材料类专业教学质量国家标准

发布日期:2020-07-31 作者: 编辑:教务办公室 点击:

材料类专业教学质量国家标准

1.概述

材料类专业的主干学科是材料科学与工程。 材料类本科专业包括材料科学与工程、材料物理、材料化学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程 8 个专业,还包括粉体材料科学与工程、宝石及材料工艺学、焊接技术与工程、功能材料、纳米材料与技术、新能源材料与器件 6 个特设专业。相关专业包括机械类的材料成型及控制工程。材料科学与工程学科是研究材料的组成、结构、合成与制备、性质与使役性能等基本要素及其相互关系的科学,是一门主要涉及物理学、化学、计算科学、工程学和材料科学的综合型交叉学科。材料科学与工程学科是伴随着社会发展对材料研究的需要形成和发展起来的。作为人类赖以生存和发展的物质基础,尽管材料的使用几乎和人类社会的历史一样古老,但材料科学与工程学科作为一门独立的学科,却只有约 50 年的短暂历史。在仅仅 50 年的发展过程中,材料科学与工程学科已经充分显示了其在现代科学技术发展和人类社会进步中所处的重要地位。

材料是人类用于制造物品、 器件、构件、 机器及其它产品的物质。材料的应用非常广泛,渗透到各个行业,许多领域都与材料制备、性质、应用等密切相关,材料是科技发展和人类社会进步的物质基础。材料类专业承担着材料类专门人才的培养重任,直接影响着我国新材料技术的发展和传统材料产业的升级,进而影响着我国的经济建设与社会发展。我国材料类专业规模较大、 需求多,国际社会认可度高,使得该专业类成为供需两旺的专业,近年来,不同类型的高校均纷纷开始设立材料类专业。

本世纪以来,材料的发展又出现了新的格局。纳米材料与器件、信息功能材料与器件、能量转换与存储材料、生物医用与仿生材料、环境友好材料、重大工程及装备用关键材料、基础材料高性能化与绿色制备技术、 材料设计与先进制备技术将成为材料领域研究与发展的主导方向。不难看出,这些主导方向体现了材料科学与工程学科一个重要发展趋势, 即材料科学与工程与其他众多高新科学技术领域交叉融合的特征越来越显著。另一方面,新材料的开发更加依赖于材料合成、制备与表征科学技术;材料研究将向着多层次、跨尺度的多级耦合方向发展;材料全寿命成本控制和环境因素须被充分考虑;结构-功能一体化是新材料高效利用的重要途径, 已成为新材料研究的重要方向。面对材料发展的这种新格局,对材料类专业人才的素质结构、能力结构和知识结构提出了更高的要求, 这一人才需求的变化对从事材料类专业人才培养的高校提出了严峻挑战。

为了应对这场挑战,本届教指委根据教育部指示精神,制定了“材料类专业本科教学质量国家标准”,对高校材料类专业办学的规范性、科学性和质量控制提出了指导性原则。

2. 适用专业范围
2.1 专业类代码

材料类专业代码: 0804

2.2 本标准适用的专业

1 080401 材料科学与工程

2 080402 材料物理

3 080403 材料化学

4 080404 冶金工程

5 080405 金属材料工程

6 080406 无机非金属材料工程

7 080407 高分子材料与工程

8 080408 复合材料与工程

9 080409T 粉体材料科学与工程

10 080410T 宝石及材料工艺学

11 080411T 焊接技术与工程

12 080412T 功能材料

13 080413T 纳米材料与技术

14 080414T 新能源材料与器件

15 080203 材料成型与控制工程(机械类)

3.培养目标

3.1 专业类的培养目标

材料类专业培养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, 也可承担相关专业领域的教学、科技管理和经营工作。

3.2 学校制订材料类专业培养目标的要求

(1) 调查研究材料类专业人才的社会需求情况和材料科学与工程学科发展趋势;

 (2) 调查分析本校的生源特点、专业历史沿革与特色,以及毕业生的就业特点;

(3) 综合考虑上述两方面情况,明确本校材料类专业人才培养的基本定位,制定相适应的、具体、明确、可达成的材料类专业人才培养目标;

(4) 对培养目标定期评估和修订,一般每四年各 1 次,确保培养目标的准确性和有效性。

4.培养规格

4.1 学制

学制一般为四年全日制。
4.2 授予学位

授予工学学士学位, 材料物理和材料化学专业也可以授予理学学士学位。

4.3 参考总学分或学时

一般为 160-190 学分。

4.4 人才培养基本要求
4.4.1 思想政治和德育方面

由教育部统一规定。
4.4.2 业务方面

1)掌握本专业工作所需的数学、自然科学知识、工程技术知
识以及一定的经济学与管理学知识;

2)系统掌握本专业的基础理论和专业知识,熟悉材料的组成、结构、合成与制备、性质与使役性能之间关系的基本规律;

3)掌握本专业所涉及的各种材料的制备、性能检测与分析的
基本知识和技能;

4)了解材料类专业相关学科的发展现状和趋势,具有创新意识,并具备设计材料和制备工艺、提高材料的性能和产品质量、开发研究新材料和新工艺、根据工程应用选择材料等方面的基本能力;

5)了解与本专业相关的职业和行业的重要法律、法规及方针与政策,具有高度的安全意识、环保意识和可持续发展理念;

6)具有终身学习意识,能够运用现代信息技术获取相关信息和新技术、新知识,持续提高自己的能力;

7)具有一定的组织管理能力、表达能力、独立工作能力、人际沟通能力和团队合作能力;

8)具有初步的外语应用能力,能阅读本专业的外文材料,具
有一定的国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力。

4.4.3 体育方面

掌握体育运动的一般知识和基本方法, 形成良好的体育锻炼和卫生习惯,达到国家规定的大学生体育锻炼合格标准。

5. 威尼斯888手机端
5.1 威尼斯888手机端数量和结构要求

按材料科学与工程一级学科专业培养的单位的专任专业教师不少于 50 人;按二级专业培养的单位,每个专业的专任专业教师不少于 10 人;且生师比不高于 18 1。年龄在 55 岁以下的教授及 40 岁以下的副教授分别占教授总数和副教授总数的比例应适宜,中青年骨干教师所占比例较高,满足持续发展的需要。

高级职称教师人数比例不少于 50%,中高级职称教师人数不少于总人数的 85%;专任教师中具有硕士、博士学位的比例不小于 80%,其中具有博士学位的不少于 50%;学缘结构合理,学缘相同的教师比例原则上不大于 50%

学科带头人学术造诣较高、专业方向分布合理,学科队伍阵容整齐,学术梯队的年龄及知识结构合理,有数量适宜的骨干教师,可为专业发展所需的学科基础提供基本保障。有企业或行业专家作为兼职教师。
5.2 教师背景和水平要求

5.2.1 专业背景

85%以上的专业授课教师在其学习经历中至少有一个阶段是材料类专业学历,具有材料类专业本科毕业背景的教师人数比例达到60%以上。

5.2.2 工程背景

授课教师具备与所讲授课程相匹配的能力(包括科研动手能力和
解决实际工程问题的能力),承担的课程数和授课学时数限定在合理
范围内,保证在教学以外有精力参加学术活动、进行工程和研究实践,
不断提升个人专业能力。

讲授工程与应用类课程的教师具有较强的科研和工程背景; 承担过科研项目的教师需占有相当比例,部分教师具有企业工作经历。

5.3 教师发展环境

为教师提供良好的工作环境和条件。 有合理可行的威尼斯888手机端建设规划,为教师进修、从事学术交流活动提供支持, 促进教师专业发展,包括对青年教师的指导和培养。

拥有良好的相应学科基础,为教师从事学科研究与工程实践提供
基本的条件、营造良好的环境和氛围。鼓励和支持教师开展教学研究与改革、指导学生、学术研究与交流、工程设计与开发、社会服务等。使教师明确其在教学质量提升过程中的责任,不断改进工作,满足专业教育不断发展的要求。
6. 教学条件

6.1 教学设施要求(实验室、实践基地等)

教室、实验室及设备在数量和功能上满足教学需要。教学实验室
生均面积大于 2.5 平方米、生均教学设备值大于 15000 元。

实验设备完备、充足、性能优良,满足各类课程教学实验和毕业论文(设计)的需求。基本实验操作 1 1 组,大型仪器实验可多人操作。实验设备有良好的管理、维护和更新机制,使得学生能够方便地使用。

保证学生以课内外学习为目的的上机、上网、实验需求。实验技术人员数量充足, 能够熟练地管理、 配置、 维护实验设备,保证实验环境的有效利用,有效指导学生进行实验。与企业合作共建实习基地, 在教学过程中为全体学生提供稳定的参与工程实践的平台和环境;至少有 3 个相对稳定的专用实习基地。生产实习要有具体的实习大纲、 明确的实习内容和考核方法及标准。

实习带队教师高级职称比例≥30%;参与教学活动的人员应理解实践教学目标与要求,配备的校外实践教学指导教师应具有项目开发或管理经验。

6.2 信息资源要求

配备各种高水平的、充足的教材、参考书和工具书,以及各种专业图书资料,师生能够方便地利用;阅读环境良好,且能方便地通过网络获取学习资料。

6.3 教学经费要求

教学经费有保证,生均年教学日常运行支出不低于 1000 元,且应随着教育事业经费的增长而稳步增长, 以满足专业教学、建设、发展的需要。

对于新建材料科学与工程一级学科专业, 用于实验仪器的添置经费,初期一次性投入一般不低于 1000 万元;对于新建二级专业,一
般不低于 300 万元。

7. 质量保障体系

各专业应在学校和学院相关规章制度、 质量监控体制机制建设的基础上,结合专业特点,建立专业教学质量监控和学生发展跟踪机制,在此基础上不断改进教学质量。

7.1 教学过程质量监控机制要求

专业有健全的教学过程质量监控机制。 建有教学活动各环节的质量标准和目标,对培养方案的制定、课程教学大纲(含实验大纲)编制、课堂教学、课程考核、实验教学、 专业实习、毕业论文(设计)等主要教学环节有明确的质量要求;建有教学质量监控的组织体系、规章制度和运行机制,通过对教学各环节的质量标准执行过程的持续监督,定期进行课程体系设置和教学质量评价,实现质量监控的全面性、全过程性和全员性。

7.2 毕业生跟踪反馈机制要求

有健全的毕业生跟踪反馈机制以及高等教育系统内部及社会有关各方参与的社会评价机制,定期对包括培养目标、毕业要求、课程体系、理论和实践课程教学等在内的人才培养工作进行评价。在毕业生跟踪反馈机制的执行过程中,需要注意如下几点:

1)对毕业生做跟踪调查时,要确保跟踪反馈信息的真实、可
靠,具有说服力;

2)反馈样本数量要达到各专业当年毕业生总量一定比率(各
校可根据自己的特点自行制定),跟踪调研的时间和周期要有要求;

3)在选择毕业生跟踪调查对象时,确保择调查对象具有代表
性,应充分考虑地域分布、企业类型、岗位工种等差异;

4)适当加强对优秀毕业生、创业学生、在单位作出特殊贡献
的毕业生的调查;

5)形成报告并且能够有效地指导培养方案和目标的调整及完
善。

7.3 专业的持续改进机制要求

有健全的持续改进机制,要求有监视和测量、数据分析以及改进活动。首先要根据各个教学过程质量监控环节的评价结果以及毕业生跟踪反馈信息,分析教育质量现状及其存在的问题,找出影响教育质
量的主要因素,然后提出改进措施,最后组织实施。实施后的结果与信息转入新一轮的循环,从而持续提高学生的教育质量,使人才培养
质量满足不断变化的社会需求。
附录

材料类专业知识体系和核心课程体系建议
1. 专业类知识体系

1.1 知识体系

1.1.1 通识类知识

人文社会科学类知识包括哲学、思想道德、政治学、法学、社会
学等基本知识;

工具性类知识包括外语、 计算机及信息技术、 文献检索、 方法论、科技方法等基本内容;数学和自然科学类知识包括数学、物理学、化学、力学,以及生命科学和地球科学等基本内容;经济管理和环境保护知识包括金融、财务、人力资源和行政管理、环境科学等方面的基本知识。

1.1.2 学科基础知识

学科基础知识被视为专业类基础知识, 教学内容必须覆盖以下知识领域的核心内容:

①材料科学基础知识,包括:材料结构、晶体缺陷、相结构与相
图、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、变形与断裂、材料的
电子结构与物理性能以及材料概论等。

②材料工程基础知识,包括:材料及其产品设计、选材、制造加
工成形以及失效分析等方面的基础知识, 工程制图、机械设计及制造基础、电工电子学等。

③物理化学知识,包括:气体、热力学第一定律、热力学第二定
律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、化学反应动力学、电化
学、表面现象和胶体分散系统等。

1.1.3 专业知识

不同专业的课程须覆盖相应知识领域核心内容, 并培养学生将所学的知识应用于新材料、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。

材料科学与工程专业:

课程应包括材料物理性能、材料热处理、材料制备与加工、材料
分析方法、工程材料学、材料力学性能等内容。

材料物理专业:

课程应包括材料物理、材料物理性能、材料制备与加工技术、 X射线晶体学、电子显微学、材料研究方法、晶体物理学基础、固体物
理等内容。

材料化学专业:

课程应包括材料化学、材料合成与制备技术、材料分析测试方法、无机化学、分析化学、有机化学、结晶化学、固体化学等内容。

冶金工程专业:

课程应包括传输原理、冶金原理或冶金热力学及动力学、金属材料及热处理、现代冶金及材料实验研究方法、钢铁冶金学、有色金属冶金学、冶金工程设计基础等内容。

金属材料工程专业:

课程应包括材料制备技术、材料加工成型技术基础、材料表面工程、金属热处理原理与工艺、金属材料学、材料腐蚀与防护等内容。

无机非金属材料专业:

课程应包括无机非金属材料工艺学、无机材料热工基础、无机非金属材料加工原理与设备、无机材料现代测试方法、无机材料物理性能等内容。

高分子材料与工程专业:

课程应包括高分子化学、高分子物理、高分子材料研究方法、聚合反应工程、聚合物加工工程、 高分子材料、聚合物基复合材料工程等内容。

材料成型及控制工程专业:

课程应包括材料成形原理、传输原理、 金属材料及热处理、检测与控制工程基础、材料成形工艺学、材料成形设备、材料成形模具设计等内容。

复合材料与工程专业:

课程应包括复合材料学、复合材料研究方法、复合材料结构设计基础、复合材料制备与加工、高分子化学、高分子物理、无机材料等
内容。

其它特设专业:

可以在上述各专业课程内容基础上,根据需要做适当调整。

1.2 主要实践性教学环节

具有满足教学需要的完备实践教学体系,主要包括独立设置的课程实验、课程设计、实习、毕业设计(论文)等多种形式。积极开展科技创新、社会实践等多种形式实践活动,到各类工程单位实习或工作,取得工程经验,了解本行业状况。

实验课程:
实验可分为以下 3 个类型(其中所列内容可根据情况进行选择):

1)公共基础实验:

主要包括物理实验、化学实验、计算机基本操作实验、电子电工

实验等,具体实验项目见工科基础课程教学规范。

2)专业基础实验:

主要包括专业基础训练及综合实验。主要实验项目有:光学显微分析, X 射线衍射分析,电镜显微分析等相关实验。

3)专业实验:

主要包括专业技能训练,材料制备与性能综合实验等。综合性实验包括原料的选择-配方计算-工艺方案设计-制备-相关性能测试及结构分析等全过程训练。

课程设计(可根据实际情况进行选择):

①机械零件设计:进行工程设计基本技能训练;

②材料制备装备设计:结合专业知识进行一个设备设计训练;

③工厂工艺流程设计: 针对至少一种材料生产工艺进行车间工艺流程设计。

实习:

实习是学生接触生产实际、接触企业的极好实践环节,各高校要建立稳定的校内外实习基地,制定出符合生产现场实际的实习大纲,让学生在实习中实践所学知识,培养热爱劳动的品质。

毕业设计(论文):

毕业设计(论文)是一个科研和教学结合最为密切的实践环节,需制定与毕业设计(论文)要求相适应的标准和检查保障机制,对选题、内容、指导、答辩等提出明确要求,保证课题的工作量和难度,并给学生有效指导, 每位专业教师指导毕业设计的学生人数原则上每届不超过 6 人。选题要结合本专业的工程实际问题,有明确的应用背景,培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。毕业设计(论文)可以从科研任务中选择规模适当和相对独立的题目,还可以通过与企业紧密合作的实践教学活动来进行。

2. 专业类核心课程建议

2.1 课程体系构建原则

课程设置应能支持培养目标达成。 为此课程体系必须支持毕业要求各项的有效达成。人文社会科学类课程约占 20%;数学与自然科学类课程约占20%,实践环节约占 20%,学科基础知识和专业知识课程约占 35%。人文社会科学类教育能够使学生在从事材料工程设计时考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。数学和自然科学教育能够使学生掌握理论和实验的方法, 为学生将相应基本概念运用到材料工程问题的表述、材料设计与选择等中,并为进行分析推理奠定基础。学科基础类课程应包括学科的基础内容, 能体现数学和自然科学在本专业应用的能力培养;专业类课程、实践环节应能体现系统设计和实施能力的培养。课程体系的设置应有企业或行业专家参与。

2.2 核心课程体系示例 (供各高校参考)
材料科学与工程专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

物理化学

96

64

32

材料科学基础

176

128

48

电子技术

64

48

16

电工技术

64

48

16

机械设计制图

48

46

2

统计物理

32

32

 

冶金工程概述

32

32

 

材料物理性能

48

48

 


12

材料制备与加工

48

48

 

材料分析方法

64

48

16

金属材料学

48

40

8

材料力学性能

48

44

4

 

材料物理专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

材料科学基础

144

112

32

材料工程基础

64

48

16

材料物理学

96

64

32

材料物理性能

32

32

 

材料热力学与动力学

48

48

 

计算材料学

40

28

12

材料化学基础

32

32

 

材料制备与加工技术

48

48

 

X 射线晶体学

32

32

 

电子显微学

32

32

 

材料研究方法

32

32

 

物理化学

96

64

32

无机及分析化学

96

64

32

机械设计制图

48

32

16

电工电子技术

64

48

16

理论力学

32

32

 

固体物理

48

48

 

晶体物理学基础

32

32

 

原子物理与量子力学

64

64

 

统计物理

32

32

 

 

材料化学专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

材料科学基础

144

112

32

材料工程基础

64

48

16

材料化学

96

64

32

计算材料学

40

28

12

材料热力学与动力学

48

48

 

材料结构与性能

48

48

 

材料物理基础

32

32

 

材料合成与制备技术

48

48

 

材料分析测试方法

64

64

 

物理化学

96

64

32

无机化学

80

48

32

分析化学

80

48

32

有机化学

96

64

32

结构化学

48

48

 

结晶化学

48

48

 

固体化学

48

48

 

材料电化学

32

32

 

 

冶金工程专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

物理化学

96

64

32

冶金物理化学

72

72

 

冶金学

96

64

32

金属学及热处理

64

58

6

机械设计制图

80

78

2

电工技术

64

48

16

冶金传输原理

72

64

8

冶金反应工程

32

28

4

冶金实验研究方法

24

16

8

冶金过程控制基础及应用

40

40

 

冶金工厂设计基础

32

32

 

耐火材料与燃料燃烧

48

48

 

 

金属材料工程专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

上机

物理化学

64

48

16

 

材料科学基础

96

80

16

 

机械设计制图

80

78

2

 

电工技术

64

48

16

 

金属学及热处理

88

72

16

 

材料热力学

40

40

 

 

材料现代研究方法

64

54

10

 

材料成型与制备

48

48

 

 

材料物理

32

32

 

 

材料腐蚀与防护

32

32

 

 

工程设备设计基础

40

40

 

 

金属材料学

32

32

 

 

计算材料学

40

28

12

 

 

无机非金属材料专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

无机化学

64

48

16

物理化学

80

64

16

机械设计基础

64

48

16

电工技术

64

48

16

工程力学

64

64

0

无机材料科学与工程导论

32

32

0

无机材料科学基础

32

32

0

无机材料物理化学

80

64

16

无机材料工艺学

64

48

16

无机材料热工基础

32

32

0

无机材料工业设备

32

32

0

无机材料现代测试方法

80

64

16

无机材料物理性能

64

48

16

粉体工程

32

32

0

 

高分子材料与工程专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

高分子化学

96

64

32

高分子物理

96

64

32

高分子材料研究方法

48

48

 

聚合反应工程

48

48

 

聚合物加工工程

48

48

 

高分子材料

32

32

 

聚合物基复合材料工程

32

32

 

 

复合材料与工程专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

复合材料学

64

64

16

复合材料研究方法

48

48

 

复合材料结构设计基础

48

48

 

复合材料制备与加工

48

48

 

高分子化学

64

48

16

高分子物理

64

48

16

无机材料

64

48

16

 

纳米材料与技术专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

物理化学

64

64

 

材料物理基础

48

48

 

材料化学基础

48

48

 

电子技术

48

48

 

原子物理

48

48

 

热力学与统计物理

64

64

 

量子力学

48

48

 

表面与界面

48

48

 

固体物理

64

64

 

材料物理性能

32

32

 

半导体物理

48

48

 

纳米材料制备与表征

32

32

 

X 射线晶体学

48

48

 

微纳加工技术

32

32

 

电子显微学

48

36

12

计算材料学

32

32

 


材料成型及控制工程专业示例

课程名称

总学时

讲授

实验

上机

物理化学

96

64

32

 

材料科学基础

80

64

16

 

金属材料及热处理

48

38

10

 

机械设计制图

80

78

2

 

电工技术

64

48

16

 

电子技术

64

48

16

 

传热学基础

32

32

 

 

自动控制理论

32

28

4

 

固态成形理论基础

64

64

 

 

材料成形自动控制基础

32

24

8

 

材料焊接原理与工艺

32

32

 

 

液态成形理论与工艺

48

48

 

 

固态成形工艺学

64

56

8

 

 

3. 人才培养多样化建议

各高校应依据自身办学定位和人才培养目标, 以适应社会对多样化人才培养的需要和满足学生继续深造和就业的不同需求为导向,积极探索研究型、工程型、复合型人才培养,建立多样化的人才培养模式和与之相适应的课程体系和教学内容、 教学方法,设计优势特色课程,提高选修课比例,由学生根据个人的兴趣和发展进行选修。

4. 有关名词释义和数据计算方法

4.1 名词释义

4.2 数据的计算方法

(包括学时学分标准、生师比计算方法等)

1)学时与学分的折算办法:本标准要求课程教学按 16 学时折算 1 学分,集中实践性环节按每周折算为 1.5 学分的方法折算。在特殊情况下,某些课程的学时学分折算办法可做适当调整。

2)生师比=折合在校生数/教师总数(教师总数=专任教师数+聘请校外教师数×( 0.20.5);折合在校生数=普通本、专科(高职)生数+硕士生数× 1.5+博士生数× 2+留学生数× 3+预科生数+进修生数+成人脱产班学生数+夜大(业余)学生数× 0.3+函授生数× 0.1。) 

 

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