，能够运用数理化和工程基础知识，识别并正确表达材料组成、结构、制备、性质与使役性能之间相互影响的复杂关系，通过文献研究对不同方案进行分析比较，获得解决问题的有效结论。（3）设计/开发解决方案：针对材料工程实践中组成-工艺-性能-环境影响-经济成本之间可能出现的相互矛盾与冲突问题，设计满足特定需求的材料体系、技术或工艺流程，在设计中能够分析发现现有技术的不足并提出改进方案，体现创新意识；在设计环节中能够考虑多

5、因素交互作用，考虑社会、健康、安全、法律、文化、环境等制约因素。（4）研究：能够基于自然和工程科学原理，采用科学方法，研究材料组成、制备工艺参数对其结构和性能的影响等具有工程背景的复杂问题，具备文献调研分析、研究路线选择、实验方案设计、实验系统构建和实验过程实施的能力，并能够正确采集数据、分析解释实验结果、通过信息综合得到合理有效的结论。 （5）使用现代工具：针对材料组分及性能设计、制备技术研发、工艺及设备选择、环境影响评估等涉及多尺度多因素的复杂工程问题，具备开发、选择与使用恰当的软件工具、数据技术、网络资源、分析仪器等现代工程和信息技术工具的能力，能够在合理边界条件下对复杂工程问题进行预测

6、与模拟， 并能够理解其局限性。（6）工程与社会：能够基于材料、资源、环境的工程相关背景知识进行合理分析，评价材料工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，正确理解应承担的责任。（7）环境和可持续发展：了解与材料相关领域的环境保护和可持续发展方针、产业政策、标准规范等，能够理解和评价针对复杂工程问题的材料工程实践对环境、社会可持续发展的影响。（8）职业规范：拥有“不息为体、日新为道”的工大精神，具有人文社会科学素养和社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行社会责任。 （9）个人和团队：具有组织管理、协调合作、独立或共同完成工作的能力，理解团队中不

7、同角色的作用，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。（10）沟通：能够就材料领域相关的复杂工程问题，以撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令等方式，与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。（11）项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能应用于多学科环境下工程项目的过程管理和成本分析。（12）终身学习：对终身学习有正确认识，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习、持续提高自己适应发展的能力。2. 支撑矩阵本专业的培养目标与毕业要求的关系矩阵，详见表2。表2 材料科学与工程专业毕业要求对培养目标

8、的支撑矩阵培养目标毕 业 要 求（）123456789101112材料环境协调判断工程伦理自律有效应用工程原理解决复杂专业问题工作中创新思维社会责任担当胜任国际合作熟悉并运用相关工具解决专业问题终身学习发展本专业的课程对毕业要求的支撑矩阵，详见表3。表3 材料科学与工程专业课程对毕业要求的支撑矩阵课程名称（含实践）毕 业 要 求 123456789101112思想道德修养与法律基础中国近现代史纲要毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论马克思主义基本原理体育大学英语高等数学(工)线性代数(工)概率论与数理统计（工）大学物理普通化学C语言程序设计基础新生研讨课工程图学有机化学材料科学与工程学导论

9、工程力学电工技术物理化学材料科学基础（双语）材料分析方法材料工程基础材料性能环境材料基础计算机在材料中的应用材料创新设计方法军事理论军事训练综合化学实验机械工程训练B物理实验-1-2“中国特色社会主义建设”实践电工电子基础训练工程图学实践光学分析实验材料分析方法实验材料综合实验材料性能实验材料创新设计实践材料制备装备课程设计认识实习工作实习毕业设计（论文）材料科学基础（金属）材料科学基础（无机）金属材料学热处理工艺及设备铸造工程基础塑性加工工艺及设备金属腐蚀与防护粉末冶金技术（自学）无机材料工学新型无机材料材料环境负荷分析技术建设项目管理与工程概预算混凝土材料与结构无机材料工艺设计概论（自学）

10、材料加工原理材料加工工艺材料连接科学与技术材料表面工程技术电子封装技术与材料（双语）工程材料的应用与选择（自学）学术写作课程学术前沿课程外语选修课工程伦理课经济管理选修课通识教育任意选修课创新创业学分注：表示有强相关关系；：有一般相关关系；：有弱相关关系四、课程体系及学分分配本专业的课程体系及学分分配，详见表4。表4 材料科学与工程专业课程体系及学分分配表课程类别课程主题主体课程学分必修选修通识教育71学分43.6%理想信念与家国情怀22学分,13.5%思想政治课程14军理理论2军事训练（实践）2 体育课4大类基础与科学素养29学分,17.8%数学与自然科学24 计算机类3物理实验（实践）2国

11、际视野与沟通表达8学分，4.9%大学英语8综合素质与公民责任12学分, 7.4%工程经济与项目管理2工程伦理1文化自信与艺术鉴赏7科学探索与创新发展道德修养与身心健康沟通表达与全球视野2专业教育92学分56.4%学科基础课程39学分, 23.9%专业大类课程21.5专业核心课程17.5专业发展选修课程16学分, 9.8%专业选修课16个性需求选修课程6学分, 3.7%“专业教育”中理论课程6实践与创新31学分, 19.0%实验10实习5综合类课程设计4毕业设计8创新创业学分4五、主干学科材料科学与工程。六、核心课程本专业设置的专业核心课程，详见表5。表5 材料科学与工程专业核心课程一览表序号课

12、程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10000274材料科学与工程学导论232320220007487材料科学基础（双语）3.556506430000276材料性能464640540002545材料工程基础464640650008167材料分析方法464640660005953环境材料基础232302670008012材料创新设计方法2321616580008016材料创新设计实践264064690005962材料综合实验2640646100008017材料制备装备课程设计2600605七、主要实践环节及独立设置的主要实验课程本专业的主要实践环节及独立设置的主要实验课程，详见表6。

13、表6 材料科学与工程专业主要实践环节及独立设置的主要实验课程项目课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注主要实践环节0008017材料制备装备课程设计26006050008016材料创新设计实践26406460007169认识实习13003030007170工作实习412001200008018毕业设计8480048080005962材料综合实验2640646独立设置的主要实验课程0008015材料性能实验13203250008013光学分析实验26406450008014材料分析方法实验1320327新开课综合化学实验1 3203230007070电工电子基础训练1300305八、

14、特色课程本专业设置的特色课程，详见表7。表7 材料科学与工程专业特色课程一览表序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10000274材料科学与工程学导论232320220007487材料科学基础（双语）3.556506430005953环境材料基础232302640008012材料创新设计方法2321616550008016材料创新设计实践264064660005962材料综合实验2640646九、示范课程本专业设置的示范课程，详见表8。表8 材料科学与工程专业示范课程一览表课程思政（列出5门有代表性课程）序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10000274材

15、料科学与工程学导论232320220005953环境材料基础232302630008030热处理工艺及设备232320640007865建设项目管理与工程概预算232320750008039材料加工工艺2323207研究型课程序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10008012材料创新设计方法2641616520008016材料创新设计实践264064630008034粉末冶金技术232320740008168无机材料工艺设计概论232320750008040工程材料的应用与选择2323207线上/线下/线上线下混合式课程序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注

16、10007487材料科学基础（双语）3.556506420002545材料工程基础464640630008029金属材料348480740008037混凝土材料与结构232320650007178电子封装技术与材料（双语）2323207十、自主课程本专业设置的自主课程，详见表9。表9 材料科学与工程专业自主课程一览表序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10007079新生研讨课11616012新开课学术前沿课程11616033新开课学术写作课程116160740008013光学分析实验264064550008011计算机在材料中的应用23216166十一、必修课程先修关系拓扑

17、图体育-1工程图学新生研讨课普通化学高等数学（工）-1思想道德修养与法律基础大学英语综合军事理论军事训练体育-2大学英语高级材料科学与工程学导论线性代数（工）工程图学实践物理实验（工）-1有机化学高等数学（工）-2大学物理-1中国近代史纲要体育-3综合化学实验物理化学概率论与数理统计（工）马克思主义基本原理学科前沿课程大学物理-2工程力学物理实验（工）-2机械工程训练B认识实习创新创业学分“中国特色社会主义建设”实践材料科学基础（双语）C语言程序设计基础毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系体育-4电工技术材料性能实验材料性能材料科学基础（金属）或材料科学基础（无机）电工电子基础训练材料制备装备

18、课程设计光学分析实验材料创新设计方法外语选修+工程伦理+经管管理+通识教育专业选修课+校选专业课材料工程基础工作实习材料创新设计实践计算机在材料中的应用材料分析方法环境材料基础材料综合实验学术写作课程材料分析方法实验毕 设第一学期第二学期第三学期第四学期第五学期第六学期第七学期第八学期十二、计划学制4年。十三、毕业和学位要求修满本培养方案规定163学分、专业自主课程7学分和第二课堂12学分，成绩合格并符合北京工业大学本科学生学籍管理规定要求的学生，可获得材料科学与工程专业本科毕业证书。符合毕业要求并达到北京工业大学学位授予工作实施细则要求的学生，经学校学位委员会审核批准，可授予工学学士学位。（

19、可参照附件2）十四、教学进程计划表详见2020版本科指导性教学计划进程表（附件11）。十五、学业指导说明1. 个性需求选修课程6学分：要求选修本专业学科基础选修课3学分（材料科学基础（金属）、材料科学基础（无机）二选一），另外3学分在学校提供的校选专业课列表中选，优先推荐本专业的专业选修课程组（A、B、C）的课程，或本专业大类内资源循环科学与工程专业、纳米材料与技术专业的课程。2. 专业发展选修课程13学分：要求每个学生必须完成材料科学与工程教学计划进程表（附表11）专业选修课程设置中A、B、C三组中任意一组。3. 自主课程：本专业设置了7学分自主课程，包括新生研讨课、材料学科前沿课程、学术论

20、文写作课程、光学分析实验、计算机在材料中的应用5门课，要求学生必选。4. 其他：无。十六、其它说明无。十七、为学校其它专业开设的个性需求选修课程本专业为学校其它专业开设的个性需求选修课程（本专业学科基础必修与选修课程、专业选修课程），详见表10。表10 材料科学与工程专业为其它专业开设的个性需求选修课程一览表序号课程编码课程名称学分总学时课程类型先修课程学期备注10000274材料科学与工程学导论232J1工科基础220007487材料科学基础（双语）3.556J1工科基础430005953环境材料基础232J1工科基础640008012材料创新设计方法232J1工科基础550008029金属材料学348X工科基础760008035无机材料工学348X工科基础670008038材料加工原理348X工科基础680007864材料环境负荷分析技术232X工科基础690007178电子封装技术与材料（双语）232X工科基础7注：课程类型包括：J1：学科基础必修课程；