交通运输西南交通大学材料科学与工程专业卓越工程师培养方案.docx

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交通运输西南交通大学材料科学与工程专业卓越工程师培养方案

（交通运输）西南交通大学材料科学与工程专业卓越工程师培养方案

材料工程专业

卓越工程师教育培养计划专业规范

材料工程专业卓越工程师教育培养计划专业规范

一、本专业学科基础

（一）本专业的主干学科介绍

金属材料工程及无机非金属材料工程

金属材料工程以新型金属材料的开发、材料特殊服役性能与行为的研究，材料表面改性技术与装备的开发为主要研究内容，形成了高速铁路用关键材料及其服役行为、材料表面工程与防腐技术、高性能结构材料三个特色研究方向。

无机非金属及粉末冶金材料工程以新型材料的制备技术开发、性能研究与应用开发为重点，以新型高致密、或多孔材料的研究开发为突破口，形成了下列先进陶瓷及其制备技术、高性能粉末冶金材料及其致密化技术两个特色研究方向。

1.轨道交通用关键材料及其服役行为

主要研究内容包括：

1）高速列车转向架材料及其服役行为研究；2）新型轻质高速列车结构材料及其性能评价；3）大铁路、高速客运专线、重载铁路等关键工务器件及其服役性能研究；4）轨道交通关键零部件先进制造技术研究；5）轨道交通减振降噪材料。

2.材料表面工程与防腐技术

主要研究内容包括：

1）多元共渗技术与装备；2）先进表面复合处理技术、装备及其应用；3）表面防腐处理技术；4）等离子体表面处理技术；5）超硬薄膜；6）喷涂材料及技术；7）抗腐蚀磨损技术。

3.高性能结构材料

主要研究内容包括：

1）高温结构材料及其性能评价；2）材料计算机模拟与性能优化设计；3）材料致密化技术；4）高性能金属材料冶金、成型技术。

4.先进陶瓷及其制备技术

主要研究内容包括：

1）复相陶瓷材料热等静压烧结技术；2）高纯靶材和功能陶瓷；3）高性能混凝土材料；4）轻质多孔吸声降噪材料；5）陶瓷材料高温性能研究。

5.高性能粉末冶金材料

主要研究内容包括：

1）雾化粉末制备技术与精密喷射成型技术；2）粉末冶金材料的等静压制备技术；3）高性能复合粉末冶金材料；4）粉末冶金梯度材料；5）超高合金含量的粉末冶金材料。

6.功能材料

1）环境功能炭材料；2）减振材料；3）多孔功能材料；4）新型载流材料；5）新能源材料；6）高性能热阻材料；7）高性能粘接材料。

（二）本专业的相关学科介绍

1.材料加工工程

（1）轨道焊接技术

主要研究内容包括：

①钢轨焊接接头的质量和可靠性研究；②轨道焊接重大装备的国产化；③既有线路钢轨及道岔完整性维护；④钢轨焊缝自动打磨。

（2）新型焊接方法与设备

主要研究内容包括：

①高速重载车辆高强铝合金的搅拌摩擦焊；②高效焊接方法与工艺的研究；③高速重载机车车辆的网络化、信息化及自动化生产。

（3）焊接结构服役行为

①新结构材料的应用研究，桥梁钢天然气和水电压力钢管用高强钢的焊接接头强韧匹配和优化焊接材料及工艺；②工程焊接结构质量控制及安全评定；③焊接结构变形与焊接残余应力的数值模拟；④焊接结构强度分析及断裂行为研究。

（4）表面复合工程

主要研究内容包括：

①热喷涂、喷焊、堆焊等表面复合工程技术；②利用表面复合技术发展快速成型工程；利用表面复合技术发展快速成型工程制造模具及表面复合器件的研制；③纳米掺杂涂层的基础及应用研究。

（5）材料焊接及焊接材料

主要研究内容包括：

①高速重载铝合金车辆的焊接工程；②TMCP高性能结构钢的焊接研究；③异种材料连接技术研究；④新型环保焊接材料研究。

2.先进功能材料

（1）生物材料

主要研究内容包括：

①心血管生物材料；②生物材料表面与界面；③纳米生物材料；④骨生物材料；⑤组织工程材料；⑥药物控制释放材料。

（2）超导材料

主要研究内容包括：

①高温超导材料基础研究；②高温超导涂层导体新材料和新技术；③第二代高温超导带材的产业化应用关键技术。

（3）防护工程

主要研究内容包括：

①材料微动磨损的基础理论；②材料磨损的防护技术与应用；③轮轨磨损；④生物磨擦。

3.高分子材料工程

（1）生态环境高分子复合材料

主要研究内容包括：

①长效抗菌与环境净化材料的制备与活性控制机理；②生物质与天然高分子材料的环保化循环利用新技术；③基于环境保护的化工新技术。

（2）纳米与特种功能高分子材料

主要研究内容包括：

①聚合物纳米结构组装与功能化；②电磁功能聚合物制备及其结构与性能调控机制；③吸波隐身、电磁防护、减振降噪等特种功能高分子材料制备与机理。

（3）结构－功能一体化高分子复合材料

主要研究内容包括：

①特种功能和高性能复合材料在航空航天、轨道交通领域的应用；②高分子改性与复合新技术；③聚合物凝聚态结构及其控制。

（4）降解与生物医用高分子材料

主要研究内容包括：

①可降解高分子材料；②生物医用高分子材料；③缓释与药用高分子材料。

4.影响本专业的教育因素

本专业师资力量雄厚，现有教授16人（博士生导师14人）、副教授和高级工程师7人，跨（新）世纪人才2人，已经形成以中青年骨干教师组成的学术梯队。

本专业拥有材料先进技术教育部重点实验室，现代焊接技术、人工器官表面改性、表面工程及摩擦学等三个四川省重点实验室，四川省高等学校实验教学示范中心--材料实验中心，这些重要教学科研机构为材料工程专业学生培养奠定了物质基础。

本专业还和国内第二重型机械集团公司为代表的数家知名企业共同建设实践教学基地，为材料专业学生实践创新性能力的培养提供有力的实践资源。

本专业通过对培养计划的调整，对课程进行结构化的设计，使其培养特色醒目、铁路行业特色更加突出。

通过对其专业课程进行多种结构化的设计，如把课程分为基础课、专业基础课和专业课，设定选修课和必修课，以及在课程深度与广度、文理交融性、理论性与实践性的侧重上，成为本专业的培养目标及培养特色的实现，提供有力的的重要基础。

（三）主干学科方法论

坚持以国家重大战略需求为导向，以科学发展观为指导，以高端人才培养和学科队伍建设为核心，以一级学科和国家重点学科建设为重点，以机制创新为保障，争取在培养与引进高层次人才、建设重点学科与研发基地、关键技术创新三方面取得跨越式发展，构建出满足国家需求的创新人才培育体系，努力创建在国内上有较大影响、部分领域国际知名的高水平的材料学科。

二、专业培养目标

本专业培养具备宽厚的材料领域的基础知识与技能，能从事科研、技术开发、分析检测、工艺和设备设计、生产经营管理等方面的高级工程技术人才。

在卓越工程师培养方面，以硕士工程型为主。

对于部分不再适合培养的学生，在完成并达到本科工程型培养要求后，以本科工程型毕业。

同时对于更加优秀的少部分学生进行博士工程型的人才培养。

三、专业培养标准

（一）本科工程型卓越工程师培养标准

1．技术知识和推理能力

1.1基础科学知识

1.1.1数学基础

1.1.2自然科学基础

1.1.3人文科学等

1.2材料科学基础

1.2.1材料结构基础

1.2.2材料的相图与相变

1.2.3材料的缺陷

1.2.4材料的强化及其原理

1.2.5扩散及其原理

1.3材料技术基础

1.3.1材料成型技术基础

1.3.2机械制造技术基础

1.3.3机械设计基础

1.4材料及其性能与评价

1.4.1工程材料学

1.4.2材料力学性能

1.4.3材料物理性能

1.4.4材料失效分析

1.5计算机应用技术知识

1.5.1计算机技术基础

1.5.2计算机辅助设计及参数开发

1.6材料分析测试技术

1.6.1样品制备技术

1.6.2组织分析技术

1.6.3材料性能测试技术

1.6.4材料微观分析技术

1.7材料加工与成型技术

1.7.1材料焊接技术

1.7.2材料热处理原理与工艺

1.7.3材料制备技术

1.7.4成型设备及其控制

1.8新材料、新工艺

1.8.1专业技术前沿及关键技术

1.8.2新材料

1.8.3常用行业专业标准

1.8.4高速铁路材料及其加工工艺

2．解决工程实际问题的能力与方法

2.1工程问题建模、分析及解决能力

2.1.1相关专业工程问题的认识与系统描述

评估数据和问题特征

对比异常与正常数据，进行问题分类与归因

找出问题的主要原因

制定解决方案

2.1.2建立模型

应用假设简化复杂的系统和环境

根据问题的主要方面创建模型

初步模拟并完善模型

2.1.3判断和定性分析

估计量级、范围、趋势

应用实验验证一致性或找出误差（范围、单位等）

分析实验结果并做出定性分析与判断

2.1.4解决方法和建议

综合评估解决问题的方案

分析解决方案的关键和测试数据

分析并调整结果中的偏差

形成结论性建议并提出问题解决注意事项

2.2实验技能

2.2.1查阅相关资料

2.2.2设计实验方案

实验目的、实验原理、实验设备、实验内容

实验步骤、实验结果预测

2.2.3实验探索

2.2.4结果分析与验证

实验数据分析及处理、实验结果预测

实际效果对比、误差分析、完成实验报告

2.3材料与工艺改进

2.3.1了解新材料、新工艺的发展、用户需求变化

2.3.2材料与工艺改进方案设计

根据使用要求，对改进问题定位、提出多种改进方法

改进方法评估、确定改进方案、细化改进方案

2.3.3制定实施计划

任务组织、人力资源调配、时间进度安排、财务预算等

2.3.4实施并总结学习

了解任务目标和内容、项目实施、项目总结

2.4创新与产品设计与开发

2.4.1创新思想

创新意识培养、创新思维训练、创新方法及工具

2.4.2制定新产品材料与工艺方案

新产品选材

新产品、新材料处理工艺方案评估、方案确定

2.4.3实施

了解任务目标和内容，材料与工艺的测试、实施过程管理

2.4.4评价实施结果

2.4.5总结、学习、提高

3．项目及工程管理

3.1工程思想、工程标准及相关法律意识

3.1.1建立工程质量、环境安全思想

3.1.2熟悉工程标准及工程作业程序

3.1.3培养相关法律意识

3.2项目及工程的管理方法与手段

3.2.1计划与预算管理

计划大纲制定、财务预算

3.2.2任务组织

3.2.3项目团队管理

团队讨论、团队协作

3.2.4设备管理

设备的定期保养、维修以及更新等

3.3应对危机及突发事件处理

3.3.1项目质量标准与作业程序跟踪

3.3.2应对危机预案

3.3.3应对危机

3.3.4建立突发事件处理机制

3.4项目进度控制与评估

3.4.1进度影响因素分析

3.4.2项目评估及改进

4．有效沟通与交流

4.1技术语言

4.1.1技术图纸

4.1.2电子和多媒体表述

4.1.3图表

4.1.4口头表达

4.1.5专业外语

4.2研制报告与设计文件编纂

4.2.1可行性分析报告

4.2.2项目任务书

4.2.3投标书、招标书

4.2.4研究、测试、分析报告

4.2.5验收报告

4.2.6项目合同

4.3人际交往能力

4.3.1自察、自省、自控

4.3.2理解他人需求与意愿

4.3.3沟通技巧

4.4环境适应能力

4.4.1人际关系协调

4.4.2工作环境适应

4.5团队合作

4.5.1团队工作运行

4.5.2团队成长

4.5.3技术协作

4.6新技术跟踪能力

4.6.1收集、分析最新技术

4.6.2选择和吸收

4.6.3国际化视野

5．职业道德、职业素养与社会责任

5.1职业道德

5.1.1职业健康与安全标准

5.1.2职业道德规范

5.1.3职业行为准则

5.2职业素养

5.2.1积极进取和主动精神

5.2.2批判性思维

5.2.3时间和资源管理

5.2.4职业规划

保持和增强职业能力

了解社会及自身发展需求

制定、实施职业发展规划

5.3社会责任

5.3.1责任意识

5.3.2社会事务责任

5.3.3工程师的角色

6．企业与社会

6.1企业管理

6.1.1企业文化

6.1.2企业运行

企业目标、企业策略、企业管理模式、财务

及人力资源管理、培训及操作、设备更新等

6.1.3企业发展规划

6.2创业

6.2.1创业学

6.2.2创业规划

6.3工程界与社会关系

6.3.1工程界对社会的影响

6.3.2社会对工程界的规范

6.3.3商业环境

（二）硕士工程型卓越工程师培养标准

1．工程技术和专业前沿

1.1工程科学与人文科学

1.1.1数学及其应用

1.1.2材料科学与工程

高等材料力学性能、材料结构、材料热力学与相变

1.1.3先进材料与技术

复合材料、材料制造与控制、粉末冶金材料

现代材料分析测试技术

1.1.4人文科学

管理学、社会学、情报学、环境与法律

外语

1.2材料科学与工程前沿发展

1.2.1材料设计

设计规范与相关标准、选材与组织、性能设计、材料处理工艺设计、计算机辅助设计

创新设计

1.2.2材料制造与加工技术

金属材料及其制备技术、陶瓷与粉末冶金材料及其制备

高分子材料及其制备技术

材料加工工艺、工艺装备设计、工艺装备验证

制造技术经济评价

生产线设计

1.2.3材料的连接技术

材料连接工艺选择、工艺评定、材料连接优化设计

1.2.4材料检测与质量管理

材料检测与质量控制、微观检测技术

质量管理与质量保证体系

可靠性分析

检测的数字化与网络化

1.3专业技术标准

1.3.1国家标准

1.3.2材料行业标准

1.3.3工程规范

2.分析与解决工程问题能力

2.1需求变化与技术发展

2.1.1市场调研

2.1.2新技术、新材料发现与探索

2.1.3新技术应用方案提出

2.2资源整合与工程任务解决

2.2.1实际工程材料选用方案设计

2.2.2工程材料的处理工艺设计

2.2.3方案的评估、选择与确定

2.3实施计划制定

2.3.1任务安排

2.3.2人力资源调配

2.3.3时间进度安排

2.3.4设备应用计划

2.3.5财务预算

2.3.6资金成本与效益分析

2.4方案的实施、评估与改进

2.4.1方案实施跟踪与监控

2.4.2方案实施过程评估

2.4.3实施结果评价

2.4.4项目实施总结

2.4.5方案改进

2.5工程系统

2.5.1建立系统目标和要求

2.5.2定义功能概念和体系结构

2.5.3系统建模

2.5.4目标达成保障

2.5.5工程系统管理

3．项目及工程管理

3.1行业政策与相关法律法规

3.1.1落实工程质量、环境安全规定

3.1.2掌握工程标准及工程作业程序

3.2项目及工程管理体系

3.2.1管理体系的建立

3.2.2计划和预算的组织、管理

3.2.3任务组织与安排

3.2.4团队建设与管理

3.2.5人机功效考评

3.3危机洞察处理及突发事件应对

3.3.1项目质量标准变化预测

3.3.2作业程序变化趋势分析

3.3.3工程预算变化应对措施

3.3.4应对突发事件

3.4项目和工程评估

3.4.1指导项目和工程评估

3.4.2主持项目和工程评估

4．有效沟通与交流

4.1工程文件编纂

4.1.1可行性分析报告

4.1.2项目任务书

4.1.3投标书、招标书

4.1.4技术报告

4.1.5研究报告

4.1.6验收报告

4.1.7项目合同

4.2人际交往能力

4.2.1自察、自省、自控

4.2.2沟通技巧

4.2.3人格完善

4.4环境适应能力

4.4.1协调人际关系

4.4.2适应工作环境

4.4.3自我调节

4.5团队合作

4.5.1组建高效团队

4.5.2团队成长

4.5.3领导能力

4.5.4竞争与协作

4.6新技术跟踪

4.6.1信息分析与判断

4.6.2信息归纳与吸收

4.6.3国际化交流与合作

5．职业道德素养与责任

5.1职业道德

5.1.1职业健康安全标准

5.1.2职业道德规范

5.1.3职业行为准则

5.2职业素养

5.2.1批判性思维

5.2.2创造性思维

产品开发设计创新方法

工程技术改造与创新

5.2.3系统思维

工程项目集成

项目发展管理

5.2.4职业规划

保持和增强职业能力

了解社会及自身发展需求

制定、实施职业发展规划

5.3社会责任

5.3.1质量与安全

5.3.2服务与环保

5.3.3其他事务责任

6．企业与社会

6.1企业管理

6.1.1企业文化

6.1.2企业运行

企业目标、企业策略、企业管理模式、财务及人力资源管理、培训及操作、设备更新等

6.1.3企业发展规划

6.2技术创业

6.2.1创业学

6.2.2创业规划

6.2.3创业融资

6.3工程界与社会关系

6.3.1企业与环境

6.3.2工程界对社会的影响

6.3.3社会对工程界的规范

6.3.4商业环境

（三）博士工程型卓越工程师培养标准

1．科学理论和产品开发理论

1.1科学理论

1.1.1现代数学理论

1.1.2自然科学理论

1.1.3经济管理理论

1.2现代材料科学与工程理论

1.2.1现代材料研究技术

1.2.2先进材料及其制造技术

1.2.3材料微观分析理论

1.2.4材料设计与模拟理论

1.2.5新材料、新工艺研发理论

1.3理论知识融合及拓展

1.3.1工程经济理论

1.3.2工程管理理论

1.3.3环境保护与生态平衡理论

1.4轨道交通关键材料及其制备技术

1.4.1高速铁路理论

1.4.2高速列车关键材料及技术

1.4.3高速重载材料选材理论

1.5专业前沿的科学理论及相关技术

1.5.1新材料理论

1.5.2新工艺与新设备

1.5.3材料的回收开发理论

1.5.4环境友好新材料开发

1.6专业领域技术标准

1.6.1国家通用标准

1.6.2行业专业标准

1.6.3相关工程标准

2．工程领域关键技术研究与问题解决

2.1工程问题建模与分析

2.1.1工程问题建模与仿真

2.1.2实际构建受力分析与建模

2.1.3结构缺陷分析

2.1.4材料选择方法

2.1.5高速铁路材料选择原则

2.2可靠性工程与安全分析

2.2.1材料及零件疲劳可靠性

2.2.2工艺可靠性分析

2.2.2结构安全性能评估

2.3数字化模拟关键技术

2.3.1零件受力仿真技术

2.3.2产品虚拟制造技术

2.3.3性能综合仿真技术

2.3.4设计优化技术

2.3.5强度及疲劳分析技术

2.4失效分析技术

2.4.1材料失效理论

2.4.2材料失效分析方法

2.4.3改进材料与工艺理论

2.5材料先进制备与加工技术

2.5.1产品快速制造技术

2.5.2经济加工技术

2.5.3数字化工厂技术

2.5.4表面处理与加工技术

2.5.5纳米材料制备技术

2.6特种材料及其加工技术

2.6.1新能源用材料及其技术

2.6.2高速铁路用材料及其加工技术

2.6.3重大装备用材料及其工艺研究

2.6.4极限环境用材料研发

2.7创新思维与创新设计

2.7.1新材料的研发理论

2.7.2创造性解决问题的理论和方法

2.7.3新材料、新工艺设计技术

2.7.4新材料、新工艺设计评价技术

3．参与大型项目及复杂工程管理

3.1工程思想、工程标准及相关法律意识

3.1.1建立工程质量、环境安全思想

3.1.2精通工程标准及工程作业程序

3.1.3培养相关法律意识

3.2大型项目及复杂工程的管理方法与手段

3.2.1管理计划与预算

制定计划大纲、财务预算

3.2.2项目规划及组织协调

3.2.3项目团队管理

团队领导、团队协作、处理团队冲突

3.3危机应对及突发事件处理

3.3.1洞察质量标准、程序和预算的变化

3.3.2指导项目或工程进行

3.3.3制定危机应对措施

3.3.4建立突发事件处理机制

3.4指导和主持项目进度控制与评估

3.4.1提出改进建议

3.4.2改进质量管理水平

3.4.3项目评估与总结

4．有效沟通与交流

4.1制定工程文件

4.1.1制定、说明并阐释可行性分析报告

4.1.2制定、说明并阐释项目任务书

4.1.3制定、说明并阐释投标书、招标书

4.1.4制定、说明并阐释技术报告

4.1.5制定、说明并阐释验收报告

4.1.6制定、说明并阐释项目合同

4.2较强的人际交往能力

4.2.1理解他人需求与意愿

4.2.2在团队中发挥领导作用

4.3较强的人际环境适应能力

4.3.1自信灵活的处理人际关系

4.3.2迅速适应变化人际环境

4.4团队合作

4.4.1高效团队组建

4.4.2较强的团队协调能力

4.4.3较强的团队管理能力

4.4.4团队竞争与合作能力

4.5新技术跟踪及掌握能力

4.5.1判断、归纳

4.5.2选择和吸收

4.5.3国际化视野

4.5.4技术创新能力

5．职业道德、职业素养与社会责任

5.1职业道德

5.1.1熟悉职业健康安全标准

5.1.2熟悉环境法规

5.1.3熟悉职业道德规范

5.1.4遵守职业行为准则

5.2职业素养

5.2.1批判性思维

5.2.2创造性思维

5.2.3系统思维

5.2.4职业规划

保持和增强职业能力

了解社会及自身发展需求

制定、实施职业发展规划

5.3社会责任

5.3.1责任意识

5.3.2社会事务责任

6．企业与社会

6.1企业管理

6.1.1企业文化

6.1.2企业运行

企业目标、企业策略、企业管理模式、财务及人力资源管理、培训及操作、设备更新等

6.1.3企业发展规划

6.2技术创业

6.2.1创业学

6.2.2创业规划

6.2.3创业融资

6.3工程界与社会关系

6.3.1工程界对社会的影响

6.3.2社会对工程界的规范

6.3.3商业环境

四、知识能力体系及标准实现矩阵

（一）知识能力体系

不同层次卓越工程师培养过程中要求具有如下知识能力体系：

本科工程型卓越工程师知识能力体系划分为六大类别：

技术知识及推理能力、解决工程实际问题的能力与方法、项目及工程管理、有效沟通与交流、职业道德素养与社会责任、企业与社会。

教材中戴光泽教授教授的《材料力学性能》为国家级精品课程，刘力菱老师讲授的《材料成型基础》为校级双语教学示范课程。

另外还结合主讲教师科研项目开展形式多样的工程实践、SRTP项目训练。

硕士工程型卓越工程师知识能力体系划分为六大类别：

工程技术和专业前沿、分析与解决工程问题能力、项目及工程管理、有效沟通与交流、职业道德素养与社会责任、企业与社会。