江蘇科技大學功能材料專業人才培養方案
(2020版)
一、培養目标
本專業培養能适應社會發展需要,具有良好的人文素養與品德修養,紮實的數學和自然科學基礎,培養具有以功能材料與元器件為特色、涵蓋功能薄膜材料和電子元器件相關領域所需的工程知識,具有創新精神、工程實踐能力強,較強自學能力、交流與團隊合作能力以及跟蹤掌握本專業新理論、新知識、新技術的能力的高級工程技術人才。學生畢業後能夠在功能材料特别是在電子功能材料與器件、功能薄膜材料等領域從事微電子、光伏、電磁、表面功能等功能材料及器件方面的産品研究、技術開發、檢測、工藝、設備、生産及經營管理等方面工作的應用型人才。
本專業畢業五年左右預期達到以下目标:
目标1:具有紮實的理論知識,具有能夠使用功能材料專業知識及專業技能解決本專業的複雜工程問題的能力;
目标2:具備設計滿足特定電子元器件及功能薄膜相關需求的功能材料組分、性能表征及相應測試方法等能力;具有能夠策劃、評估、組織、實施功能材料與器件相關的工程項目的能力;
目标3:具有終身學習和自我學習發展的能力,能不斷提升和擴展自己的學習能力以滿足工作崗位和職業發展的需求;
目标4:具有創新意識、國際視野和交流合作能力,具有較好的組織、管理、團隊協作和人際交往能力,具有在團隊中發揮成員或主管作用的能力;
目标5:具有愛國情懷和良好的人文素養、道德修養,遵守法律法規,遵守職業道德和職業規範,恪守工程倫理,能在材料制備以及研究實施中綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境方面的影響因素。
二、畢業要求:
1.工程知識:掌握從事功能材料與器件相關工作所學的數學、自然科學、工程基礎和材料專業知識,能夠用理論知識正确表述複雜工程中的存在問題,并具有能夠解決功能材料專業的複雜工程問題的能力。
1-1:掌握數學與自然科學知識,能夠用于電子功能材料與器件及相關功能薄膜材料等複雜工程問題的恰當表述;
1-2:能針對電子功能材料與器件、功能薄膜材料等領域的工程問題,建立數學模型并求解,并應用基本概念、基本理論和基本方法分析實際問題;
1-3:掌握功能材料的基礎知識,能夠用于解決電子材料與器件及相關功能材料等工程領域的工程問題;
1-4:掌握材料科學基礎、電子器件基礎、電子功能材料及功能薄膜材料等專業知識,能針對電子材料與器件及相關功能材料等複雜工程問題進行設計、求解和理論分析;
2.問題分析:能夠應用數學、自然科學、材料工程的基本原理,識别、表達、并通過文獻研究分析與功能材料領域相關的複雜工程問題,以獲得有效結論。
2-1:具有綜合運用所學的數學、自然科學、工程科學等基本原理,識别和判斷電子功能材料與器件及功能薄膜材料等領域複雜工程問題各環節的相互關系和關鍵環節;
2-2:能夠運用數學、自然科學、工程科學等基本原理,正确表達涉及功能材料器件及功能材料等領域存在的工程問題;
2-3:能夠運用工程科學基本原理及功能材料專業知識分析功能材料工程問題的産生原因,提出解決途徑,正确表達解決方案;
2-4:能運用數學、自然科學、工程科學等基本原理,通過文獻分析尋求、技術調研等方法對影響因素進行分析論證,證實解決方案的合理性;
3.設計/開發解決方案:能夠設計/開發針對功能材料複雜工程問題的解決方案,設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程,并能夠在設計環節中體現創新意識,考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。
3-1:能夠基于材料科學的基本規律,理解複雜功能材料工程問題,具備基礎的工程方案設計或工藝設計能力;
3-2:綜合運用電子材料與器件及功能材料的相關專業知識,能夠設計針對電子功能材料、器件結構、器件封裝工藝等複雜功能材料問題的解決方案;
3-3:能夠對功能材料的設計方案進行優化與改進,用圖紙、報告或實物的形式呈現設計成果,體現創新意識;
3-4:能夠針對電子功能材料與器件的複雜工程問題,提出解決方案,體現創新意識;在方案設計中能夠考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素;
4.研究:能夠基于科學原理并采用科學方法對功能材料複雜工程問題進行研究,包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。
4-1:基于科學原理對電子材料與器件及功能材料研究過程中的複雜工程問題,如功能材料器件結構和性能,采用科學方法進行研究和實驗方案制定;
4-2:基于材料學基礎理論根據實驗方案構建實驗系統,選用實驗材料和設備,評估實驗過程,實施實驗;
4-3:能夠應用功能材料專業知識正确采集、整理實驗數據,對實驗結果進行分析和解釋,得出合理有效的結論;
5.使用工具:能夠針對功能材料複雜工程問題,開發、選擇與使用恰當技術、資源、現代工程工具和信息技術工具,包括對功能材料領域複雜工程問題的預測與模拟,并能能夠理解其适用範圍和局限性。
5-1:掌握功能材料專業常用現代制備和性能檢測儀器、信息技術工具、工程工具及專業模拟軟件的使用原理和方法,并理解其局限性;
5-2:能夠選擇或使用恰當的儀器、信息資源、工程工具等,對工程問題進行分析、計算與設計;
5-3:針對電子功能材料與器件及功能薄膜材料等相關工程問題,開發或選用恰當的現代工具,模拟和預測複雜工程問題,并能夠分析其局限性;
6.工程與社會:能夠基于工程相關背景知識進行合理分析、評價功能材料專業工程實踐及複雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律的影響,并理解應承擔的責任。
6-1:熟悉電子功能材料與器件等相關領域的技術标準、知識産權、産業政策和法律法規,理解不同社會文化對工程活動的影響;
6-2:能分析和評價專業工程實踐和複雜功能材料與器件等相關工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律、文化的影響,以及這些制約因素對項目實施的影響,并理解應承擔的責任;
7.環境與可持續發展:了解功能材料專業相關的職業和行業的方針、政策和法律、法規,能夠理解和評價針對功能材料複雜工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。
7-1:理解環境保護和社會可持續發展的内涵和意義,了解環境保護和社會可持續發展相關的法律法規和方針政策;
7-2:能夠理解和評價針對電子功能材料與器件等相關的複雜工程問題的工程實踐對環境和社會可持續發展的影響;
8.職業規範:具有人文社會科學素養和社會責任感,能夠在功能材料工程實踐過程中理解并遵守工程職業道德規範,履行相應的責任。
8-1:具有良好的人文社會科學素養和道德修養,正确理解社會主義核心價值觀,具有較強的社會責任感,理解個人與社會的關系,了解中國國情;
8-2:理解誠實公正、誠信守則的工程職業道德和規範,并能在電子材料與器件及功能材料工程實踐中自覺遵守;
8-3:理解工程師對公衆的安全、健康和福祉,以及環境保護的社會責任,能夠在工程實踐中自覺履行責任;
9.個人與團隊:具有團隊合作和在多學科背景下發揮作用的能力,能夠在團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。
9-1:具有一定的組織管理能力、較強的溝通能力和人際交往能力,以及在團隊中發揮有效作用的能力,能主動與其他學科的成員共享信息和合作共事;
9-2:能夠在多學科背景下從事電子功能材料與器件工程實踐,在研究和開發的團隊中承擔成員或負責人的角色與責任,能夠組織、協調和指揮團隊開展工作;
10.溝通:能夠就功能材料複雜工程問題與業界同行及社會公衆進行書面和口頭的溝通和交流,包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言、清晰表達或回應指令。并具備一定的國際視野,能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。
10-1:能就電子功能材料與器件及功能薄膜材料等相關專業問題,以口頭、文稿、圖表等方式,準确表達自己的觀點,回應質疑,理解與業界同行和社會公衆交流的差異性;
10-2:了解專業領域的國際發展趨勢、研究熱點,理解和尊重世界不同文化的差異性和多樣性;
10-3:具備跨文化交流的語言和書面表達能力,能就專業問題,在跨文化背景下進行基本溝通和交流;
11.項目管理:理解并掌握功能材料相關的管理學與經濟學知識,并能在相關的工程實踐中應用。
11-1:理解并掌握電子功能材料與器件及功能薄膜材料實踐活動中涉及工程管理及經濟決策的原理和方法;
11-2:能夠将工程管理及經濟決策的原理和方法應用于功能材料等相關的實踐活動中;
12.終身學習:具有自主學習和終身學習的意識,有不斷學習和适應發展的能力。
12-1:具備自主學習和終身學習的意識,具有良好的職業發展觀;
12-2:能夠結合問題,自主獲取知識和應用知識,有不斷學習和适應發展的能力;
三、課程體系建構
1. 支撐畢業要求達成的課程及教學環節(見附表1)
2. 課程體系對畢業要求的支撐關系矩陣(見附表2)
四、主幹學科與主要課程
主幹學科:材料科學與工程
專業核心知識領域:涉及力、熱、電、光、磁等性能的功能材料的成分設計、制備方法、性能表征、器件設計與封裝、新材料的研究與開發、技術改進等。
專業核心課程:半導體物理與器件、材料物理性能、功能材料制備及性能表征、微電子器件結構與設計、功能材料學。
主要實踐性教學環節:物理實驗、電工電子技術實驗、機械設計基礎課程設計、材料科學基礎實驗、物理化學實驗、專業創新實驗、專業綜合實驗、材料物理性能實驗、功能材料性能表征實驗、功能材料工藝學實驗、專業實習、畢業設計等。
五、标準學制、畢業學分及授予學位
标準學制:四年。
畢業學分要求:在規定的學習年限内完成專業課程教學計劃中規定的全部内容,修滿要求的最低學分(177學分),經德、智、體等方面審查合格,準予畢業。
授予學位:滿足《江蘇科技大學學士學位授予工作實施細則》有關要求,授予工學學士學位。
六、課程設置
1. 通識教育類:要求修滿85學分
(1)必修課:要求修滿75學分
類别 | 課程名稱 | 考核 方式 | 學分 | 學時 | 開課 學期 | 備注 |
思想 政治類: 16.0學分 | 馬克思主義基本原理 | 考試 | 3 | 48 | 2 | |
中國近現代史綱要 | 考試 | 3 | 48 | 1 | ||
毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論1/2 | 考試 | 5 | 80 | 4/5 | 2.5學分/學期 | |
思想道德修養與法律基礎 | 考查 | 3 | 48 | 2 | ||
形勢與政策1-4 | 考查 | 1 | 32 | 2/4/6/8 | ||
形勢與政策實踐1-4 | 考查 | 1 | 32 | 1/3/5/7 | ||
素質 拓展類: 3.0學分 | 心理健康教育 | 考查 | 1 | 16 | 1 | |
職業生涯發展規劃 及就業指導 | 考查 | 1 | 16 | 4 | ||
創業基礎 | 考查 | 1 | 16 | 5 | ||
數學類: 16.0學分 | 高等數學A1 | 考試 | 5 | 80 | 1 | |
高等數學A2 | 考試 | 6 | 96 | 2 | ||
線性代數 | 考試 | 2 | 32 | 3 | ||
概率論與數理統計 | 考查 | 3 | 48 | 4 | ||
自然科學類: 11.0學分 | 大學物理1 | 考試 | 3.5 | 56 | 2 | |
大學物理2 | 考試 | 2.5 | 40 | 3 | ||
物理實驗1 | 考查 | 1 | 16 | 1 | ||
物理實驗2 | 考查 | 1.5 | 24 | 2 | ||
工程化學 | 考試 | 2.5 | 40 | 2 | ||
外語類:12.0學分 | 綜合英語1-4 | 考試 | 12 | 192 | 1-4 | 3學分/學期 |
軍事體育:8.0學分 | 體育1-4 | 考試 | 4 | 144 | 1-4 | 1學分/學期 |
軍事理論 | 考查 | 2 | 36 | 2 | ||
軍事技能訓練 | 考查 | 2 | 3w | 1 | ||
工程素養類:2.0學分 | 工程基礎訓練(金工) | 考查 | 2 | 2w | 4 | |
計算機類:7.0學分 | 計算機基礎 | 考查 | 1.5 | 24 | 2 | |
計算機程序設計語言 | 考試 | 4.5 | 72 | 3 | VC++ | |
計算機程序設計實踐 | 考查 | 1 | 1w | 4 | ||
合計 | 75 | 1236+6w | w表示“周” |
(2)選修課:要求修滿10學分
包括社會科學、自然科學、人文藝術、工程技術、創新創業等5類選課模塊。每個模塊要求修滿2學分。課程開設目錄由學校統一公布。
2. 學科基礎類:要求修滿36學分
(1)必修課:要求修滿36學分
類别 | 課程名稱 | 考核方式 | 總學分 | 總學時 | 開課學期 | 備注 |
導論 | 功能材料專業導論 | 考查 | 1.5 | 24 | 3 | |
工程項目管理及企業EHS風險管理 | 考查 | 1 | 16 | 5 | ||
機械 | 工程圖學 | 考查 | 3.0 | 48 | 1 | |
機械設計基礎 | 考查 | 3.0 | 48 | 5 | ||
力學 | 工程力學 | 考試 | 3.0 | 48 | 4 | |
物理和化學 | 物理化學 | 考試 | 3.0 | 48 | 3 | |
工程化學 | 考查 | 2.0 | 32 | 3 | ||
材料化學基礎 | 考試 | 2.0 | 32 | 3 | ||
固體物理 | 考查 | 2.0 | 32 | 6 | ||
電學 | 電工電子技術 | 考試 | 3.0 | 48 | 4 | |
材料 | 材料力學性能 | 考查 | 2.0 | 32 | 5 | |
材料工程基礎 | 考查 | 2.0 | 32 | 6 | ||
材料科學基礎A1 | 考試 | 3.0 | 48 | 4 | ||
材料科學基礎A2 | 考試 | 2.0 | 32 | 5 | ||
傳熱與傳輸原理 | 考查 | 1.5 | 24 | 5 | ||
材料近代分析方法 | 考查 | 2 | 32 | 5 | ||
合計 | 36.0 | 576 |
3. 專業類:要求修滿22學分
(1)必修課:要求修滿16學分
類别 | 課程名稱 | 考核 方式 | 總 學分 | 總 學時 | 開課 學期 | 備注 |
專業課 | 材料物理性能 | 考試 | 2 | 32 | 5 | 專業核心課程 |
功能材料學 | 考試 | 2 | 32 | 6 | 專業核心課程 | |
半導體表面與界面物理 | 考查 | 2 | 32 | 6 | ||
功能材料制備及性能表征 | 考試 | 2 | 32 | 5 | 專業核心課程 | |
微電子器件結構與設計 | 考查 | 2 | 32 | 6 | ||
專業英語 | 考查 | 2 | 32 | 6 | ||
薄膜物理與技術 | 考試 | 2 | 32 | 6 | 專業核心課程 | |
半導體物理與器件 | 考查 | 2 | 32 | 5 | 專業核心課程 | |
合計 | 14 | 224 |
(2)選修課:要求修滿6學分
類别 | 課程名稱 | 考核 方式 | 總 學分 | 總 學時 | 開課 學期 | 備注 |
專業課 | 器件可靠性 | 考查 | 1.5 | 24 | 6 | |
能源材料與器件 | 考查 | 1.5 | 24 | 6 | ||
科技創新與論文寫作 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
磁性材料與器件 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
表面工程技術 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
芯片制造技術 | 考查 | 1.5 | 24 | 6 | ||
功能陶瓷 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
納米材料與技術 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
光電材料與器件 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
功能薄膜材料 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
生物材料學 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 | ||
敏感材料與器件 | 考查 | 1.5 | 24 | 7 |
4. 其他必修實踐環節:要求修滿38學分
實踐環節名稱 | 考核 方式 | 學分 | 學時 | 開課 學期 | 備注 |
軍事技能訓練 | 考查 | 2 | 3w | 1 | |
物理實驗1和2 | 考查 | 2.5 | 40 | 1/2 | |
形勢與政策1-4 | 考查 | 1 | 32 | 1/3/5/7 | |
工程基礎訓練(金工) | 考查 | 2 | 2W | 4 | |
材料物理性能實驗 | 考查 | 1 | 16 | 5 | |
物理化學實驗 | 考查 | 1 | 16 | 3 | |
機械設計基礎課程設計 | 考查 | 1 | 1W | 5 | |
計算機程序設計實踐(VC++) | 考查 | 1 | 1W | 4 | |
電工電子技術實驗 | 考查 | 1 | 16 | 4 | |
材料科學基礎實驗 | 考查 | 1 | 16 | 4 | |
專業綜合實驗 | 考查 | 2 | 2W | 6 | |
專業創新實驗 | 考查 | 1 | 1W | 7 | |
認識實習 | 考查 | 1 | 1W | 2 | |
生産實習 | 考查 | 2 | 2W | 6 | |
材料近代分析方法實驗 | 考查 | 0.5 | 8 | 5 | |
功能材料綜合課程設計 | 考查 | 2 | 2W | 7 | |
功能材料性能表征實驗 | 考查 | 2 | 2W | 6 | |
功能材料工藝學實驗 | 考查 | 2 | 2W | 6 | |
畢業設計(論文) | 考查 | 12 | 16W | 8 | |
合計 | 38 | 144+35w |
5. 第二課堂:要求修滿6學分
第二課堂活動是人才培養的重要環節,在培養學生創業意識、創新精神和實踐能力,提高學生自主學習能力、組織活動能力、專業素養等方面發揮着重要作用。
第二課堂項目分為創新研究活動、社會實踐活動、人文藝術體育活動三類。學生在第二課堂滿足6學分的同時,還應滿足以下基本要求:
在創新活動研究方面,至少參加1個創新創業訓練項目或創新性開放選修實驗或教師科研課題,至少參加1次學科競賽、1個科技社團活動;在社會實踐活動方面,至少參加1次社會實踐;在人文藝術體育活動方面,平均每學期至少聽1次高質量的學術講座、閱讀1本書(四學年中至少閱讀1本中華優秀傳統文化方面的書籍)。
學生參加第二課堂活動的成績評定采用等級記分制,根據學生參加活動項目的對應累計分值确定總評成績。學生參加第二課堂活動評定成績以“實踐能力與素質拓展”的科目名稱記入學生成績檔案。成績及格及以上者獲得相應學分。具體詳見《江蘇科技大學本科培養方案第二課堂要求選修學分評定管理辦法》(江科大校〔2013〕199号)。
七、主要課程圖譜
八、課程類别學分學時統計
1. 按課程模塊統計
統計項目 課程類别 | 要求修學 學分 | 占總要求 學分的比例 | 學時 | ||
理論教學 | 通識教育課程 | 必修 | 75 | 42.4% | 1100 |
選修 | 10 | 5.6% | 196 | ||
小計 | 85 | 48.0% | 1296 | ||
學科基礎課程 | 必修 | 36 | 20.3% | 576 | |
選修 | 0 | 0 | 0 | ||
小計 | 36 | 20.3% | 576 | ||
專業課程 | 必修 | 16 | 9.0% | 224 | |
選修 | 6 | 3.4% | 64 | ||
小計 | 22 | 12.4% | 288 | ||
合計 | 143 | 81.25% | 2160 | ||
集中實踐性環節 (含不以周安排的獨立實驗) | 必修 | 38 | 21.5% | 144+35w | |
選修 | 0 | 0 | 0 | ||
小計 | 38 | 21.5% | 144+35w | ||
第二課堂 | 選修 | 6 | 3.4% | 按6 w計 | |
總計 | 176 | 100.0% | 2304+41w |
注:必修課共計要求修滿155學分,選修課共計要求修滿22學分。
2. 按課程類型統計
課程類别 | 數學與自然科學>15% | 工程基礎/專業基礎課/專業課>35% | 工程實踐與畢業設計>20% | 人文社科 >15% | 第二課堂 |
學分 | 27.0 | 64 | 38 | 42 | 6.0 |
占總學分比例 | 15.2% | 36.2% | 21.5% | 23.7% | 3.4% |
九、教學計劃課程安排
專業教學計劃課程安排表(見附表3)
十、教學計劃中學期教學周及學分分布
教學計劃中學期周分配統計表
學期 | 第一學年 | 第二學年 | 第三學年 | 第四學年 | 合計 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
理論教學(含課内實驗、上機及不以周安排的實驗、實訓) | 15w | 17w | 17w | 15w | 17w | 13w | 15w | 0w | 109w | |
以周安排的集中實踐性環節 | 機械設計基礎課程設計 | 1w | 1w | |||||||
軍事技能訓練 | 3w | 3w | ||||||||
工程基礎訓練(金工) | 2w | 2w | ||||||||
計算機程序設計實踐(VC++) | 1w | 1w | ||||||||
認識實習 | 1w | 1w | ||||||||
生産實習 | 2w | 2w | ||||||||
專業綜合實驗 | 2w | 2w | ||||||||
專業創新實驗 | 1w | 1w | ||||||||
功能材料綜合課程設計 | 2w | 2w | ||||||||
畢業設計 | 16w | 16w | ||||||||
考試/ 畢業教育 | 1w | 2w | 2w | 2w | 2w | 1w | 1w | 1w | 12w | |
學期周數總計 | 19w | 19w | 20w | 20w | 20w | 18w | 19w | 17w | 152w |
教學計劃中學期學分分配表
學期 教學環節 | 第一學年 | 第二學年 | 第三學年 | 第四學年 | 合計 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
理論教學(含課内實驗、上機、實踐) | 17 | 23.3 | 21.5 | 19.8 | 21 | 15.7 | 4.5 | 0.2 | 119 |
集中實踐教學環節 | 3.3 | 1.5 | 2.3 | 5 | 2.7 | 8 | 3.2 | 12 | 37 |
合計 | 20.3 | 24.8 | 23.8 | 24.8 | 23.7 | 23.7 | 7.7 | 12.2 | 161 |
注:(1)通識教育選修10學分,第二課堂6學分,未包含在表内。
專業負責人:袁妍妍 院長:蘆笙