材料科学与工程专业培养方案

材料科学与工程专业人才培养方案一、专业名称、代码专业名称材料科学与工程学科门类工学二级类材料类专业代码080401英文名称MaterialsScienceandEngineering二、专业培养目标本专业立足运城，服务山西，辐射周边省份，培养德智体美劳全面发展，具有以材料和化学为基础，掌握材料科学与工程相关基础知识和能力，涵盖新能源材料相关领域所需要的工程知识，熟悉材料合成与结构控制、制备与加工工艺以及性能与应用方面的基本理论，具有人文科学素养，能够在材料和化学相关领域的企事业单位从事研发、工艺设计、分析检测等技术和管理工作的高素质应用型人才。本专业学生毕业后五年的发展预期目标：目标1：专业能力能够适应现代材料科学技术发展的要求，综合运用数学与自然科学知识、材料科学与工程知识及现代科学工具系统性解决复杂材料领域工程问题。目标2：综合能力能在材料制备与加工领域从事设计、产品开发与试验、工艺改造与运行管理、产品检测与性能分析及销售工作，并能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康等方面的影响因素。目标3：协作能力具有人文社会科学素养、职业道德、社会责任感，并能够在不同职能团队中发挥特定的作用或担任特定的角色。目标4：学习能力具有国际视野、创新意识和终身学习能力。目标5：开拓能力在材料制备与加工领域及其相关行业，尤其在光电与新能源材料合成与制备、材料加工与成型等材料生产行业具有就业竞争力，具备中级技术职称人员的工作能力，能够成为单位的业务骨干。三、毕业要求1.工程知识：能够将数学、物理、化学等自然科学和材料、化学相关专业知识用于解决复杂工程问题。1.1能够将数学、物理、化学等自然科学和材料科学与工程方面的专业知识用于材料生产新工艺、新技术与新设备、分析检测等方面工程问题的表述；1.2能针对具体的对象建立数学模型并求解；1.3能够将材料科学与工程相关知识和数学模型方法相结合用于推演、分析材料科学专业工程问题；1.4能够将相关知识和数学模型方法用于材料科学与工程专业工程问题解决方案的比较与综合。2.问题分析：能够应用数学、自然科学和材料工程的基本原理，识别表达材料合成、制备、结构、性能等方面的复杂工程问题，并通过文献研究分析，以获得有效结论。2.1能运用材料科学与工程相关科学原理，识别和判断复杂工程问题的关键环节；2.2能基于材料科学与工程相关科学原理和数模型方法正确表达复杂工程问题；2.3能认识到解决材料科学与工程相关问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案；2.4能运用材料科学与工程基本原理，借助文献研究分析过程的影响因素，获得有效结论。3.设计/开发解决方案：能够设计针对材料科学与工程复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.1掌握材料科学与工程全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；3.2能够针对特定需求，完成材料（部件）的设计；3.3能够进行系统或工艺流程设计，在设计中体现创新意识；3.4在设计中能够考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。4.1能够基于材料科学与工程基本原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂工程问题的解决方案；4.2能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验方案；4.3能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据；4.4能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。5.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，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了解材料科学与工程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能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算和设计；5.3能够针对具体的对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性。6.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业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，并理解应承担的责任。6.1了解材料科学与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，理解不同社会文化对工程活动的影响；6.2能分析和评价专业工程实践对社会、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。7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对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知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵；7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考专业工程实践的可持续性，评价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有正确价值观，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，以及环境保护的社会责任，能够在工程实践中自觉履行责任。9.个人和团队：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能与其他学科的成员有效沟通，合作共事；9.2能够在团队中独立或合作开展工作；9.3能够组织、协调和指挥团队开展工作。10.沟通能力：能够就复杂的材料科学与工程问题与业界同行及社会公众进行有效的沟通和交流，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。10.1能就材料科学与工程问题，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了解材料科学与工程领域的国际发展趋势、研究热点，理解和尊重世界不同文化的差异性和多样性；10.3具备跨文化交流的语言和书面表达能力，能就专业问题，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撑握工程项目中涉及的管理与经济决策方法；11.2了解工程及产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题；11.3能在多学科环境下（包括模拟环境），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。四、课程及教学活动与毕业要求关联矩阵表1毕业要求对培养目标的支撑矩阵毕业要求培养目标1：专业能力2：综合能力3：协作能力4：学习能力5：开拓能力工程知识√√√√问题分析√√√√设计/开发解决方案√√√√研究√√√√使用现代工具√√√√工程与社会√√√√环境和可持续发展√√√√职业规范√√√个人和团队√√√沟通能力√√√项目管理√√√终身学习√√√说明：表中毕业要求对培养目标的支撑用“√”表示。五、课程(教学活动)与毕业要求关联矩阵表2课程与毕业要求关联矩阵课程名称1工程知识2问题分析3设计/开发解决方案4研究5使用现代工具6工程与社会7环境和可持续发展8职业规范9个人和团队10沟通能力11项目管理12终身学习1234123412341234123121212312312312312思想道德与法治HHM马克思主义基本原理HHM中国近现代史纲要HHM毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论HHM习近平新时代中国特色社会主义思想概论MHM形势与政策MHM劳动MHM大学英语ⅠLHM大学英语ⅡLHM大学英语ⅢLHM大学英语ⅣLHM体育与健康ⅠMMHH体育与健康ⅡMMHH体育与健康ⅢMMHH体育与健康ⅣMMHHPython语言程序设计HHM大学美育LLM大学生军事理论HML大学生安全教育ML大学生心理健康教育HM大学生创新创业基础MHMLMLHL大学生职业规划与就业指导HM高等数学（二）ⅠHML高等数学（二）ⅡHML线性代数MLLM大学物理HM大学物理实验HM材料科学基础IMHL材料科学基础IIMHL机械设计基础HML工程制图MMMLMLL无机化学MHMLLL无机化学实验HHLMLM分析化学LHHM分析化学实验HHM有机化学ⅠMHLM有机化学实验ⅠLHH物理化学ⅠHHL物理化学ⅡHHL物理化学实验ⅠMHMM化工原理MHHL化工原理实验HMM无机材料基础与合成HMHH材料物理HLLMHHMM材料加工HLLMHHMM现代材料分析测试技术HLLHH无机粉体制备实验LLHMMH材料物理实验HLLHLHH能源材料分析及性能测试实验HMHHH复合材料成型与性能测试实验HMHL材料概论※MMMLM材料科学与工程专业英语※MMLMMM材料论文选读与写作MMMMM常用软件与实验数据处理MMM工程力学MMLM应用电工学MMMMMM工业工程管理LMMMM材料失效分析MMMM概率论与数理统计MMMM电化学测试技术MMLM纳米材料与技术MMMLLM薄膜材料与技术LMM催化材料与技术MM新能源材料MMMMM光电子功能材料MMM半导体材料MLMLMLL陶瓷基复合材料MMMM聚合物基复合材料MMM高分子化学MMML功能高分子材料MML入学教育LHLMHL大学生军事训练LLHHL劳动教育实践MLHL大学生社会实践LLMHH思想政治课实践ⅠHMH思想政治课实践ⅡHHH认知实习MMMMH材料科学与工程课程设计HHLMH金工实习MML毕业实习HHMLH毕业论文（设计）HHMMM大学生科技创新实践HHHLHL第二课堂MHMLL统计H6561731211115744231211142353236611111M653516760333257357635233680131144041133L2200103342323300011331224442214140332说明：根据课程（教学活动）对各项毕业要求的支撑强度分别用“H（高）、M（中）、L（低）”表示，支撑强度指：该课程（教学活动）覆盖毕业要求指标点的多寡，H至少覆盖80%，M至少覆盖50%，L至少覆盖30%。六、主干学科材料科学与工程七、专业核心课程及简介材料科学基础、高等数学、工程制图、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化工原理、无机材料基础与合成以及基础化学实验等。材料科学基础（5学分，80学时）：材料科学基础是材料科学与工程专业的专业基础课程，是连接基础课与专业课的桥梁。本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识，诸如材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散、材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。通过本课程的学习，使学生能掌握材料科学的基本理论、微观结构及相关性能；培养学生对材料科学的基本认知能力，以及应用相关知识解决材料制备和研究过程相关问题的能力。本课程是学生学习材料科学与工程专业后续专业课程的基础。工程制图（3学分，64学时）：本课程主要培养学生的空间想象和表达能力，使学生掌握阅读和绘制工程图样及基本工艺流程图样和设备图样，是一门既有系统理论又有较强实践性的的技术基础课。本课程教学方式主要为多媒体展示、课堂讲授，并结合相关习题和项目训练。绘图训练前期以手工绘图为主，后期全面转向AutoCAD软件绘图。需提供有AutoCAD软件的机房。无机化学（3学分，48学时）：本课程主要内容包括原子结构与元素周期系、分子结构、配合物、化学平衡及其指导下的四大平衡、化学热力学基础、化学动力学基础、元素周期表中各主族元素、副族元素等，同时进行相关基础实验。通过本课程的学习，使学生扎实掌握无机化学基本理论和基础知识，具备科学的思维方式和创新精神。具有综合运用所学无机化学知识、研究方法与实验技能，对一般无机化学物质进行制备、分析与初步研究的能力。有机化学（4学分，64学时）：本课程主要内容包括共价键的性质、有机化合物的立体异构、空间效应、电子效应等有机化学的基础理论；各类有机化合物的结构、物理性质、反应性质、反应机理及其制备方法和用途等。通过本课程的学习使学生熟悉和掌握主要有机化合物的命名、组成、结构、性质、鉴定及合成、分离与分析方法，培养学生能运用所学有机知识，推导简单有机化合物的结构，具备扩大和深化有机化学知识的自学能力。物理化学（5学分，80学时）：本课程主要内容包括热力学第一定律、热力学第二定律、溶液、相平衡、化学平衡、电解质溶液、可逆电池电动势及其应用、电解和极化作用、化学动力学基础Ⅰ、界面物理化学、胶体与高分子溶液等。通过本课程学习使学生能系统地掌握物理化学的基本原理和方法，培养学生能系统掌握物理化学的基本原理和方法；根据有关物理化学原理，提高学生灵活运用物理化学原理的能力。为进一步学习后续材料专业课程打下物理化学基础。无机材料基础与合成（4学分，64学时）：本课程的教学目标是通过本课程的教学，使学生在学习了材料科学基础等课程的基础上进一步掌握单晶材料、功能薄膜材料、非晶态材料、新型陶瓷、复合材料的合成与制备理论基础、制备方法、制备技术、工艺、设备等。本课程