智能材料与结构专业(080417T)培养方案
The Cultivating Program for Intelligent Materials and Structures
一、专业介绍
智能材料与结构专业√面向国家智能制造战略和吉林省经济转型升级而成立的新工科专业,我校于2023年获教育部批准开始招生。本专业依托具有博士学位授予权的材料科学与工程一级学科、机械工程一级学科和具有硕士学位授予权的控制科学与工程一级学科,其中材料科学和工程学均为ESI全球排名前1%学科。
本专业为新工科交叉学科专业,涉及材料、力学、物理、化学、工程基础和控制等方面知识,强调理论教学与实践教学相结合,注重智能材料的成分与结构设计相关的基础知识理论、实验和实践技能,强化学生解决智能制造相关复杂工程问题的能力和创新意识,培养具有人文素养、家国情怀、团队合作精神和国际化视野的应用研究型新工科人才。
二、培养目标
本专业面向我国的快速发展和新旧动能转换速度加快的迫切需求,根据我国智能制造强国战略,立足吉林省,培养具备宽厚且扎实的数学、材料、力学、物理、化学、工程基础和控制等方面基础知识理论,系统掌握智能材料成分与结构设计、工艺开发、性能优化和智能制造相关领域的专业知识和实践技能;具有良好人文素养、团队合作精神、协作能力和国际化视野;能够胜任智能制造相关的科学研究、工程开发、管理和经营方面工作的德智体美劳全面发展的建设者和接班人;能在智能材料制造领域引领未来的应用研究型新工科人才。
本专业学生在毕业5年左右,经过自身学习和行业实践的锻炼,预期能达到以下的具体培养目标:
培养目标1:具有良好的人文社会科学素养、社会责任感和道德水准、一定的法律知识,具有质量意识、安全意识和环境意识,能够自觉遵守职业道德,并承担相应的责任;
培养目标2:具有宽厚扎实的数学、物理、化学、力学、材料及工程基础等专业知识和多学科交叉融合的能力,能使用科学的语言描述和解决智能材料制造和性能优化过程中的复杂问题;
培养目标3:具有智能材料制造与开发相关的知识结构,能够从事智能材料与结构相关领域的基础理论和生产工艺研究,具有从事智能材料的制造、检测、分析和提供技术咨询工作的能力;
培养目标4:具有较强的沟通能力和团队协作能力,拥有创新精神,能够主持智能材料的生产制备、工艺开发和性能优化,具有竞争意识,能够参与跨企业、跨行业及国际性的竞争与合作;
培养目标5:具有终身学习能力,有较强的知识获取、自主学习、自我发展和实践能力;能够追踪智能材料制造领域的前沿理论、技术和行业发展情况。
三、毕业要求与指标点分解
毕业要求 | 指标点 |
1.1能系统理解数学、自然科学、计算、工程科学理论基础并用于智能材料与结构领域工程问题的表述; | |
1.2能用计算机建立数学模型,并对智能材料与结构领域的对象进行数据分析并求解; | |
1.3能够将相关知识和数学分析方法用于推演、分析智能材料工程问题; | |
1.4具有系统思维的能力,能够将工程知识用于智能材料工程问题解决方案的比较与综合。 | |
2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。 | 2.1能运用相关科学原理,识别和判断智能材料制造领域内复杂工程问题的关键环节; |
2.2能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达智能材料制造领域内复杂工程问题; | |
2.3能够通过文献调研等方式析出智能材料制造和应用领域内复杂工程问题的替代解决方案; | |
2.4能运用科学原理,借助文献研究,并从可持续发展的角度分析智能材料和制造工程活动过程的影响因素,获得有效结论。 | |
3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 | 3.1掌握智能材料设计和产品开发全周期、全流程的设计/开发方法和技术,了解影响设计目标和技术方案的各种因素,并在设计中能够考虑公共健康与安全、节能减排与环境保护、 法律与伦理,以及社会与文化等制约因素。 |
3.2能够针对特定需求,完成单元(部件)的设计; | |
3.3能够进行系统或工艺流程设计,在设计中体现创新意识; | |
4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 | 4.1能够根据智能材料的基本原理,通过文献调研,研究和分析智能材料制造和应用领域复杂工程问题的解决方案; |
4.2能够根据对象特征,选择研究路线,设计实验和模拟方案,能够根据实验方案构建实验系统,安全地开展实验,正确地采集实验数据; | |
4.3能对实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论; | |
5.使用现代工具:使用现代工具:能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。 | 5.1了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、 工程工具和模拟软件的使用原理和方法,并理解其局限性; |
5.2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件,对复杂工程问题进行分析、计算与设计。 | |
5.3能够针对具体的智能材料制造和应用工程问题对象,通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用现代工具进行模拟和预测,满足特定需求,并能够分析其局限性. | |
6.工程与社会:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。 | 6.1 了解专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规,理解不同社会文化对工程活动的影响; |
6.2能分析和评价专业工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响,以及这些制约因素对项目实施的影响,并理解应承担的责任。 | |
7.环境和可持续发展:能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 | 7.1了解国家有关环境保护和社会可持续发展的法律、法规、政策,深入理解其内涵和理念; |
7.2能够站在环境和社会可持续发展的角度思考智能材料专业工程实践的可持续性,评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。 | |
8.职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。 | 8.1有正确价值观,理解个人与社会的关系,了解中国国情,恪守工程伦理、 理解并遵守工程职业道德和规范,尊重相关国家和国际通行的法律法规; |
8.2在工程实践中,能自觉履行工程师对公众的安全、健康和福祉社会责任,理解和包容多元化的社会需求。 | |
9.个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 | 9.1能够在多学科、多样性、多形式(面对面、远程互动)的团队中与其他团队成员进行有效地、包容性地沟通与合作; |
9.2能够在团队中独立承担任务,合作开展工作, 完成工程实践任务; | |
9.3能够组织、协调和指挥团队开展工作。 | |
10.沟通:能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 | 10.1能就专业问题,以口头、文稿、图表等方式,准确表达自己的观点,回应质疑,理解并包容与业界同行和社会公众交流的差异性; |
10.2了解专业领域的国际发展趋势、研究热点,理解和尊重世界不同语言、文化的差异性和多样性; | |
10.3 具备跨文化交流的语言和书面表达能力,能就专业问题, 在跨文化背景下进行基本沟通和交流。 | |
11.项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。 | 11.1 掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法; |
11.2了解工程及产品全周期、全流程的成本构成,理解其中涉及的工程管理与经济决策问题,并能在多学科环境下(包括模拟环境),在设计开发解决方案的过程中,运用工程管理与经济决策方法。 | |
12.终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。 | 12.1了解在当前科技和社会高速发展的大背景下,终身学习和自主学习的重要性和必要性; |
12.2具有自主学习的能力,包括对技术问题的理解能力、归纳总结的能力、提出问题的能力,批判性思维和创造性能力,能接受和应对新技术、新事物和新问题带来的挑战。 |
四、毕业要求对培养目标的支撑
五、学制与修业年限
标准学制:4年
修业年限:4-6年
六、授予学位
授予学位:工学学士学位
七、主干学科、核心知识领域与核心课程
主干学科:材料科学与工程
核心知识领域:智能材料领域,特别√自修复材料、传感材料、形状记忆材料等领域关于材料设计的基本原理、材料制备与加工,材料结构设计、性能与应用的相关知识。
核心课程:材料科学基础、智能材料基础、环境敏感材料、智能驱动材料、智能材料结构设计、相变原理、材料与结构力学、智能材料力学基础。
八、特色课程
专业综合设计类课程:智能材料与结构课程设计、智能材料系统综合实验
产学研合作课程:智能修复材料