功能材料（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专门人才。

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 。

功能材料总体框架

课程设置应能支持培养目标达成，课程体系必须支持各项毕业要求的有效达成。

人文社会科学类通识课程约占20%；数学和自然科学类课程约占20%，实战内容约占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运用相应基本概念表述材料工程问题、设计与选择材料、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对专业应用能力的培养；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 。

功能材料理论课程

• 通识类课程

通识类知识涵盖人文社会科学类知识、工具性知识、数学和自然科学类知识、经济管理和环境保护类知识。

（1）人文社会科学类知识包括哲学、思想政治道德、政治学、法学、社会学等基本内容。

（2）工具性知识包括外语、计算机及信息技术、文献检索、科学研究方法论等基本内容。

（3）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。

（4）经济管理和环境保护类知识包括金融、财务、人力资源和行政管理、环境科学等方面的基本内容。

• 基础类课程

学科基础知识被视为专业类基础知识，包括材料科学基础、材料工程基础、材料结构表征等知识领城。

（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、非晶态结构与性能、固体表面与界面、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、烧结、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流体流动基础、热量传递、传质过程及其控制、材料及其产品设计、选材、制造加工成型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 。

• 专业类课程

功能材料专业主要专业课包括材料科学基础、材料现代研究方法、固体物理、材料物理性能、材料化学、功能陶瓷材料、功能材料器件及设计、环境与能源材料、生物材料、电子信息材料、计算材料学等 。

功能材料实践教学

• 实验课程

实验课程分为以下3个类型：

（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。

（2）专业基础实验

主要包括材料科学基础实验、材料工程基础实验、材料研究与测试方法专业基础训练及综合实验。依据相应课程大纲，每门课程至少开设4个实验项目，且能支持专业培养目标的达成。

（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。要求开设材料的力学、热学、电学等性能相关实验至少7项，同时完成至少1种材料的制备，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

（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

结合专业知识进行设备设计训练。

（3）工厂工艺流程设计

针对至少1种材料生产工艺进行车间工艺流程设计。

• 专业实习

实习是学生接触生产实际、接触企业的重要实践环节，各高校应建立稳定的校内外实习基地，制定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）是科研与教学结合最为密切的一个实践环节，须制定与毕业设计（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，并给学生提供有效指导，每位专业教师指导毕业设计（论文）的学生人数原则上每届不超过6人。选题应结合功能材料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战教学活动来进行 。

• 学制与学位

功能材料专业基本学制为四年。四年参考总学分一般为140~190学分[含毕业设计（论文）学分]。

学生通过学习各门课程修满总学分并毕业考核合格，可获准毕业；毕业环节完成并经院校学位委员会审核通过者，可授予工学学士学位。

• 人才培养

（1）掌握功能材料专业工作所需的数学和自然科学知识、工程技术知识以及一定的经济学与管理学知识。

（2）系统掌握功能材料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）掌握功能材料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）了解与功能材料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，能阅读功能材料专业的外文材料，具有一定的国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力 。

2010年，中华人民共和国教育部确定功能材料专业为国家战略性新兴产业本科专业 。此时，功能材料为少数高校试点的目录外专业，专业代码为080215S 。

2012年，在中华人民共和国教育部发布的《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》中功能材料（专业代码：080412T）由功能材料（专业代码：080215S）和生物功能材料（专业代码：080213S）合并而来 。

2020年2月，在中华人民共和国教育部发布的《普通高等学校本科专业目录（2020年版）》中，功能材料专业隶属于工学、材料类（0804），专业代码：080412T 。

功能材料教师队伍

• 师资规模

（1）按一级学科专业培养的高校，专任教师不少于50人；按二级学科专业培养的高校，每个专业的专任教师不少于10人。

（2）生师比不高于18：1。

• 师资结构

（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。

（2）专任教师中具有高级职称的比例不低于50%，具有中高级职称的比例不低于85%。

（3）专任教师中具有硕士、博士学位的比例不低于80%，其中具有博土学位的不低于50%。

（4）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不低于60%。

（5）学科带头人学术造诣较高，专业领域分布合理，专业教师队伍的年龄结构、知识结构和学缘结构合理，学缘相同的教师比例原则上不高于50%，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。

（6）有企业或行业专家作为兼职教师。

• 教师背景与水平要求

（1）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。

（2）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须占有相当比例，部分教师具有企业工作经历。

（3）为教师提供良好的工作环境和条件。有合理可行的师资队伍建设规划，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。

（4）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。

（5）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 。

功能材料设施资源

• 教学设施要求

教室、实验室及设备在数量和功能上能够满足教学需要。教学实验室生均面积不小于2.5平方米，生均教学科研仪器设备值不低于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设计（论文）的需求。专业课程实验开设率应不低于90%，综合性、设计性和创新性实验课程占总实验课程的比例不低于60%；每个实验既要有足够的实验台套数，又要有较高的利用率。基础实验每组学生数不能超过2人；专业实验每组学生数不能超过3人；大仪器实验每组学生数不能超过8人。

实验室向学生全面开放，实验设备有良好的管理、维护和更新机制，保证学生使用。

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。

应加强与企业的联系，建立有稳定的产学研合作基地。有足够数量、相对稳定的校内外实习、实践基地，能支持教学目标的达成。

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不低于30%；参与教学活动的人员应理解实践教学的目标与要求，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。

• 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，师生能够方便地使用；阅读环境良好，且能方便地通过网络获取学习资料 。

功能材料教学经费

教学经费有保证，生均年教学日常运行支出不低于1200元，且应随着教育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 。

功能材料质量保障

• 教学过程质量监控机制

各高校建立教学过程质量监控机制，使主要教学环节的实施过程处于有效监控状态；各主要教学环节应有明确的质量要求；建立教学质量监控的组织体系、规章制度和运行机制；建立对课程体系设置和主要教学环节教学质量的定期评价机制，评价时应重视学生和校内外专家的意见。

• 毕业生跟踪反馈机制

各高校应建立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中，需要注意如下几点：

（1）对毕业生做跟踪调查时，确保跟踪反馈信息真实、可靠，具有说服力。

（2）反馈样本数量应达到各专业当年毕业生总量的一定比率（各高校可根据自己的特点自行制定），跟踪调研的时间和周期应有要求。

（3）在选择毕业生跟踪调查对象时，确保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、在单位做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培养目标的调整及完善。

• 专业的持续改进机制

各高校应建立持续改进机制，要求有监视和测量、数据分析以及改进活动。应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，提出改进措施，并组织实施。实施后的结果与信息转入新一轮的循环，不断提升教学质量，使人才培养质量满足不断变化的社会需求 。

功能材料考研方向

功能材料专业可在材料学、材料加工工程和材料物理化学等及相关专业继续攻读硕士、博士学位 。

功能材料就业方向

功能材料专业毕业生可在橡胶、塑料、树脂及化纤产品生产加工企业从事相关产品的生产研发、工艺设计、设备管理、原料采购与产品销售等；材料检验机构从事材料测试、检验与管理；材料测试仪器及设备公司从事销售、安装、调试与技术支持；通过公务员考试进入商检局、质量检验局、海关等机构从事专业管理工作 。

• 面向新工科工程的人才培养模式

（一）教学内容梳理

首先要对所授课程内容涵盖的交叉学科知识点进行扩充与整合，并建立多学科知识点之间的有序互联。其次通过对课程内容中相应工程领域以及科研领域问题进行有针对性的收集、简化、浓缩和精炼，将之分解为若干个与所授课程教学内容相关的子问题，使其恰当融入理论教学内容。最后，要尽量使学生多看到、多触摸到、多亲身参与到课程实践中，以便吸引学生集中注意力、有效提高学生的成就感、学习兴趣及学习效率。

（二）教学方法转变

高校应在多学科交融教学内容基础上，结合新工科的新特点，与兄弟院校、科研单位和当地企业充分合作，以科研实践、项目运作、生产实习等形式，实现教学方法转变，将学生带入实验室、带入项目、带入企业生产前线，使整个教学活动呈现出多种教学方式、多元教学场地、多样教学平台相结合的多元灵活景象。

（三）评价体系细化

高校应构建全面综合的评价体系，引导学生全面学习与发展。理论课程内容评价体系细化。不在单纯以课后作业完成情况以及期末考试分数作为课程内容掌握状况的评价标准，在理论授课过程中加入小组讨论汇报、客观题回馈、主观题回馈、小节调查问卷回馈、课后作业完成情况回馈、课堂笔记回馈、章知识总结回馈等形式对学生的听课效果、理论知识掌握情况、理论知识的运用情况进行全面考察和评价，重点强调对学生知识的归纳总结能力、语言表达能力、主动学习能力和团队协作能力的培养 。

• 基于学生创新能力的人才培养模式

由于磁性材料在电子信息、通讯技术、装备制造等产业领域应用广泛，太阳能电池、储能电池等新能源材料行业近年来发展迅速，相较传统材料科学与工程专业，功能材料专业具有多学科交叉性强的特点，对学生理论基础要求较高需要在课程设置上合理安排，紧密结合产业需求，交叉融合，重点突出。

高校在学生创新意识和创新能力的培养体系方面，建立一套包括验证性实验、综合性实验、综合性设计、创新意识训练和毕业论文创新研究的完整创新能力培养体系。充分利用国家高等教育体系提供的国家级大学生创新创业计划，利用学生课余时间，通过课题小组方式自主选题，让学生自主进行技术开发、测试、改进、应用开发等环节，在实践中培养学生的技术实现能力和创新意识，使功能材料专业学有余力的学生创新能力得到进一步提升。对于此类项目，功能材料实验室均从设备方面予以支持和保障，并邀请相关领域研究经验丰富的教师和科技人员，担任科技创新创业指导教师，从实践需要的角度培养大学生的科技创新意识、创新能力、知识产权意识、难点分析方法和团队精神 。

• 地方产业需求驱动的人才培养模式

（一）重构课程体系

功能材料专业根据新材料产业发展涉及多个工程领域技术的特点，在专业核心理论课的基础上，系统开设多学科专业知识交叉融合的特色方向课程，重视加强基础材料类理论课程的学习，满足新材料行业不同工程领域技术交叉融合人才培养的理论知识需求。与核心课程群密切对应，通过设置实训课程，校企共同构建本科四年贯穿的“基本实验——实训提高——课外创新——工程创新”的“四层次递进式”实践教学体系。专业对实践教学计划进行重点调整，适当增加了实践学时比例，满足新材料行业对高素质应用型人才培养的需求。

（二）更新教学内容

校企双方围绕行业技术知识体系共同进行专业方向的课程开发：①通过精选行业特色教材和企业合作编写专业方向特色教材，把学科前沿理念、知识和技术方法、行业应用成果融入课程教学和日常培养中，更新教学内容，提升学生创新能力。②同时，对接新材料产业技术人才基本实验技能需求，大力推进实验教学内容优化工作，对专业实验内容进行筛选，剔除重复和过时的实验项目，补充反映新材料行业前沿的新实验，不断加强设计性、综合性、创新性实验教学的比例 。

《功能材料专业教育教学实践》主要介绍功能材料专业情况，通过优秀学生的作业、实验报告、实习报告、学术论文、专利申请、研究生培养以及大学生活感悟与体会等典型材料，系统的展示了功能材料专业学生按照以“多学科交叉融合课程体系、产学研基地为平台、解决产业前沿课题为方向、借助重点学科重点实验室研究手段、学习和研究成果反馈回企业共享”的功能材料人才培养教育模式所取得的培养效果，本书可供国内众多开设功能材料专业院校参考选用，也可以供国内开设功能材料相关专业的授课老师参考。

第一章 绪论

1.1 功能材料专业建设发展历程

1.1.1 初创期（2001-2010）

1.1.2 建设与发展期（2011-2016）

1.2 功能材料专业教育理念与培养目标

1.2.1 教育理念

1.2.2 培养目标

1.3 功能材料专业人才培养模式

1.3.1 师资队伍

1.3.2 课程设置

第二章 功能材料专业教育教学

2.1 功能材料专业教学体系

2.1.1 理论教学

2.1.2 实践教学

2.2 功能材料专业课程体系

2.2.1 公共基础课程

2.2.2 学科与专业基础课程

2.2.3 专业及专业选修课程

2.2.4 通识教育选修课程及自主学习课程

2.2.5 集中实践教学

2.3 创新创业教育

第三章 功能材料专业教学管理

3.1 教学文件与过程管理

3.1.1教学文件

3.1.2教学过程管理

3.2 教学质量标准

3.3 教学运行监控

3.4 其它教学管理制度

3.5 专业建设规划

第四章 功能材料专业课教学与实践

4.1 功能材料专业课程作业

4.1.1专业必修课作业

4.1.2专业选修课作业

4.1.3自主学习课程作业

4.2 专业课典型实验报告

4.2.1专业课《材料物理性能》课程典型实验报告

4.2.2专业课《无机材料物理化学》典型实验报告

4.2.3专业必修课《先进能源材料》典型实验报告

4.2.4专业必修课《生态环境功能材料》实验报告

4.3 认识实习与生产实习报告

4.3.1典型认识实习报告

4.3.2典型生产实习报告

第五章 功能材料专业创新创业能力培养

5.1 撰写学术研究报告

5.2 发表学术论文和授权国家专利

5.3 各类科技竞赛获奖

5.4 创办自己的企业

第六章 功能材料人才培养教学效果

6.1 组建优秀师资队伍

6.2 建成高水平产学研基地

6.3 人才质量满足国家需求