材料物理（新能源电池方向）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：61

材料物理（新能源电池方向）专业2025版人才培养方案

一、专业大类名称

1.学科代码：08

2.学科门类：材料类

3.专业代码/校内专业代码：材料物理080402/材料物理（新能源电池方向）B0750

二、培养目标

立足武汉，服务湖北，辐射全国，聚焦国家“双碳”战略和新能源产业发展需求，致力于为科教兴国、创新驱动发展战略提供人才支撑与智力支持。本专业培养德智体美劳全面发展，掌握材料科学与物理学核心理论知识与实践技能，具备新能源材料与储能器件开发、光电材料应用等领域的创新实践能力，具有家国情怀、社会责任感和职业道德素养，能够在先进储能材料与储能器件等领域从事科学研究、技术开发、工程管理及产业服务的创新型、应用型高素质专业人才。

本专业学生在毕业5年左右，能达到以下具体培养目标：

培养目标1：

具备复杂工程问题的分析、设计与系统开发能力，能够运用材料科学、物理学及多学科知识，独立或协作完成先进储能材料与储能器件的研发、生产工艺优化及设备改进，推动新能源电池领域技术创新与产业化应用。

培养目标2：

具有工程伦理意识和社会责任感，能够在工程实践中综合考量环境、安全、法律、文化及可持续发展等因素，提出符合绿色制造与“双碳”战略的解决方案，并遵循职业道德规范履行职业责任。

培养目标3：

具备团队协作与项目管理能力，能够在跨学科团队中承担组织、协调或领导角色，与同行、客户及公众进行高效沟通，胜任企业技术开发、生产运营及工程管理等多岗位职责。

培养目标4：

具有国际化视野和终身学习能力，能够主动跟踪材料物理与新能源领域的国际前沿动态，适应技术变革与全球化发展需求，通过持续学习提升专业素养并拓展职业发展空间。

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）：

毕业要求1 工程知识：能够将数学、自然科学、计算、工程基础和专业知识用于解决新能源电池材料与器件领域的复杂工程问题。

指标点1.1 能运用数学建模、物理化学原理对电池材料合成、器件性能优化等工程问题进行定量分析。

指标点1.2 能结合电化学、材料热力学等知识，建立电池材料设计、电池循环寿命预测的数学模型。

指标点1.3 能将工程基础与专业知识综合应用于电池性能分析、生产工艺改进等复杂问题。

毕业要求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，综合考虑可持续发展的要求，以获得有效结论。

指标点2.1 能基于材料结构与性能关系原理，识别电池能量密度提升、安全性改进等核心问题。

指标点2.2 能通过文献检索与实验数据，分析电池技术参数如温度、续航时间、安全性能等问题的多因素耦合影响。

指标点2.3 能在问题分析中嵌入全生命周期碳排放评估，提出符合可持续发展目标的解决方案。

毕业要求3 设计/开发解决方案：能够针对新能源电池复杂工程问题设计解决方案，开发满足特定需求的系统或工艺，体现创新性并综合考虑健康、安全、净零碳、法律与伦理等因素。

指标点3.1 能设计电池材料合成工艺、电池界面优化等技术方案，满足能量密度与成本需求。

指标点3.2 能在方案中集成绿色制造技术（如低能耗烧结、废水回收等），评估工艺的净零碳潜力。

指标点3.3 能依据行业标准和相关法律法规，确保设计方案符合安全与法律要求。

毕业要求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、分析数据并通过信息综合得到有效结论。

指标点4.1 能设计电池材料制备改性实验，并通过XRD、SEM表征分析材料结构演变。

指标点4.2 能使用电学、电化学、光谱学等手段对电池材料进行性能测试，处理和分析实验数据。

指标点4.3 能综合实验数据与文献成果，分析电池性能及影响因素，并提出改进方案性能的。

毕业要求5 使用现代工具：能够开发、选择与使用现代工具对复杂工程问题进行预测与模拟，并理解其局限性。

指标点5.1 能利用计算机模拟电池结构设计，优化电池性能。

指标点5.2 能软件计算电池材料结构，预测其电化学性能。

指标点5.3 能结合实验数据与机器学习算法，建立电池性能预测模型并验证其适用范围。

毕业要求6 工程与可持续发展：能够分析新能源电池工程实践对健康、安全、环境、法律及社会可持续发展的影响。

指标点6.1 能评估电池生产过程中重金属污染、电解液泄漏等环境风险及防控措施。

指标点6.2 能分析各种能源技术之间的相互关系，促进能源公平的社会价值。

毕业要求7 工程伦理和职业规范：具有工程报国意识、人文素养和社会责任感，能够践行工程伦理并遵守职业道德与法律。

指标点7.1 能在电池技术研发中坚守学术诚信，杜绝数据篡改与专利侵权行为。

指标点7.2 能理解新能源产业对国家“双碳”战略的意义，主动承担技术突破的行业使命。

指标点7.3 能在工程决策中优先考虑公众健康与社会福祉，拒绝短视逐利行为。

毕业要求8 个人与团队：能够在多学科团队中承担个体、团队成员或负责人的角色。

指标点8.1 能在电池材料器件联合研发团队中，协调材料合成、机械设计、程序设计等跨学科任务。

指标点8.2 能独立完成电池极材料合成实验，确保团队项目按时完成。

毕业要求9 沟通：能够就复杂工程问题与多背景对象沟通，并在跨文化背景下交流。

指标点9.1 能够根据国内外不同受众的专业背景、知识水平和需求，调整沟通方式与内容，确保新能源电池工程问题的信息传递清晰、准确。

指标点9.2 能够综合运用书面、口头、可视化及数字化工具，以结构化方式呈现复杂工程问题，并针对不同场景选择最优沟通模式。

毕业要求10 项目管理：能够掌握项目管理原理与经济决策方法，并在多学科环境中应用。

指标点10.1 能制定电池小批量中试项目的实施计划。

指标点10.2 能通过成本效益分析，对电池工艺技术的优化路线进行制定和实施。

毕业要求11 终身学习：具有终身学习与批判性思维能力，能够适应新能源技术变革。

指标点11.1 具备终身学习意识与批判性思维方法，能够通过自主学习获取新知识，并运用逻辑分析、反思评估等方式解决复杂问题。

指标点11.2 能够适应新能源领域的技术变革，主动跟踪行业发展趋势，持续更新专业知识，并灵活调整技术方案以适应新挑战。

本专业根据工程教育认证标准中的11项毕业要求，逐条分解指标点，做到科学、合理、可衡量，覆盖全部毕业要求。

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：工程伦理和职业规范		√
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：学制4年

（二）授予学位：工学学士学位

（三）学分要求：材料物理专业需修满160学分，其中专业选修课不少于15学分，通识选修课不少于8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	388	336	224	240			16		1204	32.47%	35.71%
	通识教育	通识选修课		30			30	60			120	3.24%	35.71%
	专业教育	学科基础课	48	32	80	128					288	7.77%	15.54%
		专业核心课			104	32	152				288	7.77%	15.54%
		专业选修课	16	16	24	72	128	176	32		464	12.51%	12.51%
		专业综合实践		16	16+ 1W	1W	2W	16+3W	56+ 12W	12W	104+31W	36.03%	36.03%
	小计		452	430	488	512	390	372	584	480	2468+31W	100%
学分	通识教育	通识必修课	22	24.5	9.5	10			1		67	40.61%	45.45%
	通识教育	通识选修课		2			2	4			8	4.85%	45.45%
	专业教育	学科基础课	3	3	7	6					19	11.52%	22.42%
		专业核心课			6.5	2	9.5				18	10.91%	22.42%
		专业选修课	1	1	1.5	4.5	8	11	2		29	17.58 %	17.58%
		专业综合实践		1	1.5	0.5	1	2.5	9.5	6	22	14.55%	14.55%
	小计		26	31.5	26	23	20.5	17.5	12.5	6	163	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	19			19			10.89%			10.89%
专业教育		学科基础课	1			23			0.57%			13.18%
		专业核心课	0						0%
		专业选修课	0						0%
		专业综合实践	22						12.61%
实践教学总学分			42						24.07%

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	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	1/2	09
		85907071	劳动教育	Labor education and practice	1	32	16		16	考查	2	07
		85906001	大学美育	Aesthetic Education	2	32	16	16		考查	2/3/4	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 language IV	2	32	32			考试	4	02
		85903002	人工智能导论	Artificial Intelligence	2	32	16	16		考试	1/2	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	85904001	高等数学AI	Advanced Mathematics AI	5	80	80			考试	1	04
		85904002	高等数学AII	Advanced Mathematics AII	6	96	96			考试	2	04
		85907001	大学物理AI	College Physics AI	3	48	48			考试	2	07
		85907002	大学物理实验AI	Experiment of College Physics AI	0.5	16		16		考查	2	07
		85904008	线性代数	Linear Algebra	3	48	48			考试	3	04
		85907003	大学物理AII	College Physics AII	3	48	48			考试	3	07
		85907004	大学物理实验AII	Experiment of College Physics AII	0.5	16		16		考查	3	07
		85904009	概率论与数理统计	Probability Theory and Mathematical Statistics	3	48	48			考试	4	04
		选择性必修课小计			24	400	368	32
通识教育	通识选修课	模块1	科技与智能	Technology and intelligence	2	30	理工类专业在模块“人文与艺术”中必须选择1门，人文社科类专业必须在模块“科技与智能”中选择1门，共选至少8学分			考查
		模块2	哲学与社会（含“四史”）	Philosophy and Society (including the Four Histories)	2	30				考查
		模块3	人文与艺术	Humanities and Arts	2	30				考查
		模块4	伦理与健康	Ethics and Health	2	30				考查
		通识选修课小计			8	120	120
	通识教育小计				75	1324	890	266	112
专业教育	学科基础课	85074101	专业认知与职业生涯规划	Professional Cognition and career planning	1	16	16			考查	1	07
		85070052	嵌入式程序设计基础B	Professional Cognition and career planning	2	32	16	16		考试	1	07
		85070042	电工基础B	Fundamentals of Electrical Engineering	2	32	32			考试	2	07
		85074101	无机化学基础	Fundamentals of Inorganic Chemistry	2.5	40	40			考试	3	07
		85074102	数学物理方法基础	Fundamentals of Mathematical Physics Methods	2.5	40	40			考试	3	07
		85074103	电子技术基础B	Fundamentals of Electronic Technology	2	32	32			考试	4	07
		85074104	量子力学B	Quantum Mechanics	3	48	48			考试	4	07
		85074105	物理化学基础	Fundamentals of Physical Chemistry	3	48	48			考试	4	07
	学科基础课小计				18	288	272	16
	专业核心课	85074201	材料科学基础	Fundamentals of Materials Science	4	64	64			考试	3	07
		85074202	材料研究方法	Research Methods of Materials	2.5	40	40			考试	3	07
		85074203	电化学研究方法	Research Methods of Electrochemistry	2	32	32			考试	4	07
		85074204	材料制备与加工	Materials Preparation and Processing	2.5	40	40			考试	5	07
		85074205	固体物理	Solid State Physics	2.5	40	40			考试	5	07
		85074206	材料物理学	Materials Physics	2.5	40	40			考试	5	07
		85074207	计算材料学	Computational Materials Science	2	32	32			考试	5	07
	专业核心课小计				18	288	288
	专业选修课	85074301	材料前沿讲座	Frontier Lectures on Materials	1	16	16			考查	1	07
		85074302	有机化学基础	Fundamentals of Organic Chemistry	1.5	24	24			考查	3	07
		85074303	材料物理性能	Physical Properties of Materials	2.5	40	40			考试	4	07
		85074304	储能材料	Energy Storage Materials	2	32	32			考试	4	07
		85074305	材料物理专业英语	Professional English for Materials Physics	2	32	32			考试	5	07
		85074306	金属材料	Metallic Materials	2	32	32			考试	5	07
		85074307	锂离子电池基础	Fundamentals of Lithium-ion Batteries	2	32	32			考试	5	07
		85074308	新能源汽车动力电池技术	Power Battery Technology for New Energy Vehicles	2	32	32			考试	5	07
		85074309	传感器检测技术	Sensor Detection Technology	2	32	32			考试	6	07
		85074310	水系电池基础	Fundamentals of Aqueous Batteries	2.5	40	40			考试	6	07
专业教育	专业选修课	85074311	钠离子电池材料	Materials for Sodium-ion Batteries	1	16	16			考查	6	07
		85074312	纳米材料技术与应用	Nanomaterial Technology and Its Applications	2	32	32			考试	6	07
		85074313	金属-空气电池基础	Fundamentals of Metal-air Batteries	2	32	32			考试	6	07
		85074314	半导体工艺原理	Fundamentals of Semiconductor Process	2.5	40	40			考试	6	07
		85074315	半导体物理学	Semiconductor Physics	2.5	40	40			考试	6	07
		85074316	陶瓷材料	Ceramic Materials	2	32	32			考试	6	07
		85074318	燃料电池技术	Fuel Cell Technology	1	16	16			考查	7	07
		85074319	氢能利用及储氢材料	Utilization of Hydrogen Energy and Hydrogen Storage Materials	1	16	16			考查	7	07
		85074320	太阳能电池原理与技术	Principles and Technologies of Solar Cells	1	16	16			考查	7	07
		85074321	高分子材料	Polymer Materials	2	32	32			考试	7	07
		85074322	全固态电池	All-solid-state Batteries	1	16	16			考查	7	07
		85074324	工程制图基础	Fundamentals of Engineering Drawing	1	16	16			考试	2	07
		专业选修课小计			38.5	616	616
	专业综合实践	85074401	材料CAD制图实验	Materials CAD Drafting Experiment	1	16		16		考查	2	07
		85074402	材料三维结构可视化实训	Training on Visualization of Three-dimensional Structure of Materials	1	2W		2W		考查	5	07
		85074403	化学实验实训	Practical Training of Chemical Experiments	0.5	1W		1W		考查	3	07
		85074404	电子电工实验	Practical Training of Electronics and Electrical Engineering	1	16		16		考查	3	07
		85074405	材料科学基础实验实训	Practical Training of Fundamental Experiments in Materials Science	0.5	1W		1W		考查	4	07
		85074406	光谱分析及技术应用实训	Practical Training of Spectral Analysis and Technical Applications	0.5	1W		1W		考查	6	07
		85074407	材料制备与表征实验	Practical Training of Materials Preparation and Characterization	1	16		16		考查	6	07
		85074408	新能源材料创新课程设计	Innovative Curriculum Design of New Energy Materials	1	2W		2W		考查	6	07
		85074409	储能材料实验实验	Practical Training of Energy Storage Materials Experiments	2	32		32		考查	7	07
		85074410	新能源器件应用实验	Practical Training of New Energy Device Applications	1.5	24		24		考查	7	07
		85074411	专业实习	Professional Internship	6	12W		12W		考查	7	07
		85074412	毕业论文（设计）	Graduation Thesis (Design)	6	12W		12W		考查	8	07
	专业综合实践小计				22	104+31W		104+31W

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

课程名称	毕业要求指标点
课程名称	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
思想道德与法治	H
中国近现代史纲要	H
马克思主义基本原理	H
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论	H
习近平新时代中国特色社会主义思想概论	H
形势与政策	H
国家安全教育	H
军事理论							M
军事技能											M
体育Ⅰ							M
体育Ⅱ							M
体育Ⅲ							M
体育IV							M
课外体育锻炼与体质健康测试							M
心理健康教育							M			M
劳动教育							M
大学美育							H
大学外语Ⅰ							H
大学外语Ⅱ							M			M
大学外语Ⅲ							M			M
大学外语IV							M			M
人工智能导论							M			M
大学生创新创业基础教育				M
大学生就业指导							H
高等数学AI							H
高等数学AII			H							M
大学物理AI		H		M
大学物理实验AI			H	M
线性代数				H
大学物理AII		H		M
大学物理实验AII			H	M
概率论与数理统计		H			M
科技与智能								M		H
哲学与社会（含“四史”）							H	M
人文与艺术											M
伦理与健康						M	H

课程名称

毕业要求指标点

1.1

1.2

1.3

2.1

2.2

2.3

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4.3

5.1

5.2

5.3

6.1

6.2

6.3

7.1

7.2

7.3

8.1

8.2

8.3

9.1

9.2

9.3

10.1

10.2

11.1

11.2

嵌入式程序设计基础

电工基础

电子技术基础

工程制图基础

数学物理方法基础

无机化学基础

量子力学

物理化学基础

材料科学基础

材料物理学

材料研究方法

固体物理

材料制备与加工

计算材料学

材料前沿讲座

有机化学基础

电化学研究方法

材料物理性能

材料物理专业英语

锂离子电池基础

金属材料

陶瓷材料

钠离子电池材料

新能源汽车动力电池技术

储能材料

晶体物理学基础

燃料电池技术

氢能利用及储氢材料

传感器检测技术

高分子材料

全固态电池

超级电容器

太阳能电池原理与技术

纳米材料技术与应用

金属-空气电池基础

半导体工艺原理

半导体物理学

水系电池基础

新能源材料创新课程设计

材料三维结构可视化实训

化学实验实训

电子电工实训

材料科学基础实验实训

光谱分析及技术应用实训

材料制备与表征实训

新能源电池正极材料实训

储能材料实验实训

新能源器件应用实训

锂电池实验实训

专业实习

毕业论文（设计）

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