複合材料與工程

複合材料與工程專業在2012年前未正式納入《普通高等學校本科專業目錄》，在此之前高校以目錄外專業招生辦學，例如：天津工業大學於1997年開始培養複合材料專業方向的本科生 ^[4]  ，哈爾濱工業大學於2002年經國家教育部批准正式創辦複合材料與工程本科專業 ^[5]  ，東華大學於2006年正式申請並設立複合材料與工程本科專業等 ^[6]  。

2012年，《普通高等學校本科專業目錄新舊專業對照表》中複合材料與工程專業代碼由目錄外080206W調整為080408 ^[2]  。

2020年2月，在教育部發布的《普通高等學校本科專業目錄（2020年版）》中，複合材料與工程專業隸屬於工學、材料類（0804），專業代碼：080408 ^[1]  。

複合材料與工程專業培養具有堅實的自然科學基礎、材料科學與工程專業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、創新素質、創業精神、國際視野、溝通和組織管理能力的高素質專門人才。

複合材料與工程專業畢業的學生，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，生產技術開發和過程控制，材料應用等材料科學與工程領域的科技工作，也可承擔相關專業領域的教學、科技管理和經營工作 ^[7]  。

複合材料與工程專業基本學制為四年。四年參考總學分一般為140~190學分（含畢業設計（論文）學分）。

學生通過學習各門課程修滿總學分並畢業考核合格，可獲准畢業；畢業環節完成並經院校學位委員會審核通過者，可授予工學學士學位。

（1）掌握複合材料與工程專業工作所需的數學和自然科學知識、工程技術知識以及一定的經濟學與管理學知識。

（2）系統掌握複合材料與工程專業的基礎理論和專業知識，熟悉材料的組成、結構、合成與製備、性質與使役性能之間關係的基本規律。

（3）掌握複合材料與工程專業所涉及的各種材料的製備、性能檢測與分析的基本知識和技能。

（4）瞭解複合材料與工程專業相關學科的發展現狀和趨勢，具有創新意識，並具備設計材料和製備工藝、提高材料的性能和產品質量、開發研究新材料和新工藝、根據工程應用選擇材料等方面的基本能力。

（5）瞭解與複合材料與工程專業相關的職業和行業的重要法律、法規及方針與政策，具有高度的安全意識、環保意識和可持續發展理念。

（6）具有終身學習意識，能夠運用現代信息技術獲取相關信息和新技術、新知識，持續提高自己的能力。

（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，能閲讀複合材料與工程專業的外文材料，具有一定的國際視野和跨文化交流、競爭與合作能力 ^[7]  。

課程設置應能支持培養目標達成，課程體系必須支持各項畢業要求的有效達成。

人文社會科學類通識課程約佔20%；數學和自然科學類課程約佔20%，實戰內容約佔20%，學科基礎知識和專業知識課程約佔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、環境、法律、倫理等各種制約因素。

數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，能體現數學和自然科學對專業應用能力的培養；專業類課程、實踐環節應能體現系統設計和實施能力的培養。

課程體系的設置應有企業或行業專家參與 ^[7]  。

通識類知識涵蓋人文社會科學類知識、工具性知識、數學和自然科學類知識、經濟管理和環境保護類知識。

（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）數學和自然科學類知識包括數學、物理學、化學、力學以及生命科學和地球科學等基本內容。

（4）經濟管理和環境保護類知識包括金融、財務、人力資源和行政管理、環境科學等方面的基本內容。

學科基礎知識被視為專業類基礎知識，包括材料科學基礎、材料工程基礎、材料結構表徵等知識領城。

（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、製造加工成型以及失效分析等方面的基礎知識，工程製圖、機械設計及製造基礎、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、多組分系統熱力學、化學平衡、相平衡、化學反應動力學、電化學、表面現象和膠體分散系統等。

複合材料與工程專業課程應包括複合材料學、複合材料研究方法、複合材料結構設計基礎、複合材料製備與加工、高分子化學、高分子物理、無機材料等內容 ^[7]  。

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基礎訓練及綜合實驗。依據相應課程大綱，每門課程至少開設4個實驗項目，且能支持專業培養目標的達成。

（3）專業實驗

主要包括專業技能訓練、材料製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種材料的製備，包括原料的選擇—配方計算—工藝方案設計—製備—相關性能測試及結構分析等全過程訓練。

（1）機械零件設計

進行工程設計基本技能訓練。

（2）材料製備裝備設計

結合專業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。

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

畢業設計（論文）是科研與教學結合最為密切的一個實踐環節，須制定與畢業設計（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，並給學生提供有效指導，每位專業教師指導畢業設計（論文）的學生人數原則上每屆不超過6人。選題應結合複合材料與工程專業的工程實際問題，有明確的應用背景，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。畢業設計（論文）可以從科研任務中選擇規模適當和相對獨立的題目，還可以通過與企業緊密合作的實戰教學活動來進行 ^[7]  。

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

（2）生師比不高於18：1。

（1）年齡在55歲以下的教授及40歲以下的副教授分別佔教授總數和副教授總數的比例應適宜，中青年骨幹教師所佔比例較高，滿足持續發展的需要。

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

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

（4）85%以上的專業授課教師在其學習經歷中至少有一個階段是複合材料與工程專業學歷，具有複合材料與工程專業本科畢業背景的教師人數比例不低於60%。

（5）學科帶頭人學術造詣較高，專業領域分佈合理，專業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於50%，有數量適宜的骨幹教師，可為專業發展所需的學科基礎提供基本保障。

（6）有企業或行業專家作為兼職教師。

（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），承擔的課程數和授課學時數限定在合理範圍內，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佔有相當比例，部分教師具有企業工作經歷。

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

（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、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，滿足專業教育不斷髮展的要求 ^[7]  。

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

實驗設備完備、充足、性能優良，滿足各類課程教學實驗和畢業設計（論文）的需求。專業課程實驗開設率應不低於90%，綜合性、設計性和創新性實驗課程佔總實驗課程的比例不低於60%；每個實驗既要有足夠的實驗台套數，又要有較高的利用率。基礎實驗每組學生數不能超過2人；專業實驗每組學生數不能超過3人；大儀器實驗每組學生數不能超過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。

實驗技術人員數量充足，能夠熟練地管理、配置、維護實驗設備，保證實驗環境的有效利用，有效指導學生進行實驗。

應加強與企業的聯繫，建立有穩定的產學研合作基地。有足夠數量、相對穩定的校內外實習、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於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或管理經驗。

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圖書資料，師生能夠方便地使用；閲讀環境良好，且能方便地通過網絡獲取學習資料 ^[7]  。

教學經費有保證，生均年教學日常運行支出不低於1200元，且應隨着教育業經費的增長而穩步增長，以滿足專業教學、建設、發展的需要 ^[7]  。

各高校建立教學過程質量監控機制，使主要教學環節的實施過程處於有效監控狀態；各主要教學環節應有明確的質量要求；建立教學質量監控的組織體系、規章制度和運行機制；建立對課程體系設置和主要教學環節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。

各高校應建立畢業生跟蹤反饋機制以及高等教育系統內部及社會有關各方參與的社會評價機制，定期對包括培養目標、畢業要求、課程體系、理論和實踐課程教學等在內的人才培養工作進行評價。

在畢業生跟蹤反饋機制的執行過中，需要注意如下幾點：

（1）對畢業生做跟蹤調查時，確保跟蹤反饋信息真實、可靠，具有説服力。

（2）反饋樣本數量應達到各專業當年畢業生總量的一定比率（各高校可根據自己的特點自行制定），跟蹤調研的時間和週期應有要求。

（3）在選擇畢業生跟蹤調查對象時，確保調查對象具有代表性，應充分考慮地域分佈、企業類型、崗位工種等差異。

（4）適當加強對優秀畢業生、創業學生、在單位做出特殊貢獻的畢業生的調查。

（5）形成報告並且能夠有效地指導培養方案和培養目標的調整及完善。

各高校應建立持續改進機制，要求有監視和測量、數據分析以及改進活動。應根據各個教學過程質量監控環節的評價結果以及畢業生跟蹤反饋信息，分析教育質量現狀及其存在的問題，找出影響教育質量的主要因素，提出改進措施，並組織實施。實施後的結果與信息轉入新一輪的循環，不斷提升教學質量，使人才培養質量滿足不斷變化的社會需求 ^[7]  。

為使培養的人才滿足社會的需求，在教學計劃的制定中要進行反推，從社會需求開始由社會需求決定培養目標，再由培養目標結合該專業的資源規劃課程體系，最後根據課程體系完成教學計劃，最終形成一套完整的具有專業特色的人才培養方案。

首先，根據需求確定培養目標，需求指國家發展、社會進步及教育發展需要，行業和產業的發展以及職場對人才的需求，學校定位及發展目標，學生髮展等需求。這些需求需要在各個方面都要做好調研和歸納總結。

其次，依據培養目標來確定培養要求。培養要求是對學生畢業時所應該掌握的知識與能力的具體描述，包括學生通過該專業學習所要掌握的專業知識、專業技能、創新能力等，是學生完成學業時應取得的學習成果。

再次，根據課程體系完成教學計劃，教學計劃中每門課程都要有明確的教學計劃要求。

最後，根據教學計劃要求來確定教學內容。每門課程的教學要求與教學內容應該是相互呼應的，這也是編寫教學大綱的關鍵。

複合材料與工程專業新人才培養方案的制定過程中，首先要精準表述培養目標，通過聯繫協會學會在行業中進行企業需求調查，做到從較高的層級獲得第一手準確資料，通過協會推薦，走訪關鍵企業，通過學會與學者和專家進行專題座談。通過對應、往屆畢業生就業問卷調查，檢驗過去人才培養目標和課程體系建設的不足。以此邀請協會學會人員、學者專家和相關企業的工程技術人員共同參與制定人才培養方案。通過這一方式制定的人才培養方案才能保證培養的人才既滿足企業需求，又符合高等教育規律 ^[8]  。

制訂人才培養計劃，即課程體系的構建。課程體系的知識層次框架包括公共基礎課、公共選修課、學科大類基礎課、學科專業基礎課、專業課、專業選修課和實踐教學等課程模塊。

其中，公共基礎課和公共選修課是大學的通識課程模塊，使學生掌握數學、物理、英語、計算機、企業管理、法律等方面的基礎知識，提高其政治思想、文化藝術品德、身體素質等。

學科大類基礎課是應用型工科化工材料類課程模塊，使學生掌握較寬的工科基礎知識。學科專業基礎課包括材料學概論、材料科學基礎、計算機在材料科學中的應用、材料現代分析技術、高分子化學與物理基礎、複合材料原理、複合材料聚合物基體、材料表面與界面等課程，目的是讓學生掌握專業基礎理論知識。

專業課的設置應體現該專業的特色，即適應地方經濟戰略性新興產業對應用型高級工程技術人才的需求，以複合材料的設計與製備工藝技術為重點，課程包括複合材料工藝與設備、複合材料結構設計基礎、金屬基與陶瓷基複合材料、材料性能、材料科技英語等。

為進一步拓寬學生的專業知識面，設置專業選修課，例如：複合材料製備新技術、航空材料、無機建築材料、複合材料加工、表面工程、複合材料工廠設計概論、材料商品學、材料實驗設計優化與數據處理 ^[9]  。

（1）優化培養目標，明確複合材料工程專業“雙創型”人才的目標導向

複合材料與工程專業涉及面廣，內容多，依據該專業的人才培養目標：厚基礎、寬口徑、強能力、高素質，然後以對學生在能力、知識、素質協調發展上的要求為出發點，優化培養的目標。以此確立該專業“雙創型”的人才目標導向，建立與其相匹配的多元化人才培養模式和以教師為主導、學生為主體的教育教學模式。

（2）完善培養模式，建立複合材料工程專業“雙創型”人才培養機制

依據對市場經濟發展需要的判斷，設立以需求為根據的學科專業結構和以創業就業為導向的人才培養類型結構，尋求該專業的多元化人才培養模式；建立由學校培養與學生自我發展相結合、校內理論教學與校外實踐教學相結合的教育教學模式，讓學生、學校、社會在“雙創型”人才培養中的多元作用得到充分的發揮，優化人才培養方案。同時拓寬專業口徑，增強專業適應性，設置複合材料工程專業相關學科前沿、創業動態、就業創業指導等“雙創”教育模塊，實現專業課程與“雙創課程”的交叉、滲透與有效融合。

（3）創新教學方法，完善以教師為主導、學生為主體的教育教學模式

培養“雙創型”人才需要的是改革與創新，是以教育理念的創新，推動複合材料工程專業教學內容、教學方式以及教學技術的全方位的創新。強調學生問題意識和思維能力的訓練，改變講授為主的傳統教學方式，大力拓展問題式教學法、探討式教學法、“以賽促學”式教學法，將課堂形式由原來的以教師為主導的形式轉變為師生共同參與、共同研究的課堂，教師促進學生自主學習，注意培養學生知識形成的過程，着重培養和訓練學生自身的獨立思考能力，發散學生的創新型思維，強調培養學生的問題意識與創新能力。

（4）強化實踐教育，構建系統的實踐教學體系

將複合材料工程專業的實驗教學、實踐活動、科技創新活動有機結合起來，構建系統的實踐教學體系，建立多元化實踐教學模式，拓展實踐教學的渠道，建立穩固的實習教學基地，通過校—企合作、校—校合作，在多渠道、多元化、多方協同的辦學途徑中培育學生的能力。通過學科競賽這種活動形式來推動大學生科技競賽，為學生創設多種創新創業教育平台，根據學生的社團實踐活動來舉辦各種創業競賽和創業模擬實踐，提出相對成熟的創業團隊和創業項目，幫助學生完成由學校到社會的轉化。

（5）改革考核方式，建立科學的“雙創型”人才質

量評價標準體系大膽沿用新型考核方式，即以檢驗學生綜合素質、學生能力和創新因素為主的考核方式和評價標準。改革對學生的綜合測評考核辦法，將學生的創新實驗、技術研發、獲得專利、競賽成績和自主創業等折算為創新創業學分納入考核指標體系 ^[10]  。

複合材料與工程專業可在材料學、材料加工工程和材料物理化學等材料相關專業繼續深造，攻讀研究生 ^[11]  。

複合材料與工程專業畢業生可在汽車、軌道交通、航空航天、能源、軍工、紡織、石油化工、建材及包裝等領域的企業、院校、科研機構從事複合材料科學研究、生產技術開發、質量管理，或在商檢、海關、質檢和外貿等部門從事產品質量和材料檢驗分析工作；也可到高等院校和科研部門從事有關教學研究工作 ^[11]  。