资源循环科学与工程专业培养方案

资源循环科学与工程专业一、专业概述专业建设情况为了满足国家节能减排，低碳经济及循环经济等战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，我校依托材料科学与工程学院联合环境与能源工程学院申办资源循环科学与工程专业。2010年教育部批准设置资源循环科学与工程战略新兴产业专业。北京工业大学是首批公布并同意设置资源循环科学与工程专业的十所高校之一。资源及优势资源循环科学与工程专业涉及资源、材料、环境、经济、管理等诸多学科交叉与融合。目前资源循环科学与工程系有教师27人，依托材料科学与工程学院，已建成工业大数据应用技术国家工程实验室、北京市环境材料及其评价工程研究中心这两个教学实践基地，并具有资源、环境及循环经济学科和环境科学学科作为支撑。特色教学平台及研究方向分别为：（1）流程工业产品生命周期工程中心该实验室包括：材料与产品生态设计及评价和流程工业过程模拟及优化平台，材料与资源循环工业系统新技术与集成平台。开设了多种类型的材料生态设计实验，主要涉及区域与流程的物质流分析、典型产品或材料的环境负荷分析。建有虚拟仿真系统，可模拟硅酸盐水泥、泡沫玻璃、铝合金等生产过程，进行包括环境负荷、资源综合利用等过程优化。实践教学平台将工艺过程生命周期评价中抽象的环境影响评价可视化、流程化、自动化，将理论知识学习与科技实践相融合。（2）资源循环与综合利用技术实验室该实验室包括：战略金属资源高效循环再造实验室、城市与工业固体废弃物综合利用实验室。战略金属资源高效循环再造实验室包括废弃钴镍材料、退役电池中有价金属、电子废弃物、废旧家电等板块，涵盖废旧金属高效循环再造及分析评定所涉的方法和过程。城市与工业固体废弃物综合利用实验室针对各种城市固废和工业固废，包括城市建筑垃圾、废弃玻璃、废弃陶瓷、粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏等，研发回收制备水泥、填料、骨料、泡沫玻璃、透水陶瓷砖产品与技术。专业特色资源循环科学与工程专业依据北京工业大学“立足北京，融入北京，辐射全国、面向世界”的定位目标，紧密围绕北京地区经济社会发展需要，坚持“立德树人、厚植基础、突出实践、鼓励创新、推进交叉、面向世界”的发展思路，以培养“一流人才”为目标，充分发挥北京工业大学多学科优势，在“材料学”国家重点学科、“材料科学与工程”一流学科和“人口、资源与环境经济学”等基础上，整合优化教学研究资源，构建资源循环科学与工程的基础理论和技术知识体系，开展具备扎实工程技术科学基础和优秀工科素养的专业技术人才培养。本专业依托工业大数据应用技术国家工程实验室等重要科研基地，组建工业生态设计、流程生态化、无废城市、二次资源综合利用等学科的科学与技术知识体系与训练平台。倡导生态理论统领，环境协调发展指引，引入系统分析理论（系统动力学、物质流分析、生命周期分析等），与材料学科、资源学科交叉，开展生态设计，实行工业生态工程，即流程生态化、材料产品生态化、资源循环系统集成创新，学习发展减少循环技术，预设循环技术，清洁循环技术。在专业教育中引导学生从资源循环与环境保护、环境伦理角度认识资源的功用，将绿色发展、工程伦理观教育融入专业学习。培养学生把生态文明思想和智慧转化为具有新时代意蕴的专业知识，适应北京经济社会发展模式。造就能主动适应人才市场需求的高素质、复合型资源（材料）专业设计、规划、研发、工程技术与管理人才。二、培养目标本专业旨在培养适应国家特别是北京地区经济建设和社会发展需求，具有严谨的科学道德和高尚的家国情怀，掌握材料成分、组织结构、制备流程、工艺装备、服役性能和环境影响的相互作用机制和资源循环利用技术的基本原理，熟悉资源-产品-再生资源-产品的多向循环与经济社会可持续发展规律，了解资源循环科学与工程技术的发展动态和学科前沿，具有解决资源综合利用方面科学与工程实际问题的能力，能在资源循环工程、资源综合利用、材料科学与工程等相关领域从事科学研究、工程技术开发、工艺流程设计、项目管理和政策咨询等方面工作，具有国际视野和终身学习能力的创新性应用型高级专门人才。培养目标可归纳为以下四点：目标1：具有宽厚的基础理论知识和扎实的资源循环工程与技术专业理论知识；了解资源循环、材料工业及相关行业的生产、设计、研究与开发过程中涉及经济、环境、法律、安全、健康、伦理等相关知识，以及资源循环科学与工程专业前沿发展现状、趋势。目标2：具备综合运用基础理论知识和先进的专业技术手段，对资源循环工程实践中的材料产品、工艺流程、技术装备、环境影响进行研究、开发和综合设计的能力，并具有对资源循环过程涉及的技术组合、系统集成、生态关联等进行初步的分析能力。目标3：具有较强的知识更新能力、创新意识、实践能力、组织协调能力、团队合作意识以及跨文化的交流、竞争与合作能力。目标4：具有高度的社会责任感和道德修养、良好的心理素质，拥有健康的体魄和正确的人生价值观，能够在资源循环科学与工程、材料科学与工程等相关领域从事科学研究、工程设计、技术开发、生产管理等工作的专业人才。毕业5年后能够达到的职业状态或专业成就：•能在工业界、学术界成功分析、制定和解决与专业职位相关的工程问题，适应独立和团队工作环境。•以重要的法律、伦理、监管、社会、环境和经济等方面宽广的系统视角，管理资源循环科学与工程、材料科学与工程、资源与环境等多学科的项目。•在终身学习、专业发展和领导能力上表现出担当和进步，在资源循环领域具有职场竞争力和进一步深造能力。三、毕业要求及实现矩阵1.毕业要求（1）工程知识：掌握从事资源循环类专业工作所需的高等数学、大学物理、普通化学等自然科学知识以及机械、电工电子等工程基础知识和资源循环科学与工程专业知识，能用数学、科学和工程及生态环境知识描述资源循环工程实践中组成、过程、品质、环境影响之间复杂关系，具备解决技术组合、系统集成生态关联的复杂工程问题的能力。（2）问题分析：具有运用现代信息技术获取相关信息和新技术、新知识的能力，能够应用数理化和工程基础知识，识别并正确表达过程、材料/产品、需求、服役性能和环境影响相互作用机制。（3）设计/开发解决方案：针对过程、材料/产品、需求、服役性能和环境影响复杂问题，设计满足资源循环工程中特定需求的工艺流程或开发分析系统，在设计开发环节中能够考虑社会、健康、安全、法律、生态环境等因素多因素交互作用，体现集成创新。（4）研究：能够基于材料科学与生命周期科学原理并采用系统分析科学方法对过程、材料/产品、服役性能和环境影响之间的复杂工程问题进行研究，具备设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果分析与解释，通过信息综合判断得到合理有效的结论。（5）使用现代工具：针对资源循环流程工业过程开展生命周期评价与生态设计及系统优化，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以及专业分析软件、系统分析工具与数据库对流程工业过程进行系统分析优化、开发复杂和高附加值的工程产品、过程和系统，研发资源与材料循环新技术、新工艺、新产品，开展预测与模拟，并能够理解其局限性。（6）工程与社会：能够基于材料、资源、生态环境的工程相关背景知识进行合理分析，评价资源（材料）循环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：了解与资源（材料）循环专业相关的职业和行业的研究、设计、生产与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规，能够理解和评价针对复杂工程问题的资源循环工程实践对环境、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、社会责任担当，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。（9）个人和团队：具有一定的工程组织管理能力、表达能力、独立工作能力和团队合作能力，理解团队中不同角色的作用，能够在材料、资源、生态环境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：能够就资源循环、材料类专业相关的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。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，并能在多学科环境中应用。（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、持续提高自己和适应发展的能力。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资源循环科学与工程专业毕业要求对培养目标的支撑矩阵培养目标毕业要求（√）123456789101112目标1√√√√√√√目标2√√√√√√√目标3√√√√√√√√√目标4√√√√√√√√本专业的课程对毕业要求的支撑矩阵，详见表3。表3资源循环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Ⅰ●普通化学Ⅳ●C语言程序设计基础●新生研讨课●●●工程图学Ⅴ●有机化学Ⅲ●材料科学与工程学导论●●◎工程力学Ⅱ◎电工技术Ⅰ◎物理化学Ⅱ●材料科学基础（双语）●●◎材料分析方法●●◎材料工程基础Ⅰ◎●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Ⅱ◎工程图学实践◎材料分析方法实验●◎材料综合实验◎●●材料创新设计实践●◎材料科学基础（金属）◎●材料科学基础（无机）◎●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●工业生态学●●●环境材料基础●◎●产品与流程生态设计实验●●●资源循环综合实验●●●冶金分离科学与技术●●●◎资源循环工程设计●●●◎资源循环化工过程基础●●清洁生产理论与技术●●●◎◎固体废弃物管理与资源化技术●●化学分离与分析技术●●环境保护与可持续发展●●●资源环境经济学●●环境工程材料与应用●●●固体废弃物建材资源化实验●●废弃高分子材料循环利用●●材料制造流程多维数据分析●●认识实习●工作实习◎●●毕业设计（论文）●◎●◎●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资源循环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（理论65+实践6）44%理想信念与家国情怀22学分，14%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，18%数学与自然科学24计算机类3物理实验（实践）2国际视野与沟通表达8学分，5%大学英语8综合素质与公民责任12学分，7%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%学科基础课程39学分，24%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，10%专业选修课16个性需求选修课程6学分，3%“专业教育”中理论课程6实践与创新31学分，19%实验11实习5综合类课程设计3毕业设计（论文）8创新创业学分4五、主干学科资源循环科学与工程。六、核心课程本专业设置的专业核心课程，详见表5。表5资源循环科学与工程专业专业核心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）3.556506430007670工业生态学464640540002545材料工程基础I464640650008167材料分析方法464640660005953环境材料基础232320670008014材料分析方法实验348480580008012材料创新设计方法2321616590008016材料创新设计实践2640646100005962材料综合实验2640646110008048产品与流程生态设计实验1320326120010412资源循环综合实验2640647七、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。表6资源循环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0008016材料创新设计实践26406460005962材料综合实验26406460007169认识实习13003030007170工作实习41200120Ⅵ0008018毕业设计（论文）848004808独立设置的主要实验课程0008048产品与流程生态设计实验13203260010412资源循环综合实验26406470007015固体废弃物建材资源化实验13203270010410废弃高分子材料循环利用13282470010411材料制造流程多维数据分析2328246八、特色课程本专业设置的特色课程，详见表7。表7资源循环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232320640008012材料创新设计方法2321616550008016材料创新设计实践264064660000276工业生态学464640570010412资源循环综合实验396096780008048产品与流程生态设计实验1320326九、示范课程本专业设置的示范课程，详见表8。表8资源循环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10000276工业生态学464640520008044资源环境经济学232302630000274材料科学与工程学导论232320240007079新生研讨课116016150007859清洁生产理论与技术2323205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264064630000276工业生态学464640540007009资源循环工程设计232320750010411材料制造流程多维数据分析2328246线上/线下/线上线下混合式课程（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10007487材料科学基础（双语）3.556506420005962材料综合实验264064630002545材料工程基础464640640005953环境材料基础232320650008048产品与流程生态设计实验132032660008046固体废弃管理与资源化技术2322847十、自主课程本专业设置的自主课程，详见表9。表9资源循环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116160120010404学术写作课程116160730010405学术前沿课程116160340007015固体废弃物建材资源化实验132032750010410废弃高分子材料循环利用132824760010411材料制造流程多维数据分析2328246十一、必修课程先修关系拓扑图思想道德修养与法律基础大学英语综合新生研讨课普通化学Ⅳ工程图学Ⅴ体育-1高等数学（工）-1思想道德修养与法律基础大学英语综合新生研讨课普通化学Ⅳ工程图学Ⅴ体育-1高等数学（工）-1中国近代史纲要大学英语高级材料科学与工程学导论军事训练军事理论有机化学Ⅲ工程图学实践Ⅳ物理实验（工）-1大学物理Ⅰ-1高等数学（工）-2线性代数（工）体育-2中国近代史纲要大学英语高级材料科学与工程学导论军事训练军事理论有机化学Ⅲ工程图学实践Ⅳ物理实验（工）-1大学物理Ⅰ-1高等数学（工）-2线性代数（工）体育-2马克思主义基本原理学术前沿课程物理化学Ⅱ综合化学实验外语选修+工程伦理+经济管理+通识教育认识实习机械工程训练B工程力学Ⅱ物理实验（工）-2概率论与数理统计（工）大学物理Ⅰ-2创新创业学分体育-3马克思主义基本原理学术前沿课程物理化学Ⅱ综合化学实验外语选修+工程伦理+经济管理+通识教育认识实习机械工程训练B工程力学Ⅱ物理实验（工）-2概率论与数理统计（工）大学物理Ⅰ-2创新创业学分体育-3毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系材料科学基础（双语）C语言程序设计基础“中国特色社会主义建设”实践电工技术Ⅰ体育-4毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系材料科学基础（双语）C语言程序设计基础“中国特色社会主义建设”实践电工技术Ⅰ体育-4冶金分离科学与技术资源循环化工过程基础材料科学基础（金属）或材料科学基础（无机）电工电子基础训练Ⅱ材料创新设计方法工业生态学清洁生产理论与技术冶金分离科学与技术资源循环化工过程基础材料科学基础（金属）或材料科学基础（无机）电工电子基础训练Ⅱ材料创新设计方法工业生态学清洁生产理论与技术产品与流程生态设计实验材料制造流程多维数据分析材料创新设计实践专业选修课+校选专业课+自主课程材料工程基础Ⅰ材料综合实验材料分析方法环境材料基础产品与流程生态设计实验材料制造流程多维数据分析材料创新设计实践专业选修课+校选专业课+自主课程材料工程基础Ⅰ材料综合实验材料分析方法环境材料基础资源循环综合实验材料分析方法实验学术写作课程资源循环综合实验材料分析方法实验学术写作课程毕业毕业设计（论文）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工作实习工作实习十二、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6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，可获得资源循环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。（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择，优先推荐专业选修课程，或本专业大类内材料科学与工程专业、纳米材料与技术专业的课程。2.专业发展选修课程：1