2024级金属材料工程专业培养方案

一、专业简介

金属材料工程专业前身是1950年与伟德国际1946同时成立的原工程机械系金工教研组。2007年，专业主干课程《金属材料学》被评为河北省精品课程。2009年，本专业被评为河北省品牌特色专业。2012年，包含本专业实验室的“材料实验中心”被评为河北省实验教学示范中心。2013年，以本专业为主体建成的“冶金材料教育创新高地”获河北省教学成果三等奖。2020年，《金属材料学》和《弧焊电源》两门专业课程获批河北省一流课程立项建设。2021年，本专业获批河北省一流本科专业立项建设。本专业现有教师20人，其中17人具有博士学位。拥有实验室面积1000余平方米，实验设备700余台套，总价值1100多万元。

本专业依托学校“服务轨道交通领域”的行业背景，充分发挥金属材料工程学科在车辆制造、铁路及桥梁建设等领域的优势，为我国轨道交通工程发展和京津冀地方经济建设培养了大批高素质专业技术人才。

二、专业基本信息

专业所属学科门类：工学；专业类：材料类；专业代码：080405。

基本学制：4年；学习年限：3-6年。

毕业学分：171学分。授予学位：工学学士。

三、专业培养目标

本专业以培养政治立场坚定、德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人为总目标，立足轨道交通，面向京津冀经济发展需求，以金属表面防护及再制造为特色，培养具有扎实基础、宽厚知识、创新思维、国际视野、社会责任，能在铁路建设、轨道交通装备制造以及机械、建筑、冶金等相关行业从事金属材料的制备及加工、质量检测及评定、新材料新工艺设计及研发以及生产技术管理和工程项目管理等方面工作的高素质应用型工程技术人才。

毕业生毕业五年左右能达到下列目标：

（1）政治立场坚定，具有良好的人文社会科学素养及社会责任感，遵守工程职业道德和规范，在金属材料工程领域能够将资源的综合及循环利用、环境保护以及社会、健康、安全、法律、文化等因素融入复杂工程问题的解决方案；

（2）拥有良好的工程专业素质，在金属材料研发、生产与加工、检测与评定、金属零部件的表面防护及再制造等领域具有较强竞争力，能够满足轨道交通领域及金属材料行业的发展需求；

（3）具备良好的团队协作精神和沟通能力，并能够在技术或工程管理团队中作为骨干或主要负责人有效地发挥作用；

（4）具有创新精神、国际视野及终身学习能力，能够不断提升自身专业素养，满足社会发展需求。

四、毕业要求及实现矩阵

1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决金属材料制备、加工及服役等过程中的复杂工程问题。

1.1掌握数学、物理、化学等自然科学基础知识，并能用于复杂工程问题的表达。。

1.2掌握工程基础和专业知识，结合自然科学知识，正确描述金属材料的成分、组织结构与性能的设计及优化等问题。

1.3将工程基础理论和专业知识应用于金属材料的设计和改进，能够针对金属材料工程问题的具体对象，建立合适的数学模型并求解。

1.4 把金属材料的设计、制备、加工等复杂工程问题抽象成数学、物理问题，进行推理求解，综合解决金属材料工程领域复杂工程问题。

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、并通过文献研究分析金属材料工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。

2.1 综合运用所学的数学，自然科学和工程科学的基本原理掌握和识别金属材料工程领域复杂工程问题的关键环节或工艺。

2.2能够应用数学，自然科学以及金属材料成分-组织-工艺-性能之间的关系确定关键环节或工艺中的制约参数，并能结合文献研究，提出解决方案。

2.3 能够认识到解决方案的多样性，分析解决方案的合理性，并获得有效结论。

3.设计/开发解决方案：能够设计针对金属材料工程领域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熟悉轨道交通领域典型关键材料或零件的标准要求；掌握金属材料生产、工艺流程及生产装备全流程的技术方法，能够针对金属材料过程领域复杂工程问题设计出优化的解决方案。

3.2能够将专业基础知识与原理用于金属材料生产、加工、应用或研发领域制备、加工和热处理等特定环节的工艺流程设计，并能够在设计中体现创新意识。

3.3能在设计过程中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，且能对所设计的解决方案和工艺流程进行优化。

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料领域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 能够运用金属材料及加工专业理论和研究方法，针对具体复杂工程问题，制定研究技术路线，设计实验方案。

4.2能够根据为解决复杂工程问题而制定的技术路线和实验方案安全、有效地开展相关实验，并科学地采集实验数据。

4.3能够综合运用所学知识，准确地分析和解释实验数据，并获得有效结论，以解决复杂工程问题或为其提供科学指导。

5.使用现代工具：能够针对金属材料工程领域的复杂工程问题，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熟悉金属材料生产、加工与应用领域常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理，掌握其使用方法，并理解其局限性。

5.2 能根据金属材料研发和加工与检测需要，合理选择和使用现代工具对金属材料工程领域的复杂工程问题进行模拟预测与结果分析，并得到有效结论。

6.工程与社会：能够基于金属材料工程相关背景知识进行合理分析，评价金属材料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了解金属材料专业工程实践及复杂工程问题解决可能涉及到的社会、健康、安全、历史文化及法律问题，熟悉相关的方针、政策、法规。

6.2 能正确预测、分析和评价金属材料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。

7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对金属材料领域复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7.1了解环境保护和可持续发展理念的内涵以及相关的方针、政策和法律法规，理解金属材料工程项目实施和运行对生态环境的影响。

7.2针对金属材料工程复杂工程问题，能够正确和客观的评价专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在金属材料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具备正确的人生观、价值观、职业道德及行为规范，做到诚信守则、公平公正。

8.2具备工程师的人文科学素养和社会责任感，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。

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 能够正确理解团队的重要性，能够在团队中获取信息、共享信息，有效沟通，合作共事。

9.2能够在多学科背景下的团队中独立或合作开展工作，具有良好执行力、组织协调和指挥团队开展工作的能力。

10.沟通：能够就金属材料领域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能够利用报告、设计文稿、陈述发言，通过清晰表达或回应指令等方式与业界同行及社会公众就金属材料复杂工程问题进行有效的沟通和交流。

10.2能够阅读、翻译并总结金属材料工程专业相关的英文文献和技术文件，具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下就复杂工程问题进行沟通和交流。

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 掌握工程管理基本原理、经济分析与决策的基本方法。

11.2能够综合考虑生产加工成本、加工可行性和实际应用场合，将工程管理原理与经济决策方法应用于金属材料工程实践中。

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能认识不断探索和学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识和素质，有良好的职业发展观。

12.2能针对个人或职业发展需求，具备终身学习的知识基础，具备自主学习的方法和能力。

表1 毕业要求与培养目标支撑关系矩阵

	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		√
毕业要求2		√
毕业要求3		√		√
毕业要求4		√		√
毕业要求5		√
毕业要求6	√
毕业要求7	√
毕业要求8	√
毕业要求9			√
毕业要求10			√	√
毕业要求11			√
毕业要求12				√

 

表 2 毕业要求实现矩阵

毕业要求	实现环节或途径
1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决金属材料制备、加工及服役等过程中的复杂工程问题。	高等数学、大学物理（A）、无机化学、物理化学、理论力学D、材料力学B（含实验)、材料科学基础、材料性能学、金属热处理原理A、金属材料学、热处理工艺与设备A
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金属材料工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。	线性代数与几何、概率论与数理统计、材料科学基础、电工与电子技术（C）、金属热处理原理A、热处理工艺与设备A、表面工程学、失效分析、毕业设计（论文）
3.设计/开发解决方案：能够设计针对金属材料工程领域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。	制图基础、金属热处理原理A、金属工艺与材料工程A、热处理工艺与设备A、增材制造及再制造技术、机械制图实训、金工实习B、专业技能训练
4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料领域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。	物理实验、材料现代分析方法、材料现代分析实验、金属材料学、专业基础实验、专业综合实验、科研实践、毕业设计（论文）
5.使用现代工具：能够针对金属材料工程领域的复杂工程问题，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。	计算思维导论、C语言程序设计C、材料现代分析方法、材料现代分析实验、专业综合实验
6.工程与社会：能够基于金属材料工程相关背景知识进行合理分析，评价金属材料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。	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、思想道德与法治、材料概论、材料性能学、热处理工艺与设备A、认识实习、金工实习B、生产实习
7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对金属材料领域复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。	材料概论、表面工程学、材料腐蚀与防护、失效分析、增材制造及再制造技术
8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在金属材料工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。	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、中国近现代史纲要、马克思主义基本原理、思想道德与法治、老员工心理健康、形势与政策、社会实践、生产实习
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。	军训、军事理论、体育、失效分析、科研实践、专业技能训练
10.沟通：能够就金属材料领域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。	大学英语、热处理工艺与设备A、金工实习B、专业技能训练、生产实习、毕业设计（论文）
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。	工程经济与项目管理、金工实习B、专业技能训练、生产实习
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。	通识教育选修模块（老员工职业生涯发展教育/老员工就业与创业指导）、大学英语、材料科学基础、材料现代分析方法、专业综合实验、科研实践、专业技能训练、生产实习

五、主干学科

    材料科学与工程

六、核心课程

物理化学、材料科学基础、材料性能学、材料现代分析方法、材料现代分析实验、金属工艺与材料工程、金属材料学、金属热处理原理、热处理工艺及设备、表面工程学、材料腐蚀与防护、失效分析、增材制造及再制造技术等。

七、主要实践环节

课程实验、军训、社会实践、专业基础实验、专业综合实验、认识实习、金工实习B、科研实践、生产实习、专业技能训练、毕业设计（论文）

八、毕业学分要求

课程体系				学分小计	必修课学分	选修课学分
通识与公共基础课程		思想政治类		43	17	7
		军事类			1
		体育类			4
		外语类			10
		计算机类			4
		通识选修类			0
学科基础课程		数学类		28	15.5	4
		物理类			9
		经济管理类			2
专业基础课程		材料类		33	11
		化学类			9
		电工电子类			2.5
		力学类			6
		机械类			2
专业课程				33	23	10
集中实践环节		实习实训		34	20	0
		毕业设计（论文）			14
学分合计				171	150	21
学分分布	必修课比例		87.7%	选修课比例	12.3%	实践环节比例	26.6%

九、课程修读要求

1、《形式与政策》大学四年每学期8学时（0.25学分）。

2、通识选修课程至少修7学分，其中，核心课课程不少于2学分，公共艺术类课程不少于2学分，职业教育类课程不少于1学分。

3、第3学期从《英语提高》和《英语视听说》任选一门修读；第4学期从《高级英语》和《实用英语阅读与翻译》任选一门修读。

4、“学科基础课”和“专业基础课”模块中的选修课共计选修4学分。

5、《计算材料学E》为必选课。

6、《科研实践》从第3学期开始实施，第7学期评定成绩。

十、教学计划

(一)  通识与公共基础课程 (43学分 其中必修36学分 选修7学分)

课程代码

课程名称

课程 性质

学 分

学时

开课学期

理 论

实 验

上 机

其它

1

2

3

4

5

6

7

8

050112L

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

必 修

2

32

●

050113L

习近平新时代中国特色社会主义思想概论

3

48

●

050109L

思想道德与法治

3

48

●

050105L

中国近现代史纲要

2

32

●

050106L

马克思主义基本原理

3

48

●

050114L

形势与政策

2

64

●

●

●

●

●

●

●

●

160102L

军事理论

1+1

36

●

205001L

老员工心理健康

2

32

●

140101S

体育Ⅰ

1

6

30

●

140102S

体育Ⅱ

1

6

30

●

140103S

体育Ⅲ

1

6

30

●

140104S

体育Ⅳ

1

6

30

●

130170L

大学英语Ⅰ

2.5

40

●

130171L

大学英语Ⅱ

2.5

40

●

100001L

计算思维导论

2

24

8

●

100004L

C语言程序设计C

2

24

8

●

130172L

英语提高

2选1

必 修

2.5

40

●

212001L

英语视听说

2.5

40

●

130173L

高级英语

2选1

2.5

40

●

130176L

实用英语阅读与翻译

2.5

40

●

通识教育选修课程（详见通识选修一览表）

选修

共7学分，其中核心课2学分，公共艺术课2学分，职业教育类课程1学分

(二）学科基础课程（28学分 其中必修26.5分 与专业基础选修共计4学分）

课程代码	课程名称	课程性质	学 分	学时			开课学期
				理 论	实 验	上 机	1	2	3	4	5	6	7	8
120101L	高等数学AⅠ	必 修	4	64			●
120102L	高等数学AⅡ		5.5	88				●
120107L	线性代数与几何A		3	48			●
120109L	概率论与数理统计A		3	48						●
120201L	大学物理AⅠ		3	48				●
120236L	大学物理AⅡ		3	48					●
120204S	物理实验Ⅰ		2	4	28				●
120205S	物理实验Ⅱ		1	2	18					●
030131L	工程经济与项目管理		2	32						●
100513L	Java语言程序设计	选 修	2	16		16			●
100514L	PHP语言程序设计		2	16		16				●
120113L	复变函数C		2	32							●
120226S	近代物理实验B		1.5		24						●
120115L	计算方法B		2	32						●
120117L	数理方程		2	32							●
120129L	数学建模B		2	32						●

（三）专业基础课程（33学分 其中必修30.5学分 与学科基础选修共计4学分）

课程代码	课程名称	课程性质	学 分	学时			开课学期
				理 论	实 验	上 机	1	2	3	4	5	6	7	8
080301L	无机化学	必 修	4	48	16		●
020317L	制图基础		2	32				●
080407L	材料概论		1	16			●
080303L	物理化学		5	72	8				●
110116L	理论力学D		2	32					●
110310L	材料力学B		4	56	8					●
080402L	材料科学基础		4	64						●
080403L	材料性能学		3	48							●
080405L	材料现代分析方法		2	32							●
080406S	材料现代分析实验		1		16						●
090111L	电工与电子技术C		2.5	30	10						●
010909L	土木工程概论A	选修	1	16				●
010302L	建筑施工		2	32							●
080558L	分析化学		2	32					●
110112L	弹塑性理论		2	32								●
080206L	金属材料工程测试技术		2	32								●
080216L	焊接新技术B		2	32								●
080503L	纳米材料与技术		3	48									●
010404L	土力学D		2.5	32	8								●

(四)专业课程(33学分 其中必修23学分 任选10学分)

课程代码	课程名称	课程性质	学 分	学时				开课学期
				理 论	实 验	上 机	其它	1	2	3	4	5	6	7	8
080239L	金属热处理原理A	必 修	3.5	56								●
080202L	金属材料学		3	48									●
080234L	金属工艺与材料工程A		2	32							●
080240L	热处理工艺与设备A		3	48									●
080209L	表面工程学		2	32										●
080213L	材料腐蚀与防护		2	32										●
080214L	失效分析		2	32										●
080238L	增材制造及再制造技术		2	32										●
080242S	专业基础实验		2		32								●
080243S	专业综合实验		1.5		24									●
020318L	专业制图	选 修	2	10		22						●
020150L	机械设计基础 C		2	28	4							●
080241L	先进金属材料A		2	32										●
080210L	粉末冶金学A		2	32									●
208007L	计算材料学E		2	16		16							●
080211L	复合材料学		2	32									●
080212L	材料无损检测		2	32									●
208002L	土木工程材料C		2	32									●
080335L	高分子功能材料A		1.5	24									●
010011S	ANSYS软件应用		1.5	4		20								●

（五）集中实践环节（必修34学分）

课程代码

课程名称

课程性质

学 分

学时

开课学期

上 机

实 训

设 计

实习

其它

1

2

夏Ⅰ

3

4

夏Ⅱ

5

6

夏Ⅲ

7

8

160101S

军训

必 修

2

2周

●

080001S

认识实习

2

2周

●

020315S

机械制图实训

2

2周

●

050110S

社会实践Ⅰ

1

1周

●

050110S

社会实践Ⅱ

1

1周

●

150108S

金工实习B

3

3周

●

080255S

科研实践

2

32

●

080250S

专业技能训练

3

3周

●

080249S

生产实习

4

4周

●

080253S

毕业设计（论文）

14

14周

●