材料科学与工程专业建设(本科)

1 社会需求和发展前景

上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。相应的，材料科学与工程专业也蓬勃发展起来。

《省人民政府关于印发湖北省万亿战略性新兴产业推进实施方案的通知》（鄂政发【2017】41号）中指出，我国经济发展进入了新常态，湖北正值发展的黄金机遇期，其中，国家创新驱动发展战略的实施、“一带一路”、长江经济带、长江中游城市群建设等重大战略的全面推进，为湖北提供了难得的历史机遇。《湖北省促进中部地区崛起“十三五”规划实施方案》中要求将武汉建设成国家中心城市。主要目标是，支持“复兴大武汉、建设主中心”，加快建设现代化、国际化、生态化大武汉，强化城市平台功能、拓展沿江发展新空间，挺起长江经济带脊梁，建成以全国经济中心、高水平科教创新中心、商贸物流中心和国际交往中心四大功能为支撑的国家中心城市、国际化大都市。

《湖北产业转型升级发展纲要（2015-2025）的通知》》（鄂发〔2015〕25号）中指出，武汉所建的工业集群中，战略新兴产业的武汉新能源汽车产业、武汉高性能化工新材料产业、武汉激光装备产业、武汉复合新材料产业、武汉先进环保装备及治理产业、武汉工业设计产业中，均需要大量的材料学科应用型人才。而我们学院的材料科学与工程专业培养人才相对应的，就是上述的工业集群及服务业集聚区所急需的。

这其中，新材料产业下一步发展重点中的新能源产业中的太阳能产业，新能源汽车产业中的电池系统，基础新材料中的无机非金属材料、高性能功能材料中的高性能功能新材料及前沿新材料，绿色低碳产业中的节能技术装备、环保技术装备、节能环保服务业，资源循环利用产业中的资源再生利用，均为我们的专业发展及人才培养拓展了空间和指明了方向。

下图是2016年材料科学与工程专业就业分布

从结果中可以看到，专业需求量最多前五个行业有“电子技术/半导体/集成电路”，“新能源”与“建筑/建材”行业，材料科学与工程专业的毕业生就业范围广泛，本专业培养的学生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作，也可以在通讯、汽车、医疗领域从事新能源材料的开发、生产和管理的工作，以及节能环保等领域从事研究、设计、制造、建设、以及运行与管理等工作，就业前景一片光明。

而我校地处东湖高新开发区，距离东湖高新区各主要产业板块较近。而东湖高新区是继中关村之后，我国第二个国家自主创新示范区。并且“武汉•中国光谷”区域品牌已经在全球范围内形成了较强的影响力和知名度。其综合实力跻身全国高新区第四位，紧随北京中关村、上海张江和深圳高新区。目前，东湖高新示范区已基本形成了以光电子信息产业为核心，生物产业、环保节能产业、高端装备制造业、现代服务业为主的高新技术产业集群。未来将进一步形成“131”产业架构，即以光电子信息为核心产业，以生物、环保节能、高端装备制造业为战略产业，现代服务业为先导产业的发展模式。在上述的产业和发展规划中，光电子信息产业中的半导体材料、环保节能产业中的新能源材料、新型环境友好材料、纳米材料等都对材料人才有大量需求。

2 专业定位与人才培养模式

2.1 专业定位与办学思路

材料科学与工程专业紧紧围绕新能源、新材料、节能环保等国家战略性新兴产业发展、区域地方经济建设和社会需求，以及我校应用型本科院校的市场定位，培养方向侧重于材料制备、加工、性能和结构测试分析及材料应用等方面的基础操作人员和一般管理人员，并具有光电功能材料中的薄膜材料、新能源材料、节能材料等知识的储备。

2.2 专业建设规划与实施

坚持以科学发展观为指导，本着“服务经济社会、服务学科建设、服务人才培养”的目标，和立足武汉、面向全省，幅射全国、服务行业经济的建设思路；

在学科方向凝练方面，根据院目前的情况，结合东湖高新区的发展战略，以无机非金属材料（主要是建筑材料及特种无机非金属材料）为重点，高性能结构材料、功能性高分子材料和先进复合材料为支撑，拟在建筑节能材料（新型保温材料、新型混凝土）方向上寻找突破。

2.3 人才培养模式

2.3.1培养目标

培养适应新能源、新材料、节能环保等国家战略性新兴产业发展、区域地方经济建设和社会需求的德、智、体、美全面发展，具备良好的数理化基础、优秀的英语与计算机应用能力、合理的认知结构、国际化的视野和眼界，具有较高综合素质和创新能力，具备新能源与绿色建筑材料的设计、开发、研究，以及能对其生产制造过程进行管理与改造等基础知识的高素质技术技能应用型人才。本专业社会需求大，可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作，也可以在通讯、汽车、医疗领域从事新能源材料的开发、生产和管理的工作，以及节能环保等领域从事研究、设计、制造、建设、以及运行与管理等工作。

2.3.2培养模式

（1)准确定位应用型材料专业人才需求指标，进行课程改革

加强与地方企业沟通、交流，调整人才培养目标和培养方案，以适应区域经济发展的要求。针对企业对人才需求指标，适当调整课程体系，加强实践类课程的理论与实践指导，通过提髙教学学时、增加课程设计、加强企业实践等措施突出这些专业实践课的重要性。

按照培养应用型人才的目标要求，合理设置课程平台和课程模块，调整课程设置，整合教学内容。专业选修课重点突出材料产业的新方向、新动态、新技术;实践环节的重点应以材料制备、测试的全过程技术应用为主线，设置理论与实践相结合的专业方向实践系列课程和与之配套的理论课程。注重创新系列课程 (如课外科技活动、挑战杯设计等系列课程)的设置。课程内容要结合实际运用，及时增加新技术的讲解。加强实用性教材建设，建立精品课程，实现课程体系整体优化。

(2)强调知识应用 ，加大课程设计与创新训练力度

在新的材料科学与工程专业人才培养方案中，要求在与地方经济联系紧密的专业课程中必需增设课程设计部分与创新训练内容，加大课程设计与创新训练力度，突出专业知识应用。一是要增加课程设计门数，二是要增加专业综合创新实验，综合创新实验不拘于哪一门课程，目的是为了提高学生专业知识综合运用能力。创新实验在老师的指导下进行，为了提高学生的学习积极性，创新实验研究内容可以由指导老师提出供学生选择，学生也可以与指导老师共同讨论提出研究课题。通过综合创新实验，提高学生对材料专业知识的整体把握能力、利用专业知识分析问题和解决问题的能力。

(3)改革教学方法，加强网络课程建设

材料科学与工程专业是工科专业，具有很强的实践性，不仅要求学生具备丰富理论知识，更要求学生有实际操作能力。而很多专业课程内容，仅仅依靠课本和教师课堂的讲述很难达到理想的效果，需要通过视频、图片等多媒体方式来表现，给学习者直观感性的认识，网络课程能很好的满足学生个性化和自主学习的要求。在网络课程的开发上需要突出多媒体的表现形式；同时，为了达到较好的学习效果，对于网络课程的交互性也需要进行设计，不能仅仅是把教师讲课的过程进行复制，而是通过流程的控制，将重要知识点进行串联，并把有关概念、定理、定律等与相关的背景资料相链接，以符合网络学习的开放式和交互式的特点。加入交互方式，激发学生在学习过程中主动参与和积极思考。在疑难的知识点上充分发挥多媒体的功能，展现其内涵，使学生能够深刻体会，从而有利于培养学生获取知识的能力和创新能力。

(4)建立校企合作平台

通过学校和企业横向课题合作，建立大学生实践基地及教师技术服务基地 平台，建立学生实习基地。加强与地方企业合作，学生派到企业展开毕业设计工作。一方面学生可以及早熟悉工作环境，并以企业技术人员为导师，深入学习材料专业相关知识与实际操作方法，提高分析解决实际问题能力和动手能力，为下一步毕业后进入企业工作打好实践基础，另一方面对企业课题的指导，也提高了教师的专业实践能力，更有效提髙高校教师队伍建设。

3 人才培养方案

材料科学与工程专业人才培养方案

一、专业名称

学科代码：0804

学科门类：材料类

专业代码：080401

校内专业代码：B1040

二、培养目标

本专业培养适应区域地方经济建设和社会需要的德、智、体、美全面发展，以材料、物理、化学、电子等理论知识为基础，具备绿色建筑与新能源材料的设计与制备、测试与质量评价和技术服务等基础知识，具有借助科学方法解决生产实际中具体问题的能力，能在绿色节能环保、新能源以及新材料等领域的企事业单位、研究机构从事生产新工艺的技术改进、优化及管理工作的高素质技术技能应用型人才。

四、学制学位及学分要求

（一）学制：学制4年。

（二）授予学位：工学学士

（三）学分要求：必须修满Ⅰ类学分165学分和Ⅱ类学分10学分共计175学分方可毕业。其中通识教育模块71.5学分（通识必修课61.5学分，通识选修课10学分），专业教育模块47.5学分（学科基础课18学分，专业核心课29.5学分），个性发展模块24学分（专业方向课10学分，创新创业教育课程4学分，专业选修课10学分），专业综合实践22学分。

五、主干学科与核心课程

（一）主干学科：材料科学与工程

（二）核心课程：工程制图、无机及分析化学、电子与电工技术、工程力学、材料概论、物理化学、晶体学基础、材料科学基础、材料研究与测试方法、材料表征实验、材料合成与加工技术、材料制备实验、无机非金属材料工学、材料表面与界面、材料物理、计算机在材料科学与工程中的应用

4 课程体系和教学内容改革

4.1 理论课程设置

（1）学分要求：必须修满Ⅰ类学分165学分和Ⅱ类学分10学分共计175学分方可毕业。其中通识教育模块71.5学分（通识必修课61.5学分，通识选修课10学分），专业教育模块47.5学分（学科基础课18学分，专业核心课29.5学分），个性发展模块24学分（专业方向课10学分，创新创业教育课程4学分，专业选修课10学分），专业综合实践22学分。

(2）核心课程：工程制图、无机及分析化学、电子与电工技术、工程力学、材料概论、物理化学、晶体学基础、材料科学基础、材料研究与测试方法、材料表征实验、材料合成与加工技术、材料制备实验、无机非金属材料工学、材料表面与界面、材料物理、计算机在材料科学与工程中的应用

4.2实践课程设置

4.3毕业设计（论文）

材料科学与工程专业从2016年开始招生，目前还没有毕业生。

4.4教学内容与课程体系改革

（1）课程建设

①完善课程体系

目前，已建成以职业需要为核心、知识多元为目标的课程体系，保证学生就业所需基本技能的学习和训练，课程体系符合专业人才培养目标需求。

②教学改革

伴随着信息技术的进步，慕课和翻转课堂等教学模式的涌现，颠覆着传统课堂和传统教法，冲击着教师的思维定势，教学团队应用信息技术教学的内驱力正与日俱增。目前，正在依托《建筑材料》，建设精品资源共享课及慕课，并开始《工程力学》、《晶体学基础》、《材料研究与测试方法》等的在线课程建设。

（2）教材建设

材料科学与工程专业课程选用“普通高等学校‘ 十一五 ’ 国家级规划教材 ”、“普通高等学校‘ 十二五 ’ 国家级规划教材 ”、面向21世纪课程教材 、 教育部教学指导委员会推荐教材 、国家及省部级优秀教材 、学校规划教材。现阶段本专业所选用的教材符合学校要求，强应用、重实效，选用高水平教材进行教学活动，使用情况良好。结合地方企业特点，合理选用或自编专业教材，可联合本地企业，在材料的加工、成型等方面开设了针对性的学生训练实验，增补了相关理论课教学内容。这些实验的开设，使学生体会到企业的产品是如何从实验室里孵育出来的，有利于增强学生对产品开发的认识；增补相关理论课教学内容，使学生基础知识更扎实，对其生产技术理解得更透彻。

4.5 教学方法与手段改革

教学团队已优化教学内容与课程体系，狠抓以提高教学质量为根本目标的质量工程建设，目前有《工程力学》《晶体学基础》《材料研究与测试方法》《半导体物理》《现代混凝土技术》等五门课程重点开展精品课程建设，通过积极探索“翻转课堂”在教学中的应用，进一步加强课程视频建设和网络资源建设，为学生的课外学习提供便利条件。

5 师资队伍建设

5.1师资队伍建设

落实学校中长期发展规划和办学定位，贯彻引进与培养相结合的方针，深化改革，采取措施，以全面提高教师队伍整体素质为核心，以培育学术带头人、骨干教师和双师型教师为重点，并以引进和培养高层次人才为突破口，建设一支高水平的学科梯队，改善师资结构和质量。为适应应用型创新人才的培养，进 一步落实教师实践能力提升计划。重视教师实践能力培养，重点选派 40岁以下青年教师参加企业、工程实践能力培训。聘请企业、科研院所和政府机关等具有较高学术造诣和丰富实践经验的各类高层次专业人才来学院担任兼职教师。

制定“双师型”教师队伍建设规划，加大人才引进力度。同时对校内教师加大培训力度，鼓励教师参与各类学术交流、出国培训、企业实践，参加工矿企业、科研单位的项目开发，提高教师的科研能力，从而更好地为应用型人才教学服务。

5.2师资队伍结构

6 教学设施与实践、实训基地建设

6.1实验室建设

以专业建设和发展规划为导向，以教育部《专业实验室评估标准》为依据，遵照校《实验教学工作规程》、《实习、实训工作规程》和《开放实验室实施办法》等管理规定，以实验室装备为带动，以实验室建制为切入点，通过资源的优化配置，重新整合优化各专业功能性、综合性实验室，完善并创新实验教学管理机制，逐步建立高效、可行的实验室运行机制和管理体系，建立与专业人才培养目标相适应的实验教学体系。

依托武汉东湖高新开发区，以绿色能源材料应用研究所为支撑，围绕 “新能源材料”“建筑节能材料”方向，通过资源整合，建成能源材料制备实验室、环境材料实验室，建筑材料实验室，力争成为在湖北省同等院校中有一定影响的人才培养和学术交流的实验基地。

6.2实训基地建设

加强实践教学基地建设。实践教学基地是开展实践教学工作的重要载体。加强实验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设。依托现有资源，建材学院先后与众多企业签署协议，共建实习基地，具体名单如下：

7 教材与图书资料

教材建设是课程建设和教学改革的重要组成部分，是深化教学改革、提高教学质量的重要保证。教材建设要适应我校应用型人才培养教学需要，密切配合材料科学与工程专业及课程建设与改革进行。要把提高教材质量作为教材建设的核心。教材应反映当代课程建设与相关专业发展最新成果，体现现代教育思想、区域特色与专业特点，注重教材内容的科学性、适用性、先进性和技能性。鼓励专业水平高、教学经验丰富的教师编著教学用书。新编著的教学用书要努力反映专业教学改革中的新经验和科研成果，努力提高教材的实用性和前瞻性。

8 产学研

8.1教研教改成果

整合教学资源，优化课程体系；进一步规范人才培养方案内容，使培养目标和培养规格表述更加具体、明确、实用和切实可行，各教学环节更加完善，尤其是加强实训、实践教学体系建设。要跟踪市场需求变化，主动适应和服务区域、行业经济和社会发展的需要，对周边地区同类型高校的材料科学与工程专业进行调研，结合我校的实际情况，及时调整人才培养方向和目标定位。优化实践教学环节设计，突出教学过程的实践性、开放性和职业性，促进专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、以强化学生实践能力的培养。积极邀请和聘请专家参与人才培养方案的修订和论证，指导课程开发和教学标准化建设。制定了与2017版人培方案相匹配的课程教学大纲。

适时调整和改革课程设置，创新人才培养模式，突出应用型人才培养特点，促进人才培养和市场人才要求之间的对接，才能满足市场需求，加强学生创新实践能力，突出专业特色。

8.1.1项目

（1）王末英 ：湖北省教育厅教学研究项目，《建筑材料》微课创新设计制作和应用研究2017-2018

（2）顾期斌：湖北省教育厅教学研究项目，新建应用型本科院校工程学科的工程能力研究2016-2017

（3）刘锦子：校级教研课题，材料工程技术专业校企联合人才培养模式研究与实践2014-2015

（4）王超：首届全国素质教育教研成果一等奖，2013年

（5）刘锦子：湖北省教育厅教学研究项目，材料工程技术专业校企联合人才培养模式研究与实践2011-2012

（6）倪佳苗：校级教研课题，将STS教育应用于无机非金属材料工艺教学的探索2011-2012

8.1.2教材

……

8.2 产学研相结合

以高校与企业“共赢”为基调，以创新创业人才培养、经济和社会效益、科学技术与产品开发为目标，校企共同培养专业技术人才。根据应用型本科教育的培养目标，针对地区、行业、经济和社会发展的需要，按照技术领域和职业岗位（群）的实际要求设置和调整专业，在确定专业设置的基础上，建设校内外实训实习基地，对学生进行专业岗位基本技能的训练。积极拓展校外实训基地，依靠企业建立产学研用紧密结合的校外实习、实训基地，形成有效的运作机制，逐步形成教学、科研、生产、培训四个层次为一体的多功能综合性教育培训基地，让学生直接参加生产和实际工作，进行现场实习。

9 教学管理制度建设

我院拥有较完善的教学质量监控体系，每个学年度两个学期均有期中教学质量检查，有院校两级教学督导机构和制度、课程教学评价体系、实验教学评价体系、实习评价体系、毕业综合实训环节评价体系，通过学生评教制度、院内教学自我评价及校教学评价，确保院校两级教学质量监控能正常运行。专业各主要教学环节有质量标准且执行情况良好。

10 人才培养质量

10.1 基础理论与专业知识

毕业生在校通过通识课与专业的学习，会获得以下几方面的知识和能力：

(1)具有从事材料科学与工程工作所需的数学、物理和化学等自然科学基本理论和基础知识，掌握本专业所需的制图、电子电工技术和计算机应用等基本知识和技能，掌握一定程度的人文、社会科学知识和经济管理基础知识，较熟练地掌握一门外语并具有外语综合应用能力；

(2)掌握扎实的材料科学与工程基础知识，掌握本专业领域常规的材料制备、材料性能与结构分析检测方法和技术；

(3)具有选用适当的材料科学与工程理论和实验方法分析并解决材料生产中的实际问题，以及从事科学研究的初步能力；

(4)能够进行绿色建筑材料和新能源材料的研制、技术开发、工艺设计、技术改造、应用系统集成、生产技术管理和经营管理；

(5)具有有效的沟通与交流能力，熟悉所属行业的方针、政策及法规；

(6)具备良好的职业道德，能自觉承担对职业、社会和环境的责任。

10.2 职业能力与素质

我院非常重视材料专业学生技能培养，在院办学经费有限的情况下，支持学生参与国家及省级竞赛。鼓励教师积极组织引导学生参加国家级、省级学科竞赛，参加国家级、省级学生课外科技、文化及社会实践活动；鼓励学生参与教师科研项目并撰写论文。

10.3 学生满意度

目前材料科学与工程专业还没有毕业生。

10.4 毕业生就业与社会声誉

目前材料科学与工程专业还没有毕业生。

11 专业特色与创新

材料科学与工程专业教学团队注重特色培育，突出应用型人才培养，体现新建地方本科院校材料科学与工程专业人才培养模式特色。在专业建设中，坚持扎实的学术基础，强化实践教学，突出创新能力的理念，在建设的基础上，突出在新能源材料尤其是太阳能电池、锂电池及燃料电池领域专业技术人员的培训，充分发挥科研优势，在新能源材料方面，促进科研与教学的整合，激发学生的创新意识，创建特色专业。

目前，传统能源产业已经成为制约当今社会经济发展的关键因素，新能源产业的发展必然是未来中国可持续发展的趋势。材料专业人才队伍还存在严重的结构失衡，“两头”更加短缺：既缺高级材料人才，包括复合型高级管理人才和高级技术人才，更缺技能型、应用型技术人才。建筑与材料工程学院已经成立新材料研究所，将培养掌握新能源与绿色建筑材料的设计、开发、研究，以及能对其生产制造过程管理与改造等基础知识的专业人才列入专业建设规划中，以满足市场需求，并提升学生就业的竞争实力。我院将继续坚持以学术梯队建设为核心，以提高科研层次，服务地方经济建设为重点，大力加强学科建设；树立争优意识、特色意识，积极培育材料科学与工程学科，促进科学研究上水平，人才培养上质量。