功能材料教學條件

功能材料教師隊伍

• 師資規(guī)模

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

（2）生師比不高于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(shù)和副教授總數(shù)的比例應適宜，中青年骨干教師所占比例較高，滿足持續(xù)發(fā)展的需要。

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

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

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

（5）學科帶頭人學術造詣較高，專業(yè)領域分布合理，專業(yè)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于50%，有數(shù)量適宜的骨干教師，可為專業(yè)發(fā)展所需的學科基礎提供基本保障。

（6）有企業(yè)或行業(yè)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(shù)和授課學時數(shù)限定在合理范圍內，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(yè)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占有相當比例，部分教師具有企業(yè)工作經歷。

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

（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(huán)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(fā)、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(yè)教育不斷發(fā)展的要求 。

功能材料設施資源

• 教學設施要求

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

實驗設備完備、充足、性能優(yōu)良，滿足各類課程教學實驗和畢業(yè)設計（論文）的需求。專業(yè)課程實驗開設率應不低于90%，綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗課程占總實驗課程的比例不低于60%；每個實驗既要有足夠的實驗臺套數(shù)，又要有較高的利用率。基礎實驗每組學生數(shù)不能超過2人；專業(yè)實驗每組學生數(shù)不能超過3人；大儀器實驗每組學生數(shù)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(shù)量充足，能夠熟練地管理、配置、維護實驗設備，保證實驗環(huán)境的有效利用，有效指導學生進行實驗。

應加強與企業(yè)的聯(lián)系，建立有穩(wěn)定的產學研合作基地。有足夠數(shù)量、相對穩(wěn)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于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(fā)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(yè)圖書資料，師生能夠方便地使用；閱讀環(huán)境良好，且能方便地通過網絡獲取學習資料 。

功能材料教學經費

教學經費有保證，生均年教學日常運行支出不低于1200元，且應隨著教育業(yè)經費的增長而穩(wěn)步增長，以滿足專業(yè)教學、建設、發(fā)展的需要 。

功能材料質量保障

• 教學過程質量監(jiān)控機制

各高校建立教學過程質量監(jiān)控機制，使主要教學環(huán)節(jié)的實施過程處于有效監(jiān)控狀態(tài)；各主要教學環(huán)節(jié)應有明確的質量要求；建立教學質量監(jiān)控的組織體系、規(guī)章制度和運行機制；建立對課程體系設置和主要教學環(huán)節(jié)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(yè)生跟蹤反饋機制

各高校應建立畢業(yè)生跟蹤反饋機制以及高等教育系統(tǒng)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(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、理論和實踐課程教學等在內的人才培養(yǎng)工作進行評價。

在畢業(yè)生跟蹤反饋機制的執(zhí)行過中，需要注意如下幾點：

（1）對畢業(yè)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(shù)量應達到各專業(yè)當年畢業(yè)生總量的一定比率（各高?？筛鶕?jù)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(yè)生跟蹤調查對象時，確保調查對象具有代表性，應充分考慮地域分布、企業(yè)類型、崗位工種等差異。

（4）適當加強對優(yōu)秀畢業(yè)生、創(chuàng)業(yè)學生、在單位做出特殊貢獻的畢業(yè)生的調查。

（5）形成報告并且能夠有效地指導培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標的調整及完善。

• 專業(yè)的持續(xù)改進機制

各高校應建立持續(xù)改進機制，要求有監(jiān)視和測量、數(shù)據(jù)分析以及改進活動。應根據(jù)各個教學過程質量監(jiān)控環(huán)節(jié)的評價結果以及畢業(yè)生跟蹤反饋信息，分析教育質量現(xiàn)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，并組織實施。實施后的結果與信息轉入新一輪的循環(huán)，不斷提升教學質量，使人才培養(yǎng)質量滿足不斷變化的社會需求 。

功能材料總體框架

課程設置應能支持培養(yǎng)目標達成，課程體系必須支持各項畢業(yè)要求的有效達成。

人文社會科學類通識課程約占20%；數(shù)學和自然科學類課程約占20%，實戰(zhàn)內容約占20%，學科基礎知識和專業(yè)知識課程約占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(huán)境、法律、倫理等各種制約因素。

數(shù)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(xiàn)數(shù)學和自然科學對專業(yè)應用能力的培養(yǎng)；專業(yè)類課程、實踐環(huán)節(jié)應能體現(xiàn)系統(tǒng)設計和實施能力的培養(yǎng)。

課程體系的設置應有企業(yè)或行業(yè)專家參與 。

功能材料理論課程

• 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(shù)學和自然科學類知識、經濟管理和環(huán)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(shù)學和自然科學類知識包括數(shù)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(huán)境保護類知識包括金融、財務、人力資源和行政管理、環(huán)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(yè)類基礎知識，包括材料科學基礎、材料工程基礎、材料結構表征等知識領城。

（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(tài)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(tài)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、制造加工成型以及失效分析等方面的基礎知識，工程制圖、機械設計及制造基礎、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(tǒng)熱力學、化學平衡、相平衡、化學反應動力學、電化學、表面現(xiàn)象和膠體分散系統(tǒng)等 。

• 專業(yè)類課程

功能材料專業(yè)主要專業(yè)課包括材料科學基礎、材料現(xiàn)代研究方法、固體物理、材料物理性能、材料化學、功能陶瓷材料、功能材料器件及設計、環(huán)境與能源材料、生物材料、電子信息材料、計算材料學等 。

功能材料實踐教學

• 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(yè)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(yè)基礎訓練及綜合實驗。依據(jù)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(yè)培養(yǎng)目標的達成。

（3）專業(yè)實驗

主要包括專業(yè)技能訓練、材料制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種材料的制備，包括原料的選擇—配方計算—工藝方案設計—制備—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）材料制備裝備設計

結合專業(yè)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(yè)實習

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

• 畢業(yè)設計（論文）

畢業(yè)設計（論文）是科研與教學結合最為密切的一個實踐環(huán)節(jié)，須制定與畢業(yè)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，并給學生提供有效指導，每位專業(yè)教師指導畢業(yè)設計（論文）的學生人數(shù)原則上每屆不超過6人。選題應結合功能材料專業(yè)的工程實際問題，有明確的應用背景，培養(yǎng)學生的工程意識、協(xié)作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。畢業(yè)設計（論文）可以從科研任務中選擇規(guī)模適當和相對獨立的題目，還可以通過與企業(yè)緊密合作的實戰(zhàn)教學活動來進行 。

• 學制與學位

功能材料專業(yè)基本學制為四年。四年參考總學分一般為140~190學分[含畢業(yè)設計（論文）學分]。

學生通過學習各門課程修滿總學分并畢業(yè)考核合格，可獲準畢業(yè)；畢業(yè)環(huán)節(jié)完成并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(yǎng)

（1）掌握功能材料專業(yè)工作所需的數(shù)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(tǒng)掌握功能材料專業(yè)的基礎理論和專業(yè)知識，熟悉材料的組成、結構、合成與制備、性質與使役性能之間關系的基本規(guī)律。

（3）掌握功能材料專業(yè)所涉及的各種材料的制備、性能檢測與分析的基本知識和技能。

（4）了解材料類專業(yè)相關學科的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具有創(chuàng)新意識，并具備設計材料和制備工藝、提高材料的性能和產品質量、開發(fā)研究新材料和新工藝、根據(jù)工程應用選擇材料等方面的基本能力。

（5）了解與功能材料專業(yè)相關的職業(yè)和行業(yè)的重要法律、法規(guī)及方針與政策，具有高度的安全意識、環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展理念。

（6）具有終身學習意識，能夠運用現(xiàn)代信息技術獲取相關信息和新技術、新知識，持續(xù)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，能閱讀功能材料專業(yè)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 。

培養(yǎng)具有堅實的自然科學基礎、材料科學與工程專業(yè)基礎和人文社會科學基礎，具有較強的工程意識、工程素質、實踐能力、自我獲取知識的能力、創(chuàng)新素質、創(chuàng)業(yè)精神、國際視野、溝通和組織管理能力的高素質專門人才。

材料類專業(yè)畢業(yè)的學生，既可從事材料科學與工程基礎理論研究，新材料、新工藝和新技術研發(fā)，生產技術開發(fā)和過程控制，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(yè)領域的教學、科技管理和經營工作 。

2010年，中華人民共和國教育部確定功能材料專業(yè)為國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)本科專業(yè) 。此時，功能材料為少數(shù)高校試點的目錄外專業(yè)，專業(yè)代碼為080215S 。

2012年，在中華人民共和國教育部發(fā)布的《普通高等學校本科專業(yè)目錄新舊專業(yè)對照表》中功能材料（專業(yè)代碼：080412T）由功能材料（專業(yè)代碼：080215S）和生物功能材料（專業(yè)代碼：080213S）合并而來 。

2020年2月，在中華人民共和國教育部發(fā)布的《普通高等學校本科專業(yè)目錄（2020年版）》中，功能材料專業(yè)隸屬于工學、材料類（0804），專業(yè)代碼：080412T 。

• 面向新工科工程的人才培養(yǎng)模式

（一）教學內容梳理

首先要對所授課程內容涵蓋的交叉學科知識點進行擴充與整合，并建立多學科知識點之間的有序互聯(lián)。其次通過對課程內容中相應工程領域以及科研領域問題進行有針對性的收集、簡化、濃縮和精煉，將之分解為若干個與所授課程教學內容相關的子問題，使其恰當融入理論教學內容。最后，要盡量使學生多看到、多觸摸到、多親身參與到課程實踐中，以便吸引學生集中注意力、有效提高學生的成就感、學習興趣及學習效率。

（二）教學方法轉變

高校應在多學科交融教學內容基礎上，結合新工科的新特點，與兄弟院校、科研單位和當?shù)仄髽I(yè)充分合作，以科研實踐、項目運作、生產實習等形式，實現(xiàn)教學方法轉變，將學生帶入實驗室、帶入項目、帶入企業(yè)生產前線，使整個教學活動呈現(xiàn)出多種教學方式、多元教學場地、多樣教學平臺相結合的多元靈活景象。

（三）評價體系細化

高校應構建全面綜合的評價體系，引導學生全面學習與發(fā)展。理論課程內容評價體系細化。不在單純以課后作業(yè)完成情況以及期末考試分數(shù)作為課程內容掌握狀況的評價標準，在理論授課過程中加入小組討論匯報、客觀題回饋、主觀題回饋、小節(jié)調查問卷回饋、課后作業(yè)完成情況回饋、課堂筆記回饋、章知識總結回饋等形式對學生的聽課效果、理論知識掌握情況、理論知識的運用情況進行全面考察和評價，重點強調對學生知識的歸納總結能力、語言表達能力、主動學習能力和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng) 。

• 基于學生創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)模式

由于磁性材料在電子信息、通訊技術、裝備制造等產業(yè)領域應用廣泛，太陽能電池、儲能電池等新能源材料行業(yè)近年來發(fā)展迅速，相較傳統(tǒng)材料科學與工程專業(yè)，功能材料專業(yè)具有多學科交叉性強的特點，對學生理論基礎要求較高需要在課程設置上合理安排，緊密結合產業(yè)需求，交叉融合，重點突出。

高校在學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)體系方面，建立一套包括驗證性實驗、綜合性實驗、綜合性設計、創(chuàng)新意識訓練和畢業(yè)論文創(chuàng)新研究的完整創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。充分利用國家高等教育體系提供的國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，利用學生課余時間，通過課題小組方式自主選題，讓學生自主進行技術開發(fā)、測試、改進、應用開發(fā)等環(huán)節(jié)，在實踐中培養(yǎng)學生的技術實現(xiàn)能力和創(chuàng)新意識，使功能材料專業(yè)學有余力的學生創(chuàng)新能力得到進一步提升。對于此類項目，功能材料實驗室均從設備方面予以支持和保障，并邀請相關領域研究經驗豐富的教師和科技人員，擔任科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導教師，從實踐需要的角度培養(yǎng)大學生的科技創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、知識產權意識、難點分析方法和團隊精神 。

• 地方產業(yè)需求驅動的人才培養(yǎng)模式

（一）重構課程體系

功能材料專業(yè)根據(jù)新材料產業(yè)發(fā)展涉及多個工程領域技術的特點，在專業(yè)核心理論課的基礎上，系統(tǒng)開設多學科專業(yè)知識交叉融合的特色方向課程，重視加強基礎材料類理論課程的學習，滿足新材料行業(yè)不同工程領域技術交叉融合人才培養(yǎng)的理論知識需求。與核心課程群密切對應，通過設置實訓課程，校企共同構建本科四年貫穿的“基本實驗——實訓提高——課外創(chuàng)新——工程創(chuàng)新”的“四層次遞進式”實踐教學體系。專業(yè)對實踐教學計劃進行重點調整，適當增加了實踐學時比例，滿足新材料行業(yè)對高素質應用型人才培養(yǎng)的需求。

（二）更新教學內容

校企雙方圍繞行業(yè)技術知識體系共同進行專業(yè)方向的課程開發(fā)：①通過精選行業(yè)特色教材和企業(yè)合作編寫專業(yè)方向特色教材，把學科前沿理念、知識和技術方法、行業(yè)應用成果融入課程教學和日常培養(yǎng)中，更新教學內容，提升學生創(chuàng)新能力。②同時，對接新材料產業(yè)技術人才基本實驗技能需求，大力推進實驗教學內容優(yōu)化工作，對專業(yè)實驗內容進行篩選，剔除重復和過時的實驗項目，補充反映新材料行業(yè)前沿的新實驗，不斷加強設計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗教學的比例 。

功能材料考研方向

功能材料專業(yè)可在材料學、材料加工工程和材料物理化學等及相關專業(yè)繼續(xù)攻讀碩士、博士學位 。

功能材料就業(yè)方向

功能材料專業(yè)畢業(yè)生可在橡膠、塑料、樹脂及化纖產品生產加工企業(yè)從事相關產品的生產研發(fā)、工藝設計、設備管理、原料采購與產品銷售等；材料檢驗機構從事材料測試、檢驗與管理；材料測試儀器及設備公司從事銷售、安裝、調試與技術支持；通過公務員考試進入商檢局、質量檢驗局、海關等機構從事專業(yè)管理工作 。

《功能材料專業(yè)教育教學實踐》主要介紹功能材料專業(yè)情況，通過優(yōu)秀學生的作業(yè)、實驗報告、實習報告、學術論文、專利申請、研究生培養(yǎng)以及大學生活感悟與體會等典型材料，系統(tǒng)的展示了功能材料專業(yè)學生按照以“多學科交叉融合課程體系、產學研基地為平臺、解決產業(yè)前沿課題為方向、借助重點學科重點實驗室研究手段、學習和研究成果反饋回企業(yè)共享”的功能材料人才培養(yǎng)教育模式所取得的培養(yǎng)效果，本書可供國內眾多開設功能材料專業(yè)院校參考選用，也可以供國內開設功能材料相關專業(yè)的授課老師參考。

第一章 緒論

1.1 功能材料專業(yè)建設發(fā)展歷程

1.1.1 初創(chuàng)期（2001-2010）

1.1.2 建設與發(fā)展期（2011-2016）

1.2 功能材料專業(yè)教育理念與培養(yǎng)目標

1.2.1 教育理念

1.2.2 培養(yǎng)目標

1.3 功能材料專業(yè)人才培養(yǎng)模式

1.3.1 師資隊伍

1.3.2 課程設置

第二章 功能材料專業(yè)教育教學

2.1 功能材料專業(yè)教學體系

2.1.1 理論教學

2.1.2 實踐教學

2.2 功能材料專業(yè)課程體系

2.2.1 公共基礎課程

2.2.2 學科與專業(yè)基礎課程

2.2.3 專業(yè)及專業(yè)選修課程

2.2.4 通識教育選修課程及自主學習課程

2.2.5 集中實踐教學

2.3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

第三章 功能材料專業(yè)教學管理

3.1 教學文件與過程管理

3.1.1教學文件

3.1.2教學過程管理

3.2 教學質量標準

3.3 教學運行監(jiān)控

3.4 其它教學管理制度

3.5 專業(yè)建設規(guī)劃

第四章 功能材料專業(yè)課教學與實踐

4.1 功能材料專業(yè)課程作業(yè)

4.1.1專業(yè)必修課作業(yè)

4.1.2專業(yè)選修課作業(yè)

4.1.3自主學習課程作業(yè)

4.2 專業(yè)課典型實驗報告

4.2.1專業(yè)課《材料物理性能》課程典型實驗報告

4.2.2專業(yè)課《無機材料物理化學》典型實驗報告

4.2.3專業(yè)必修課《先進能源材料》典型實驗報告

4.2.4專業(yè)必修課《生態(tài)環(huán)境功能材料》實驗報告

4.3 認識實習與生產實習報告

4.3.1典型認識實習報告

4.3.2典型生產實習報告

第五章 功能材料專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)

5.1 撰寫學術研究報告

5.2 發(fā)表學術論文和授權國家專利

5.3 各類科技競賽獲獎

5.4 創(chuàng)辦自己的企業(yè)

第六章 功能材料人才培養(yǎng)教學效果

6.1 組建優(yōu)秀師資隊伍

6.2 建成高水平產學研基地

6.3 人才質量滿足國家需求