材料科学与工程（绿色储能方向）专业2025版人才培养方案

发布者：管理员01发布时间：2026-04-13浏览次数：52

材料科学与工程（绿色储能方向）专业2025版人才培养方案

一、材料类

1.学科代码：0804

2.学科门类：材料类

3.专业代码/校内专业代码：080401/ B1040

二、培养目标

材料科学与工程专业立足武汉，面向湖北，辐射全国，服务区域经济社会发展，培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的材料、物理、化学、电子等理论基础知识，具有创新、创业精神，具备绿色储能新材料的设计与制备、测试与质量评价和技术服务等专业知识，形成借助科学方法、现代工具解决生产实际中具体问题的素养，能在新能源、新材料及绿色节能环保等领域从事科学研究、生产管理、质量检验、工程应用等工作的应用型人才。并期望毕业5年后能达成下列目标：

培养目标1：职业能力

了解与本专业相关的设计、生产、研究与开发的标准、规范，熟悉环境保护和可持续发展等方面的法津、法规；具有创新意识和进行新产品、新工艺、新技术和新设备研究、开发和设计的能力；具有较强研究与问题分析能力；能够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分析并解决复杂材料科学与工程问题。具有终身学习的能力，能不断提升职业竞争力。

培养目标2：专业知识

掌握从事材料科学与工程工作所需的相关自然科学基础知识、工程技术知识以及材料组成、结构、合成与制备、性能等方面专业基本理论知识；了解本专业和行业的前沿发展现状和趋势。

培养目标3：工程素养

具有较强的社会责任感、良好的心理素质和道德修养，具备法律、环境与可持续发展意识，能够分析和评价材料科学与工程领域工程实践问题对法律规范、社会伦理、环境和可持续发展的影响，遵守职业道德。

培养目标4：沟通合作

具有良好的团队协作精神和沟通交流、组织管理能力，能够在团队中作为技术骨干或负责人有效地发挥作用；具有国际视野，能够在跨文化背景下进行交流与合作。

三、毕业要求

通过本科阶段学习，毕业生应达到如下的毕业要求（能力）：

1. 工程知识：能够综合运用物理、化学、电子、机械、材料等学科的专业理论知识解决绿色储能新材料的设计制备、测试评价等实际生产过程中的复杂工程问题。

1.1 能运用相关数学知识对复杂工程问题进行适当的数学表述与统计分析；能利用力学、热学、光学、电磁学等物理知识分析复杂材料科学与工程问题。

1.2 具有较深厚的基础化学与化工知识，并能运用于解释材料科学与工程研究开发的原理和技术问题。

1.3 能将机械基础、电子、材料力学等方面知识用于解决材料科学与工程领域的工程基础问题。

1.4 掌握材料的组成、结构与性能之间的关系，能够运用材料相关理论去解决材料科学与工程领域的复杂工程问题。

1.5 掌握材料科学与工程工艺、设备方面专业知识，并综合性地运用来解决材料科学与工程中的复杂工程问题。

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、并通过文献调研分析材料科学与工程的复杂问题，得出有效的思路与方法。

2.1 能够应用数学、基础化学基本原理表达、分析材料科学与工程领域的复杂科学问题。

2.2 能够运用材料科学与工程基础理论和知识识别、分析材料组成与结构关系中的复杂工程问题。

2.3 具备较系统的材料科学与工程专业知识，能够对材料结构性能表征结果进行识别与分析。

2.4 能够综合运用基础理论、专业知识和基本技能，识别、表达和通过文献研究分析复杂工程问题，并通过归纳获得有效结论。

3. 设计/开发解决方案：能够应用材料科学相关的基础理论与技术手段，解决材料开发及器件生产等领域的复杂工程问题，并能够在设计环节中体现出自主创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、及环保等因素。

3.1 掌握材料科学与工程新产品研究开发的基本流程，材料合成与加工原理和方法，熟悉材料合成与加工工艺及设备。

3.2 能够针对绿色储能新材料生产中工艺流程、设备、产品配方设计提出合理的解决方案。

3.3 能够对工艺流程设计方案进行优选，体现创新意识，并考虑储能新材料生产与应用对社会、健康、安全、法律、文化、环境等的影响。

4. 研究：能够综合材料科学、储能科学等相关学科的专业背景知识，结合实际生产过程的现状，进行符合工程应用与科学原理的材料研究与开发。

4.1 掌握材料科学与工程专业实验的基本原理和方法，具有设计实验方案的能力和较强实践动手能力。

4.2 能正确采集和整理实验数据，具备对实验数据进行分析和处理的能力，并能对实验结果进行解释和关联。

5. 使用现代工具：针对绿色储能新材料开发与生产等领域的复杂工程问题，能够借助恰当的技术、资源以及现代化工具对复杂工程问题进行预测与模拟，包含计算机软件、网络信息资源、测试分析仪器、模拟仿真工具等，并能够理解其局限性。

5.1 能够正确选择与使用现代材料检测技术和仪器对材料科学与工程常规结构与性能进行检测与分析。

5.2具备运用现代信息资源和计算机软件技术进行理论分析、逻辑计算、统计以及建立数学模型等方法，解决合成与制备等工艺过程的材料选择、设计、工艺及参数确定等材料领域复杂工程问题。

5.3 能综合使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具来解决工程中遇到的复杂问题。

6. 工程与可持续发展：能够基于材料科学与工程等相关学科的专业背景知识进行合理分析，评价专业工程实践以及材料生产等工程领域复杂问题的解决方案对于社会、环境、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

6.1 掌握材料科学与工程领域的相关工程伦理、法律方面的知识，了解材料科学与工程行业对社会、健康、安全、法律及文化的影响。

6.2 能够评价工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解应承担的责任。

6.3 理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，熟悉材料科学与工程对生态环境、社会可持续发展的影响。

6.4 树立绿色设计、生产、加工、服役、回收的理念，能正确评价绿色储能材料在生产和使用全寿命周期对环境和社会可持续发展的影响。

7. 伦理和职业规范：具有人文社会科学素养和社会责任感，能够在绿色储能材料生产与制备等工程实践中理解并遵守职业道德规范，履行责任和义务。

7.1 具有良好的人文素养、思想素质和社会道德。

7.2 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. 个人与团队：具有团队合作意识和人际交往能力，能够在多学科背景的团队中承担个体及领导者的角色。

8.1 具有在多学科背景下自我约束、团队合作和人际交往能力。

8.2 具有在多学科背景下的团队中组织、协调团队成员开展工作的能力。

9. 沟通：基于材料生产制备等领域的复杂工程问题，可以与其他学科或者外籍同行进行有效的沟通与交流，并能够撰写研究报告、设计文稿等。

9.1 能够阅读专业外文资料，在跨文化背景下进行信息交流。

9.2 能以书面报告、设计文稿和陈述发言清晰地表达复杂工程问题，与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。

10. 项目管理：掌握工程管理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

10.1 掌握材料科学与工程领域的工程管理基本原理、经济分析与决策方法。

10.2 能运用系统工程的观点、理论和方法，在多学科环境中对材料科学与工程工程项目进行管理并解决问题。

11. 终身学习：了解材料科学与工程学科前沿及发展趋势，具有自主学习和终身学习的意识，能够在工程实践中不断学习并适应发展，具备发明创造的科学意识。

11.1 具有自主学习和终身学习的意识，了解材料科学与工程学科前沿及发展趋势。

11.2 具有不断学习和适应发展的能力，并具备一定的创新意识。

表1 毕业要求对培养目标支撑矩阵

培养目标毕业要求	培养目标1	培养目标2	培养目标3	培养目标4
毕业要求1：工程知识		√	√
毕业要求2：问题分析	√	√
毕业要求3：设计/开发解决方案	√	√
毕业要求4：研究	√	√
毕业要求5：使用现代工具	√
毕业要求6：工程与可持续发展	√		√
毕业要求7：伦理和职业规范	√		√
毕业要求8：个人与团队			√	√
毕业要求9：沟通				√
毕业要求10：项目管理				√
毕业要求11：终身学习	√	√

（注：以√表示毕业要求对培养目标的支撑关系）

四、学制学位及学分要求

（一）学制：4年

（二）授予学位：工学学士

（三）学分要求：须修满159.5学分，其中通识选修课须修满8学分，专业选修课须修满15学分。另需修满第二课堂素质学分6分。

五、课程体系结构及学时学分分配

表2课程体系结构及学时学分分配对应表

类别	学期课程体系、性质		一	二	三	四	五	六	七	八	总计	百分比
学时	通识教育	通识必修课	290	338	174	282	14	14	18	2	1132	48.71%	53.87%
	通识教育	通识选修课									120	5.16%	53.87%
	专业教育	学科基础课	128	96	120						344	14.80%	35.80%
		专业核心课			56	104	160	104	64		488	21.00%	35.80%
		专业选修课					80	112	48		240	10.33%	11.63%
		专业综合实践	1W	1W		4W	7W	5W	9W	12W	39W
	小计		418	434	350	386	254	230	130	2	2324	100%
学分	通识教育	通识必修课	18	18	9	15			1	2	63	39.50%	44.51%
	通识教育	通识选修课									8	5.02%	44.51%
	专业教育	学科基础课	8	6	7.5						21.5	13.48%	32.60%
		专业核心2课			3.5	6.5	10	6.5	4		30.5	19.12%	32.60%
		专业选修课					5	7	3		15	9.40%	9.40%
		专业综合实践	0.5	0.5		2	3.5	2.5	6.5	6	21.5	13.31%	13.04%
	小计		26.5	24.5	20	23.5	18.5	16	14.5	8	159.5	100%
实践教学学分分配
课程体系		课程类别	实践教学学分						占总学分百分比
通识教育		通识必修课	13.6			13.6			8.53%			8.53%
专业教育		学科基础课	4			8			2.51%			5.02%
		专业核心课	4			8			2.51%			5.02%
		专业选修课
		专业综合实践	21.5			21.5			13.48%			13.48 %
实践教学总学分			43.1						27.02%

六、指导性教学计划表

表3 专业教学活动安排表

课程类别		课程编号	课程名称		学分	总学时	课内学时		课外实践	考核类型	开课学期	开课单位
课程类别		课程编号	课程名称		学分	总学时	理论	实践	课外实践	考核类型	开课学期	开课单位
通识教育	通识必修课	85920001	思想道德与法治	Moral and Legal Education	3	48	42	6		考查	1	20
		85920002	中国近现代史纲要	Modern Chinese History	3	48	32	16		考查	2	20
		85920003	马克思主义基本原理	Basic Theory of Marxism	3	48	32	16		考试	3	20
		85920004	毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论	Introduction to Mao Zedong Thought and the Theoretical System of Socialism with Chinese Characteristics	3	48	32	16		考试	4	20
		85920005	习近平新时代中国特色社会主义思想概论	An Introduction to Xi Jinping's Thought on Socialism with Chinese Characteristics for a New Era	3	48	32	16		考试	4	20
		85920006	形势与政策	Situation and Policy	2	64	64		64	考查	1-8	20
		85920007	国家安全教育	National Security Education	1	16	12	4		考查	1	20
		85921001	军事理论	Military theory	2	36	36			考查	1	21
		85921002	军事技能	Military skills	2	2w		2w		考查	1	21
		85912001	体育Ⅰ	Physical EducationⅠ	1	32		32		考查	1	12
		85912002	体育Ⅱ	Physical EducationⅡ	1	32		32		考查	2	12
		85912003	体育Ⅲ	Physical EducationⅢ	1	32		32		考查	3	12
		85912004	体育IV	Physical EducationIV	1	32		32		考查	4	12
		85912005	课外体育锻炼与体质健康测试	Extracurricular Physical Exercise and Physical Health Test		16			16	考查	1.3.5.6	12
		85909001	心理健康教育	Mental Health Education	2	32	32			考查	2	09
		85926001	劳动教育	Labor Education	1	32	16		16	考查	2	26
		85906001	大学美育2	Aesthetic Education	2	32	16	16		考查	4	06
		85902001	大学外语Ⅰ	Foreign languageⅠ	2	32	32			考试	1	02
		85902002	大学外语Ⅱ	Foreign languageⅡ	2	32	32			考试	2	02
		85902003	大学外语Ⅲ	Foreign languageⅢ	2	32	32			考试	3	02
		85902004	大学外语IV	Foreign languageIV	2	32	32			考试	4	02
		85903002	人工智能导论	Artificial Intelligence	2	32	16	16		考试	1	03
		85905001	大学生创新创业基础教育	Fundamentals of Innovation and Entrepreneurship Education	1	32	16		16	考查	4	05
		85905002	大学生就业指导	Career Guidance for College Students	1	16	16			考查	7	05
		通识必修小计			43	804	522	234	112
	选择性必修	85904003	高等数学BI	Advanced Mathematics BI	5	80	80			考试	1	04
		85904004	高等数学BII	Advanced Mathematics BII	4	64	64			考试	2	04
		85904008	线性代数	Linear Algebra	3	48	48			考试	3	04
		85904009	概率论与数理统计	Probability Theory and Mathematical Statistics	3	48	48			考试	4	04
		85907006	大学物理B	College Physics B	4	64	64			考试	2	07
		85907007	大学物理实验B	Experiment of College Physics B	1	24		24		考查	2	07
		选择性必修课小计			20	328	304	24
通识教育	通识选修课	模块1	科技与智能		2	30	理工类专业在模块“文化与历史”“数据与智能”中必须各选择1门共选8学分			考查
		模块2	哲学与社会（含“四史”）		2	30				考查
		模块3	人文与艺术		2	30				考查
		模块4	伦理与健康		2	30				考查
		通识选修课小计			8	120
	通识教育小计				71	1252	826	258	112
专业教育	学科基础课	85264001	专业认知与职业生涯规划	Professional Cognition and Career Planning	1	16	716			考查	1	26
		85264002	无机及分析化学	Inorganic and Analytical Chemistry	3	48	48			考试	1	26
		85264003	无机及分析化学实验	Inorganic and Analytical Chemistry Laboratory	1	16		16		考查	1	26
		85264004	有机化学	Organic Chemistry	3.5	56	48	8		考试	2	26
		85264005	工程制图	Engineering Graphics	3	48	32	16		考试	1	26
		85264006	电子与电工技术	Electrical and Electronic Engineering	2.5	40	40			考试	2	26
		85264007	物理化学	Physical Chemistry	3.5	56	56			考试	3	26
		85264008	物理化学实验	Physical Chemistry Laboratory	1	16		16		考查	3	26
		85264009	工程力学	Engineering Mechanics	3	48	40	8		考试	3	26
	学科基础课小计				21.5	344	280	64
	专业核心课	85264010	材料概论	Introduction to Materials	1	16	16			考查	3	26
		85264011	固体物理	Solid State Physics	2.5	40	40			考试	3	26
		85264012	材料科学基础	Fundamentals of Materials Science	4	64	64			考试	4	26
		85264013	材料工程基础	Fundamentals of Materials Engineering	2.5	40	40			考试	5	26
		85264014	机械设计基础	Fundamentals of Machine Design	2.5	40	40			考试	5	26
		85264015	无机非金属材料工学	Inorganic Non‐metallic Materials Engineering	3	48	48			考试	5	26
		85264016	材料研究与测试方法	Research and Testing Methods for Materials	2.5	40	40			考试	4	26
		85264017	材料制备与加工	Materials Processing and Fabrication	2	32	32			考试	5	26
		85264018	计算机在材料科学与工程中的应用	Computer Applications in Materials Science & Engineering	2.5	40		40		考查	6	26
		85264019	材料物理性能	Physical Properties of Materials	2	32	32			考试	6	26
		85264020	热工设备	Thermal equipment	2	32	32			考查	6	26
		85264021	计算材料学	Computational Materials Science	1	16				考查	7	26
		85264022	计算材料学实验	Computational Materials Science Laboratory	1.5	24		24		考查	7	26
		85264023	储能材料工程项目管理	Project Management for Energy Storage Materials Engineering	1.5	24	24			考查	7	26
	专业核心课小计				30.5	488	424	64
	专业选修课	85264024	能源科学概论	Introduction to Energy Science	1.5	24	24			考查	5	26
		85264025	薄膜材料制备技术	Preparation of Thin Film Materials	1.5	24	24			考查	5	26
		85264026	新能源材料与器件	New Energy Materials and Devices	1.5	24	24			考查	6	26
专业教育	专业选修课	85264027	功能薄膜制备与性能测试	Functional Thin Film Preparation and Performance Testing	2	32		32		考查	6	26
		85264028	储热材料及应用	Heat storage Materials and Applications	1	16	16			考查	7	26
		85264029	文献检索与论文写作	Literature Search and Thesis Writing	1	16	16			考查	5	26
		85264030	电化学基础	Fundamentals of Electrochemistry	1	16	16			考查	5	26
		85264031	金属材料概论	Introduction to Metallic Materials	1	16	16			考查	5	26
		85264032	高分子材料	Polymer Materials	1	16	16			考查	5	26
		85264033	先进陶瓷	Advanced Ceramics	1	16	16			考查	5	26
		85264034	特种水泥	Special Cement	1	16	16			考查	5	26
		85264035	可再生能源发电与并网技术	Renewable Energy Generation and Grid Integration Technologies	1	16	16			考查	6	26
		85264036	氢能技术与燃料电池	Hydrogen Energy and Fuel Cells	1	16	16			考查	7	26
		85264037	材料科技英语	English for Materials Science and Engineering	1.5	24	24			考查	5	26
		85264038	锂离子电池	Lithium Ion Batteries	1	16	16			考查	6	26
		85264039	太阳能电池材料	Solar Cell Materials	1.5	24	24			考查	6	26
		85264040	太阳能电池实验	Solar Cell Laboratory	2	32		32		考查	6	26
		85264041	半导体材料与器件	Semiconductor Materials and Devices	1.5	24	24			考查	6	26
		85264042	复合材料	Composite Materials	1	16	16			考查	6	26
		85264043	复合材料实训	Composite Materials Training Course	0.5	1W		1W		考查	6	26
		85264044	光催化材料与技术	Photocatalytic Materials and Technology	1	16	16			考查	6	26
		85264045	光催化材料实训	Practice of Photocatalytic Materials	0.5	1W		1W		考查	6	26
		85264046	纳米材料与纳米技术	Nanomaterials and Nanotechnology	2	32	16	16		考查	7	26
		85264047	光电功能材料	Optoelectronic Functional Materials	2	32	32			考查	7	26
		85264048	储能材料与技术	Energy Storage Materials and Technology	1.5	24	24			考查	6	26
		85264049	超级电容器	Supercapacitors	1	16	16			考查	7	26
	专业选修课小计				15	240
	专业综合实践	85264050	材料科学基础实验	Fundamentals of Materials Science Laboratory	0.5	1W		1W		考查	4	26
		85264051	材料工程基础实验	Fundamentals of Materials Engineering Laboratory	1	2W		2W		考查	5	26
		85264052	材料研究与测试方法实验	Material Research and Test Method Laboratory	1	2W		2W		考查	4	26
		85264053	材料制备与性能实验	Materials Preparation and Properties Laboratory	1	2W		2W		考查	5	26
		85264054	工程设计训练	Engineering Design Training	1	2W		2W		考查	6	26
		85264055	材料学科竞赛培训	Materials Science Competition Training	0.5	1W		1W		考查	4	26
		85264056	电子与电工技术课程设计	Course Project for Electrical and Electronic Engineering	0.5	1W		1W		考查	2	26
		85264057	机械设计基础课程设计	Course Project for Fundamentals of Machine Design	1	2W		2W		考查	5	26
		85264058	无机非金属材料工学实训	Inorganic Non-Metallic Materials Engineering Training	0.5	1W		1W		考查	5	26
		85264059	新能源材料课程设计	New Energy Materials Course Design	0.5	1W		1W		考查	6	26
专业教育	专业综合实践	85264060	储能材料与器件实验	Energy Storage Materials and Devices Laboratory	0.5	1W		1W		考查	7	26
		85264061	认识实习	Acquaintanceship Practice	0.5	1W		1W		考查	1	26
		85264062	生产实习	Industrial Internship	1	2W		2W		考查	6	26
		85264063	毕业实习	Graduation Practice	6	8W			8W	考查	7	26
		85264064	毕业论文（设计）	Undergraduate Thesis (Design)	6	12W			12W	考查	8	26
	专业综合实践小计				21.5	39W		19W	20W

七、课程体系支撑毕业要求矩阵

表4 教学环节对毕业要求支撑矩阵

课程

性质

课程名称

毕业要求指标点

工程知识

问题分析

设计/开发解决方案

研究

使用现代工具

环境和可持续发展

伦理和职业规范

个人和

团队

沟通

项目管理

终身学习

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

2.1

2.2

2.3

2.4

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

5.1

5.2

5.3

6.1

6.2

6.3

6.4

7.1

7.2

8.1

8.2

9.1

9.2

10.1

10.2

11.1

11.2

通识教育

通识必修课

思想道德与法治

中国近现代史纲要

马克思主义基本原理

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

习近平新时代中国特色社会主义思想概论

形势与政策I-VIII

国家安全教育

军事理论

军事技能

体育Ⅰ-IV

课外体育锻炼与体质健康测试

心理健康教育

劳动教育

大学美育

大学外语Ⅰ-IV

人工智能导论

大学生就业指导

大学生创新创业基础教育

通识教育

选择性必修

高等数学I-II

线性代数

概率论与数理统计

大学物理B

大学物理实验B

专业教育

学科

基础课

专业认知与职业生涯规划

无机及分析化学

无机及分析化学实验

有机化学

工程制图

电子与电工技术

物理化学

物理化学实验

工程力学

专业

核心课

材料概论

固体物理

材料科学基础

材料工程基础

机械设计基础

无机非金属材料工学

材料研究与测试方法

材料制备与加工

专业教育

专业核心课

计算机在材料科学与工程中的应用

材料物理性能

热工设备

计算材料学

计算材料学实验

储能材料工程项目管理

专业

选修课

能源科学概论

薄膜材料制备技术

新能源材料与器件

功能薄膜制备与性能测试

储热材料及应用

文献检索与论文写作

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（注：根据该课程对应毕业要求的支撑强度来定性估计，H表示高支撑；M表示中支撑；L表示低支撑）

八、课程拓扑图