材料科學與工程專業

材料科學與工程的前身是1865年美國麻省理工學院成立之初的地質與採礦學科，後來學科經過發展逐漸衍生出冶金專業，之後從冶金中分化出金屬材料專業，隨著化工學科中陶瓷材料和高分子材料的併入，最終形成材料科學與工程專業。

1950年之後，中國材料科學在國內開始起步，國內各重點理工科大學在不同學科門類中都設有材料相關的系部。例如，上海交通大學材料學科始於1952年成立的金屬熱處理專業和1955年成立的焊接專業；天津大學材料學科始於1952年成立的硅酸鹽工學專業、1952年成立的金屬熱處理設備及車間專業和1958年成立的塑料工學專業。

20世紀50年代，中國高等教育的辦學模式是仿照前蘇聯，專業劃分細緻，學生知識面較狹窄，培養的畢業生服從國家統一分配，可立即赴相應崗位任職。

改革開放后，材料科學與工程學科迎來了新的發展時期，隨著國家對人才培養理念和思路的轉變，各大高校紛紛將分散在不同系部的材料學科資源加以抽提和整合建立了材料科學與工程系，並在材料科學與工程大學科趨勢下，打破傳統按照材料類別進行培養的模式施行大材料教育。

1998年，材料科學與工程專業最先出現在《普通高等學校本科專業目錄（1998年頒布）》的“工科本科引導性專業目錄”中，專業代碼為080205Y 。

2徠012年，中華人民共和國教育部對1998年印發的普通高等學校本科專業目錄和1999年印發的專業設置規定進行了修訂。材料科學與工程專業正式出現在《普通高等學校本科專業目錄（2012年）》之中。

● 學制與學位

高分子材料與工程專業基本學製為四年。四年參考總學分一般為140~190學分[含畢業設計（論文）學分]。

學生通過學習各門課程修滿總學分並畢業考核合格，可獲准畢業；畢業環節完成並經院校學位委員會審核通過者，可授予工學學士學位。

● 人才培養

（1）掌握材料科學與工程專業工作所需的數學和自然科學知識、工程技術知識以及一定的經濟學與管理學知識。

（2）系統掌握材料科學與工程專業的基礎理論和專業知識，熟悉材料的組成、結構、合成與製備、性質與使役性能之間關係的基本規律。

（3）掌握材料科學與工程專業所涉及的各種材料的製備、性能檢測與分析的基本知識和技能。

（4）了解材料類專業相關學科的發展現狀和趨勢，具有創新意識，並具備設計材料和製備工藝、提高材料的性能和產品質量、開發研究新材料和新工藝、根據工程應用選擇材料等方面的基本能力。

（5）了解與材料科學與工程專業相關的職業和行業的重要法律、法規及方針與政策，具有高度的安全意識、環保意識和可持續發展理念。

（6）具有終身學習意識，能夠運用現代信息技術獲取相關信息和新技術、新知識，持續提高自己的能力。

（7）具有一定的組織管理能力、表達能力、獨立工作能力、人際溝通能力和團隊合作能力。

（8）具有初步的外語應用能力，能閱讀材料科學與工程專業的外文材料，具有一定的國際視野和跨文化交流、競爭與合作能力。

課程設置應能支持培養目標達成，課程體系必須支持各項畢業要求的有效達成。

人文社會科學類通識課程約佔20%；數學和自然科學類課程約佔20%，實戰內容約佔20%，學科基礎知識和專業知識課程約佔35%。

人文社會科學類教育能夠使學生在從事材料工程設計時考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。

數學和自然科學教育能夠使學生掌握理論和實驗的方法為學生運用相應基本概念表述材料工程問題、設計與選擇材料、進行分析推理奠定基礎。

學科基礎類課程應包括學科的基礎內容，能體現數學和自然科學對專業應用能力的培養；專業類課程、實踐環節應能體現系統設計和實施能力的培養。

課程體系的設置應有企業或行業專家參與。

● 通識類課程

通識類知識涵蓋人文社會科學類知識、工具性知識、數學和自然科學類知識、經濟管理和環境保護類知識。

（1）人文社會科學類知識包括哲學、思想政治道德、政治學、法學、社會學等基本內容。

（2）工具性知識包括外語、計算機及信息技術、文獻檢索、科學研究方法論等基本內容。

（3）數學和自然科學類知識包括數學、物理學、化學、力學以及生命科學和地球科學等基本內容。

（4）經濟管理和環境保護類知識包括金融、財務、人力資源和行政管理、環境科學等方面的基本內容。

● 基礎類課程

學科基礎知識被視為專業類基礎知識，包括材料科學基礎、材料工程基礎、材料結構表徵等知識領城。

（1）材料科學基礎知識包括材料結構、晶體缺陷、相結構與相圖、非晶態結構與性能、固體表面與界面、材料的凝固與氣相沉積、擴散與固態相變、燒結、變形與斷裂、材料的電子結構與物理性能以及材料概論等。

（2）材料工程基礎知識包括流體流動基礎、熱量傳遞、傳質過程及其控制、材料及其產品設計、選材、製造加工成型以及失效分析等方面的基礎知識，工程製圖、機械設計及製造基礎、電工電子學等。

（3）物理化學知識包括氣體、熱力學第一定律、熱力學第二定律、多組分系統熱力學、化學平衡、相平衡、化學反應動力學、電化學、表面現象和膠體分散系統等。

● 專業類課程

專業類課程包括材料物理性能、材料熱處理、材料製備與加工、材料分析方法、工程材料學、材料力學性能等內容。

● 實驗課程

實驗課程分為以下3個類型：

（1）公共基礎實驗

主要包括物理實驗、化學實驗、計算機基本操作實驗、電子電工實驗等。

（2）專業基礎實驗

主要包括材料科學基礎實驗、材料工程基礎實驗、材料研究與測試方法專業基礎訓練及綜合實驗。依據相應課程大綱，每門課程至少開設4個實驗項目，且能支持專業培養目標的達成。

（3）專業實驗

主要包括專業技能訓練、材料製備與性能綜合實驗等。要求開設材料的力學、熱學、電學等性能相關實驗至少7項，同時完成至少1種材料的製備，包括原料的選擇—配方計算—工藝方案設計—製備—相關性能測試及結構分析等全過程訓練。

● 課程設計

（1）機械零件設計

進行工程設計基本技能訓練。

（2）材料製備裝備設計

結合專業知識進行設備設計訓練。

（3）工廠工藝流程設計

針對至少1種材料生產工藝進行車間工藝流程設計。

● 專業實習

實習是學生接觸生產實際、接觸企業的重要實踐環節，各高校應建立穩定的校內外實習基地，制定符合生產現場實際的實習大綱，讓學生在實習中實踐所學知識，培養熱愛勞動的品質。

● 畢業設計（論文）

畢業設計（論文）是科研與教學結合最為密切的一個實踐環節，須制定與畢業設計（論文）要求相適應的標準和檢查保障機制，對選題、內容、指導、答辯等提出明確要求，保證課題的工作量和難度，並給學生提供有效指導，每位專業教師指導畢業設計（論文）的學生人數原則上每屆不超過6人。選題應結合材料科學與工程專業的工程實際問題，有明確的應用背景，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。畢業設計（論文）可以從科研任務中選擇規模適當和相對獨立的題目，還可以通過與企業緊密合作的實戰教學活動來進行。

● 師資規模

（1）按一級學科專業培養的高校，專任教師不少於50人；按二級學科專業培養的高校，每個專業的專任教師不少於10人。

（2）生師比不高於18：1。

● 師資結構

（1）年齡在55歲以下的教授及40歲以下的副教授分別占教授總數和副教授總數的比例應適宜，中青年骨幹教師所佔比例較高，滿足持續發展的需要。

（2）專任教師中具有高級職稱的比例不低於50%，具有中高級職稱的比例不低於85%。

（3）專任教師中具有碩士、博士學位的比例不低於80%，其中具有博土學位的不低於50%。

（4）85%以上的專業授課教師在其學習經歷中至少有一個階段是材料類專業學歷，具有材料類專業本科畢業背景的教師人數比例不低於60%。

（5）學科帶頭人學術造詣較高，專業領域分佈合理，專業教師隊伍的年齡結構、知識結構和學緣結構合理，學緣相同的教師比例原則上不高於50%，有數量適宜的骨幹教師，可為專業發展所需的學科基礎提供基本保障。

（6）有企業或行業專家作為兼職教師。

● 教師背景與水平要求

（1）授課教師具備與所講授課程相匹配的能力（包括科研動手能力和解決實際工程問題的能力），承擔的課程數和授課學時數限定在合理範圍內，保證在教學以外有精力參加學術活動、進行工程和研究實踐，不斷提升個人專業能力。

（2）講授工程與應用類課程的教師具有較強的科研和工程背景；承擔過科研項目的教師須佔有相當比例，部分教師具有企業工作經歷。

（3）為教師提供良好的工作環境和條件。有合理可行的師資隊伍建設規劃，為教師進修、從事學術交流活動提供支持，促進教師專業發展，包括對青年教師的指導和培養。

（4）擁有良好的相應學科基礎，為教師從事學科研究與工程實踐提供基本的條件，營造良好的環境和氛圍。鼓勵和支持教師開展教學研究與改革、指導學生、學術研究與交流、工程設計與開發、社會服務等。

（5）使教師明確其在教學質量提升過程中的責任，不斷改進工作，滿足專業教育不斷發展的要求。

● 教學設施要求

教室、實驗室及設備在數量和功能上能夠滿足教學需要。教學實驗室生均面積不小於2.5平方米，生均教學科研儀器設備值不低於15000元。

實驗設備完備、充足、性能優良，滿足各類課程教學實驗和畢業設計（論文）的需求。專業課程實驗開設率應不低於90%，綜合性、設計性和創新性實驗課程佔總實驗課程的比例不低於60%；每個實驗既要有足夠的實驗台套數，又要有較高的利用率。基礎實驗每組學生數不能超過2人；專業實驗每組學生數不能超過3人；大儀器實驗每組學生數不能超過8人。

實驗室向學生全面開放，實驗設備有良好的管理、維護和更新機制，保證學生使用。

實驗技術人員數量充足，能夠熟練地管理、配置、維護實驗設備，保證實驗環境的有效利用，有效指導學生進行實驗。

應加強與企業的聯繫，建立有穩定的產學研合作基地。有足夠數量、相對穩定的校內外實習、實踐基地，能支持教學目標的達成。

生產實習要有具體的實習大綱、明確的實習內容和考核方法及標準。

實習帶隊教師高級職稱比例不低於30%；參與教學活動的人員應理解實踐教學的目標與要求，配備的校外實踐教學指導教師應具有項目開發或管理經驗。

● 信息資源要求

配備各種高水平的、充足的教材、參考書和工具書以及各種專業圖書資料，師生能夠方便地使用；閱讀環境良好，且能方便地通過網路獲取學習資料。

教學經費有保證，生均年教學日常運行支出不低於1200元，且應隨著教育業經費的增長而穩步增長，以滿足專業教學、建設、發展的需要。

● 教學過程質量監控機制

各高校建立教學過程質量監控機制，使主要教學環節的實施過程處於有效監控狀態；各主要教學環節應有明確的質量要求；建立教學質量監控的組織體系、規章制度和運行機制；建立對課程體系設置和主要教學環節教學質量的定期評價機制，評價時應重視學生和校內外專家的意見。

● 畢業生跟蹤反饋機制

各高校應建立畢業生跟蹤反饋機制以及高等教育系統內部及社會有關各方參與的社會評價機制，定期對包括培養目標、畢業要求、課程體系、理論和實踐課程教學等在內的人才培養工作進行評價。

在畢業生跟蹤反饋機制的執行過中，需要注意如下幾點：

（1）對畢業生做跟蹤調查時，確保跟蹤反饋信息真實、可靠，具有說服力。

（2）反饋樣本數量應達到各專業當年畢業生總量的一定比率（各高校可根據自己的特點自行制定），跟蹤調研的時間和周期應有要求。

（3）在選擇畢業生跟蹤調查對象時，確保調查對象具有代表性，應考慮地域分佈、企業類型、崗位工種等差異。

（4）適當加強對優秀畢業生、創業學生、在單位做出特殊貢獻的畢業生的調查。

（5）形成報告並且能夠有效地指導培養方案和培養目標的調整及完善。

● 專業的持續改進機制

各高校應建立持續改進機制，要求有監視和測量、數據分析以及改進活動。應根據各個教學過程質量監控環節的評價結果以及畢業生跟蹤反饋信息，分析教育質量現狀及其存在的問題，找出影響教育質量的主要因素，提出改進措施，並組織實施。實施后的結果與信息轉入新一輪的循環，不斷提升教學質量，使人才培養質量滿足不斷變化的社會需求。

● 面向再製造產業的人才培養模式

再製造是中國新興產業，符合低碳、環保、綠色和循環經濟的發展理念，具有良好的發展前景。堅持CDIO-OBE的理念，開展面向再製造產業的材料科學與工程專業全周期工程教育人才培養模式與一體化課程體系改革，增強學生遵循工程邏輯解決複雜工程問題的能力，達到培養材料科學與工程專業畢業生理論與實踐相結合、專業素質與文化素質相協調，服務相關產業的發展需求。

● 基於“大工程觀”的人才培養模式

在工程教育專業認證體系的推動下，結合“大工程觀”教育理念，對高等專業人才培養模式進行了深化改革與創新，通過專業交叉融合，形成了按“材料科學與工程”一級學科寬專業培養的辦學模式。堅持“厚學科基礎，寬專業領域，強實踐應用，重創新能力”的培養方針，結合專業的學科優勢與特色，按國際工程教育專業認證標準，著力培養具有良好思想品質與人文科學素養，掌握堅實的基礎理論、系統的專業知識及一定的社會、經濟、法律、管理等知識，擁有實踐能力、自我獲取知識能力、創新創業精神，同時具備較強的組織管理能力、團隊協作精神和國際視野的材料科學與工程領域科學研究與工程技術並重型高素質人才。

● 社會需求導向下的創新人才培養模式

加強畢業實習及設計環節，使學生地掌握專業課題的研究思想、步驟和技能。突出行業特色和工程教育理念。同時從制度上保證學生有自主學習和實踐的機會，通過輔導員、學業導師、學業班主任等多種教育途徑的有機結合，使學生有更多的實習、實驗、社會實踐、社團活動、學科競賽、體育比賽等機會，以多種形式在潛移默化中培養學生綜合素質、創新精神和實踐能力，促進學生在知識、能力和素質方面協調發展，成為寬口徑、重實踐，適應社會及行業發展的工程師級人才。培養方案中增加人才培養規格實現矩陣，明確培養目標實現的方法，把能力培養的任務分解到每門課程，使任課教師了解所授課程的任務，有的放矢，有計劃有步驟地培養學生的創新創業能力。

● 基於MOI的人才培養模式

“大材料”（Material）教育背景下開放式（Open）個性化（Individuation）的人才培養模式（簡稱MOI人才培養模式）。材料科學工程專業MOI人才培養模式是結合當代高校教育改革的總體趨勢，順應當今社會經濟和科學發展對高素質人才需求而提出的一種全新的人才培養模式。經過多年實踐證明：MOI人才培養模式的創建對拓寬材料科學工程專業學生的知識面，培養學生的創新精神，提高學生的創新能力是行之有效的。通過MOI人才培養模式的實施，促進了教學、科研和實驗室建設工作的完善和發展，在新形勢下為高校培養高素質、創新型材料專業人才作出了突出貢獻。

● 應用型人才培養模式

根據人才培養規格，制定出相應措施。大一階段主要對學生進行內涵建設，培養學生的優良品行。大二階段引導學生進行職業規劃。根據學院所設計的終極目標，結合學生的興趣、家長意見及學生對行業的調研基礎，了解自身特長，制定兩年半的可操作性職業規劃，並由學院聘請責任心強的老師為導師，根據規劃進行督促引導。大三階段學生進入學院構建的三大就業實踐平台。

在整個大學生涯中，鼓勵教師把前期課程改革有成效的結果對本班進行實施。對學生的學習習慣培養強化。請相關企業專業人員到課堂教學（講座、課程開設、技能培訓等），鼓勵相關教師到企業頂崗培訓。為學生爭取企業頂崗實踐機會；參加假期實踐活動；利用時間進行產品開發，創業設計；進行行業調研活動。

材料無處不在

大千世界中的材料無所不包、無處不在。吃、穿、住、行，每個人每天會碰到諸如金屬、橡膠、磁性、光電等眾多材料，小到一根針、一張紙、一個塑料袋、一件衣服，大到交通工具、醫療器械、工程建築、信息通訊、航天航空，處處都有材料科學的身影。

材料科學與工程是一個涉及材料學、工程學和化學等方面的較寬口徑專業。該專業以材料學、化學、物理學為基礎，主要研究的是材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用。事實上，人類文明發展史，就是一部如何更好地利用材料和創造材料的歷史，材料的不斷創新和發展，也極大地推動了社會經濟的發展。

材料科學與工程學什麼

在《普通高等學校本科專業目錄》中，材料科學與工程屬於工學里材料類之中的一個一級學科，下設的二級學科包括材料學、材料物理與化學、材料加工工程等幾個主要的專業方向。材料類還包含很多專業，主要有：金屬材料工程、無機非金屬材料工程、複合材料與工程、高分子材料與工程等。

材料科學與工程專業在大學一、二年級一般會安排基礎科目的學習，如高等數學、線性代數、普通物理、計算機基礎、C語言、英語等。高年級以後會開設專業課程，如無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、材料科學與工程概論、材料物理性能、材料力學、材料工程基礎、材料專業基礎實驗、工程材料力學性能、現代材料研究技術等（專業課程因各校側重不同會有一定差異）。

材料科學與工程專業以材料學、化學、物理學為基礎，系統學習材料科學與工程專業的基礎理論和實驗技能，並將其應用於材料的合成、製備、結構、性能、應用等方面研究的學科。

本專業培養符合國民經濟和科學技術發展需求，具有紮實的自然科學基礎、人文社會科學基礎和材料科學與工程專業基礎，具有較強實踐能力、自我獲取知識能力、社會交往能力、組織管理能力，能在材料相關領域的科研院所或企業從事材料科學與工程基礎理論研究，新材料、新工藝和新技術開發，企業管理，生產技術管理等工作的創新型人才。

培養具有較強的工程意識、工程素質、創新索質、創業精神、國際視野、溝通和組織管理能力的高素質專門人才。材料科學與工程專業畢業的學生，過程式控制制，材料應用等材料科學與工程領域的科技工作，也可承擔相關專業領域的教學、科技管理和經營工作。

材料科學與工程專業學生主要學習材料科學與工程的基礎理論，學習與掌握材料的製備、組成、組織結構與性能之間關係的基本規律。受到金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、複合材料以及各種先進材料的製備、性能分析與檢測技能的基本訓練。掌握材料設計和製備工藝設計、提高材料的性能和產品的質量、開發分析與檢測技能的基本訓練。掌握材料設計和製備工藝設計、提高材料的性能和產品的質量、開發研究新材料和新工藝方面的基本能力。

1.掌握金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、防腐專業以及其它高新技術材料科學的基礎理論和材料合成與製備、材料複合、材料設計等專業基礎知識；

2.掌握材料性能檢測和產品質量控制的基本知識，具有研究和開發新材料、新工藝的初步能力；

3.掌握材料加工的基本知識，具有正確選擇設備進行材料研究、材料設計、材料研製的初步能力；

4.具有該專業必需的機械設計、電工與電子技術、計算機應用的基本知識和技能；

5.熟悉技術經濟管理知識；

6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有初步的科學研究和實際工作能力；

7.熟練掌握材料測試的儀器使用。

材料科學與工程、化學、物理學

《材料科學基礎》、《物理化學》、《量子與統計力學》、《固體物理》、《材料物理》、《材料化學》、《材料力學》、《現代材料測試方法》、《材料工藝與設備》、《材料熱力學》、《功能材料及應用》部分高校按以下專業方向培養：無機非金屬材料。

包括專業實驗、金工實習、電工電子實習、認識實習、生產實習、課程設計、畢業設計（論文）。

材料結構顯微分析、近代儀器分析方法、材料的物理性能與力學性能測試、材料製備與成型加工工藝實驗等

材料化學、冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、複合材料與工程、焊接技術與工程、寶石及材料工藝學、粉體工程、再生資源科學與技術、稀土工程、非織造材料與工程

隨著人類進入新世紀和科學的發展，無論是工業領域、建築領域、醫用領域還是航空領域，材料學都面臨著技術突破和重大產業發展機遇。同時以高分子材料、納米材料、光電子材料、生物醫用材料及新能源材料等為代表的新材料技術創新也顯得異常活躍。很多日用化工類、機械加工類、石油化工、鋼鐵製造類企業都需要材料及相關工程方面的人才。

學生畢業后可以到材料及高分子複合材料成型加工、高分子合成、化學纖維、新型建築裝飾材料、現代噴塗與包裝材料、陶瓷、水泥、家用電器、電子電氣、汽車廠、鋼鐵企業、石油化工、製造企業、航天航空等企業從事設計、新產品開發、生產管理、市場經營及貿易部門工作，也可以到高等學校、科研單位從事科學研究與教學工作，還可以在政府經濟管理部門或建設單位、設計單位、建築施工企業、工程建設監理單位、房地產開發企業、工程諮詢公司、國際工程公司、投資與金融等單位從事工程管理等工作。

本科生除了就業以外，另一個主要去向就是讀研或深造。可以說讀研率高是材料類專業的一大特點。學生在本科階段學習的知識也是全面的、基礎性的，以便為將來的學習打好基礎。如果想要在某一領域有深入的研究和發展，還需要進一步學習深造。從很多企業招聘的學歷要求和給予的待遇就能看得出，高學歷畢業生在就業環境和工資待遇等方面明顯優於本科畢業生。因此，畢業生考研和繼續深造的比例很大。

國家重點（培育）學科名單

教育部學位中心2012年全國學科排名於2013年1月29日公布。本一級學科中，全國具有“博士一級”授權的高校共77所，本次有61所參評；還有部分具有“博士二級”授權和碩士授權的高校參加了評估；參評高校共計98所。註：以下相同得分按學校代碼順序排列。

教育部學位中心2009全國學科排名，材料科學與工程部分：