无机非金属材料工程

1986年，《高等学校工科本科专业名称对照表》中，无机非金属材料由调整前的无机非金属材料、无机材料、无机材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、新型无机材料、胶凝材料、水工建筑材料、硅酸盐材料、无机材料工程、技术陶瓷、高压电瓷、电瓷材料和胶凝材料及制品合并而来 。

1993年，《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》中无机非金属材料（080206）由原无机非金属材料（工科0404）和建筑材料与制品（工科1112）合并而来 。

1998年，《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》中无机非金属材料工程（080203）由无机非金属材料（080206）、硅酸盐工程（080207）和复合材料（部分）（080210）合并而来 。

2012年，《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》中无机非金属材料工程专业代码由080203调整为080406 。

2020年2月，在教育部发布的《普通高等学校本科专业目录（2020年版）》中，无机非金属材料工程专业隶属于工学、材料类（0804），专业代码：080406 。

无机非金属材料工程总体框架

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 。

无机非金属材料工程理论课程

• 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

无机非金属材料工程专业课程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 。

无机非金属材料工程实践教学

• 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个实验项日，且能支持专业培养日标的达成。

（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。选题应结合无机非金属材料工程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 。

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。

无机非金属材料工程专业毕业的学生，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 。

• 学制与学位

无机非金属材料工程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）掌握无机非金属材料工程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）系统掌握无机非金属材料工程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）掌握无机非金属材料工程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）了解无机非金属材料工程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）了解与无机非金属材料工程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，能阅读无机非金属材料工程专业的外文材料，具有一定的国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力 。

无机非金属材料工程教师队伍

• 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无机非金属材料工程专业学历，具有无机非金属材料工程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 。

无机非金属材料工程设施资源

• 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 。

无机非金属材料工程教学经费

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 。

无机非金属材料工程质量保障

• 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 。

• 面向建材工业的应用型人才培养模式

（1）理论教学体系

根据专业特点、行业需要和职业要求，合理确定本科学生需要学习和掌握的知识点，据此来构建应用型本科人才培养的理论教学体系。一是通过构建“一般公共基础（素质基础）＋工程类公共基础＋材料专业基础”的基础知识教学平台，不断扩充学生的知识面，筑牢专业基础，培养综合素质；二是通过构建“专业核心课＋专业方向必修课＋企业经营管理选修课＋职业拓展选修课”的模块化专业知识教学平台，不断提高学生的职业素养、技术应用能力与创业创新意识，拓展学生的个性化发展空间，增强学生主动适应社会竞争与变化的能力。

（2）实践教学体系

根据应用型本科人才能力培养的要求，采取分类设置、分步实施的方式，按照“基本技能—初步专业技能—专业综合技能—创新技能”的梯度模式，构建该专业的实践教学体系，增加实践教学环节的学时（学分）比重。在实践教学环节类型上有：课内实验、独立实验、课程设计、校内工程实训、毕业设计（论文）、课外专业实习和课外开放实践等多种形式。涉及基本技能和初步专业技能培养的教学活动，教学应采取理论课内实验、独立课程实验及实习、课程设计等形式进行；涉及专业综合技能和创新技能培养的教学活动，教学应采取校内工程实训、校外专业实习、毕业设计（论文）和课外开放实践等形式进行。在各种实践教学环节的实施步骤上，则根据学科知识的内在联系，遵循专业实践能力发展的规律，按照“基础课程实验与上机训练—基础课程设计与实习—专业认识实习—校内工程实训—专业课程设计、实验与岗位实习—毕业实习—毕业设计（论文）”顺序进行。

（3）素质培养体系

第一，合理的课程教学。包括哲学、历史、法律、思想政治理论、道德修养、军事理论、形势与政策等必修公共基础理论课教学；文学、艺术、心理学等人文社科类选修课教学或讲座。第二，假期社会实践与志愿服务。如参加志愿服务活动。第三，课外学术科技与创新活动。一是根据学生的兴趣与能力，组织参加“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛和其他各类学科竞赛，二是组织学生参与教师的科研活动，提高学生的知识综合运用能力，培养学生的科研兴趣与创新意识。第四，社会工作与学生社团活动。通过组织丰富多彩的学生社团活动与兴趣小组活动，来提高学生的人际交往与沟通能力，培养学生的团结协作精神。第五，职业资格（技能证）培训。依托培训基地，为高年级学生提供职业资格（技能证）培训服务。第六，体育课教学与单项体育运动俱乐部活动等。学生在校期间除安排四个学期的体育必修课外，还可以根据自己的兴趣爱好，参加各种单项体育运动的俱乐部活动，强身健体 。

• 多学科交叉视角下的创新人才培养新模式

（1）形成层次化与模块化相结合的课程设置，在公共基础课和专业基础课的平台上依托学院多学科共存的优势，拓展交叉学科方向，开设内在联系紧密又各具特色的跨专业课程，实现多学科间的互通融合，拓宽学生的知识面，强化学生的创新思维，同时也推动本专业的跨越式发展。

（2）坚持“资源—材料一体化”理念，遵循“大背景、宽视野、强创新”的人才培养观，通过培养方案和课程体系的整体优化、教学内容的整合更新，强化课程建设与配套教材建设，形成国家精品课程和精品教材体系。

（3）秉承“资源共享，资金高效”的原则，打造开放式多学科实验平台。打破陈旧的实验室建设与管理观念，破除学科壁垒，提高投入资金效率，提高仪器设备的先进性和利用率，通过各种实验实践教学环节，结合科研项目和科技成果设计新型综合性实验，形成“学习—探索—创新”的递进式实践教学方法，建立主动学习和激发探索的实验实践教学大平台。

（4）学科交叉，师资共享，促进教师在教学科研中的视野拓展和积极创新。打破原有专业教学师资封闭式的教学管理模式，学生实行跨专业、跨系选课，利用优势资源，形成多学缘结构、多学科专业教师组成的老中青结合、结构合理、学历高、素质高、水平高、能力强的多学科无机非金属材料工程专业教学团队，保障宽口径复合型创新人才的培养 。

• 新工科背景下创新型人才培养模式

（1）明确合适的人才培养目标和要求

把握学校总体的办学层次、学科结构、专业特色和发展趋势，深入分析当前和未来各类新技术和新产业对无机非金属材料工程科技人才的需求状况及趋势，全面领悟新工科内涵，制定出契合地方高校实际和体现自身专业优势的无机非金属材料工程专业人才培养目标。同时，要结合工程教育专业认证和卓越工程师教育培养计划标准，对培养目标进行多个方面的具体表述，其中明确指出需掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度、意识和较强的创新能力。另外，还需要根据既定的培养目标，确定无机非金属材料领域工程知识、问题分析和设计/开发解决方案等方面的具体毕业要求。

（2）设置合理有效的课程体系

分析新经济对无机非金属材料工程专业人才培养提出的新要求，分析课程体系与毕业要求和分指标点的支撑关系，更新课程体系和教学内容，开设跨学科课程，探索多学科交叉融合的育人机制。加强公共基础和通识课程教育，夯实基础，设置创造学和创新能力开发相关课程，启迪学生的创造性思维与能力。增设专业导论和无机非金属材料新进展等课程，帮助学生较系统地认识无机非金属材料工程专业，并感受学科魅力，激发创新创业的热情。增加实验、实习、课程设计、毕业论文（设计）等集中性实践教学环节，充分利用第一课堂培养学生工程实践能力、科研和创新能力 。

无机非金属材料工程考研方向

材料学、材料加工工程和材料科学与工程等材料相关专业考研深造 。

无机非金属材料工程就业方向

无机非金属材料工程专业就业层次高，就业范围广。学生既能在战略新兴产业—新材料领域工作，例如新能源材料、半导体、纳米材料及涂层、电子器件等就业，又能在建筑、房地产、冶金、耐火材料行业等传统无机非金属材料领域进行设计、生产、开发及管理等工作，也能够在院校和科研院所从事教学、科研和测试等方面工作 。

本书为“十二五”上海重点图书，材料科学与工程专业本科教材。不仅适用于应用型本科高等院校材料专业课程教学，也可作为从事无机非金属材料工程技术人员的参考用书。在多年的教学实践过程中，编者体会到已有的理论教学体系和实践教学体系与培养工程应用型人才的要求存在一定差距，学生在校期间得到的工程实践训练明显不足，难以实现向实践的转变，其原因之一是学习缺乏联系实际，缺少对工程案例的分析和研究。《无机非金属材料工程案例分析》采用案例教学法，把实际工程事实以书面描述呈现在学生面前，让学生进入被描述的工程情景现场，进入角色，以工程技术人员的身份一起探寻工程得失的经验与教训。通过案例分析，使学生能运用已经掌握的基本理论和基础知识，对描述的工程事实做出分析，从而提高学生综合运用知识、分析问题和解决问题的实践能力。为了更好地开展案例教学，提高学生的分析问题、解决问题的工程能力，我们编写了本书。