材料科学与工程专业发展战略研究

材料科学与工程专业发展战略研究材料科学与工程教学指导委员会2006-01-16 16:27:38 全国高等学校教学研究中心根据教育部高教司2003年10月下发的《关于理工科各教学指导委员会研究课题立项的通知》（教高司函[2003]141号）精神，材料科学与工程专业教学指导委员会及时召开了会议进行认真讨论和布署，高分子材料与工程、材料物理与化学、无机非金属材料工程教学指导分委员会分别对相关高校下发了专业调查报告。

在国内几十所高校、中国建筑材料工业协会的支持和配合下，我们积极开展调研，广泛收集资料，经过半年的辛勤劳动，撰写出本专业的发展战略研究。

本课题研究报告是以中国工程院、中国科学院《中国材料发展现状及迈进新世纪对策》咨询项目总报告、我国无机非金属新材料中长期科技发展战略研究报告、绿色和节能型建材制造技术发展战略研究报告为指导，以教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”中工科“材料类专业人才培养方案和教学内容体系改革的研究与实践”项目（33项）所取得的成果为依据，结合材料科学研究趋势、材料工业发展现状及人才需求情况，进行综合分析和整理而形成。

本课题分五个子课题进行：研究社会经济发展与材料科学与工程学科演变之间的关系；研究社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互关系；研究我国材料科学与工程人才培养规格与培养模式的演变规律；研究社会对材料科学与材料工程相结合的综合性人才的规格要求；提出材料科学与材料工程专业教育改革建议与创新的措施。

本研究报告是这五个子题研究结果的汇总。

五个子题的研究结果详见子报告。

一、社会经济的发展与材料科学与工程学科演变之间的关系在人类社会的发展过程中，材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。

人类和材料的关系不仅广泛密切，而且非常重要。

事实上，人类文明的发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。

同时，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。

在当代，材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术先导。

以下从三个方面来分析社会经济发展与材料科学与工程学科发展之间的密切关系。

1. 社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用材料是人类社会进步的象征，也是社会经济发展的结果。

传统材料不仅为现代社会大量使用，同时在高新技术的推动和社会经济发展的要求下，其性能不断提高，满足了不同层次的社会需求。

近代的两次工业革命，给社会创造出巨大的财富，促进了社会经济的巨大发展。

随着石油天然气的广泛应用，促进了高分子材料产品的石化工业迅速发展，于20世纪30年代形成了高分子学科，高分子材料发展至今，已经渗透到人类社会生活的方方面面。

进入21世纪以后，新时期国民经济可持续发展对高分子材料的发展提出了更高的要求。

在材料科学与工程学科领域中，高分子学科与金属材料学科、无机非金属学科并列成为材料学科的重要分支。

当今社会正处于信息时代。

这场始于20世纪中叶的信息革命，是人类科学技术上的一次重大飞跃，它对人类社会产生了深远影响，信息时代的快速发展和信息产业的巨大增长，给材料学科带来了史无前例的推动和促进作用。

总之，自从有了人类社会的历史以来，社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用。

2. 材料科学与工程学科的发展对社会进步产生的巨大影响材料科学与工程学科有着丰富的内涵，不仅包括金属、陶瓷等传统的结构材料，而且包含了具有众多特殊性能和用途的功能材料。

材料科学与工程的学科内涵和人才培养与社会经济发展的水平具有密切的关系。

20世纪60年代以来，随着材料工程技术的迅猛发展，材料已经不仅在种类上得到拓展，而且在包括光、声、电、磁、力、超导、高塑，以及超强、超硬、耐高温等机能与性能上获得极大的扩展与深度发掘。

此类新材料的出现，推进了高技术产品的智能化与微型化，从而极大地影响着人类的现代生活、社会结构与文化价值。

新材料与新能源，以及新材料与新能源中的高新技术的发展，正在极大地丰富着人类的物质与精神生活。

材料与能源是人类文明的奠基石。

材料是支承工业生产与工业技术的物质基础。

在现代社会的经济生活中，诸多高新技术产品都是与新材料技术的发展密切相关。

新材料技术已经成为一个国家工业水平与技术能力的一个十分重要的标志。

在现代经济结构中，新材料技术在国家发展中的战略意义是不容忽视的。

20世纪80年代出现的新技术革命,把新材料、信息技术、生物技术并列为新技术革命的重要标志。

子报告中举例说明了材料学科的发展对20世纪文明发展的重要性以及对20世纪社会经济的巨大推动作用。

3. 社会经济及其他相关学科的发展与材料学科发展之间的关系材料是一门实用的直接的科学和技术，所以，社会经济发展的需求，总是对材料的研究和发展产生了巨大的推动和牵引作用。

一般来说，材料的基础研究和带有明确目的的开发性研究都各有它们的价值。

它们的效用有长有短，在实际生产上的体现有快有慢，但有一点是相同的，那就是要不断探索。

材料的应用研究一旦成功，即一种材料诞生之后，它的应用价值和市场开发可以产生较大的辐射作用。

现在的材料科学与工程学科是多学科性的，由于材料的应用越来越广泛，并渗透到各行业，许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关，使得材料成为机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础，并与这些相关学科交叉发展。

所以，材料学科与其他学科的交叉是一个必然趋势，也是材料学科发展的一个重要特征。

现代科学技术发展的特点是，一方面学科呈现出多科性，新兴学科不断涌现；另一方面，学科发展又呈现出高度综合的趋势，交叉学科和边缘学科层出不穷。

学科交叉的形式可以多种多样。

国内绝大部分理工科高校一般都设有材料科学与工程系（或学院），包含的专业主要为材料类专业。

未来科技的发展将是多学科的交叉和综合。

为了迎接未来的知识创新和人才培养的新趋势，有必要在大学里建立新的结构层次，即跨学科的交叉中心。

比如把材料科学、生物科学、医学工程科学结合在一起，构成交叉学科中心，这样必将大大推动材料学科在新领域的增长点。

二、社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互关系从传统的培养人才、科学研究，到后来的服务社会，现在又提出了教育具有传承文明、创造文明的使命，教育的功能得到了极大的扩展，大学已从社会的边缘走向社会的中心。

从我国材料教育的四个发展阶段可以看出，材料科学与工程教育的形成和发展过程正遵循着从宽广到细分，又从细分到综合的科学发展普遍规律，也体现了社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互作用关系。

1. 我国不同时期的社会需求决定了材料学科专业结构的特点综观不同时期材料科学与工程教育的特点，不难发现，材料科学与工程学科专业结构、人才素质与社会需求之间的关系密切。

在新中国成立之前，为适应开发材料资源和满足当时的社会需求，我国材料教育主要是培养矿冶人才；新中国成立以后，工程人才极其缺乏，主要培养毕业后能够立即到国营工业领域担任设计、施工、运行等事业性工作的工科人才；改革开放以来，随着经济、社会和科学的发展，材料科学与材料工程之间的界线开始模糊，几大材料之间有了更多的内在联系和共性。

于是，国内许多高等学校抓住机会，开拓学科领域，开展交叉、渗透、新型学科的科学研究，逐步打破原专业设置界限，加强二、三级专业学科间的相互渗透与联系，更新教学内容的改革思路；20世纪90年代，随着我国经济体制从计划经济向市场经济转轨，从拓宽专业口径出发，教育部对中国高等学校材料类本科专业的设置进行了整合，进一步推动了我国材料科学与工程教育的改革与发展，为探索与形成有中国特色的材料教育培养模式开创了新的局面。

2. 材料科学与工程技术的发展趋势对材料类人才素质提出新的要求近年来，我国材料科学领域十分活跃，新概念、新构想、新方法不断出现，新材料在理论和技术上都有长足进展，其发展趋势有以下几个特点：⑴在各类材料多样化基础上的一体化。

⑵合成—结构—性质—加工—实用性能五位一体，成为现代材料科学与工程的主要内涵。

⑶材料科学与工程的相互融合，两者间的相互影响和作用增强。

⑷多学科和跨学科的交流和合作是现在材料学科与工程主要发展模式。

⑸材料领域的研究进展速度极快，各种新材料、新工艺、新技术和新理论大量涌现，学术活动异常活跃，正进入一个史无前例的“材料时代”。

因此，作为新世纪高新科技的支撑，21世纪材料类专业人才必须具有良好的综合素质，必须通晓材料的制备与加工、组成与结构、性能与应用的材料科学与工程的全面知识。

3. 我国典型材料产业现状及存在问题建筑业和建筑材料工业是我国国民经济的支柱产业。

水泥、建筑玻璃、建筑卫生陶瓷和建筑墙体材料作为我国的四大类建筑材料，产量很大，居世界前列，但产品质量、产品结构及综合技术经济指标等方面与国际先进水平存在很大差距，主要表现在：产量大，但“大而不强”，产品质量档次低；集约化生产规模小，工艺技术装备落后，小、散、乱现象普遍存在；开发能力薄弱。

我国无机非金属材料是20世纪50年代末期为配合研制“二弹一星”创建和发展起来的，初步形成了生产、设计、科研、教育配套的新型产业。

与发达国家相比，差距主要体现在几个方面：基础研究和关键技术落后；材料性能低、品种少、批量生产质量不稳定；制备技术及装备落后。

我国高分子工业起步较晚，但近年来发展很快，呈逐年上升的趋势，与世界发达国家水平相比，我国高分子材料的品种、产量、制造工艺、技术水平和人均消耗量均存在非常大的差距，研究能力比发达国家落后近10年，产业化能力比发达国家落后近20年。

由此可见，我国材料产业的研究力量和技术水平都还比较落后，急需具有开阔视野，有很强的工程实践能力，勇于探索，具有吃苦耐劳精神，有创新思维、创新能力高素质人才。

4. 社会对材料人才的需求现状分析自20世纪60年代材料科学与工程学科作为一个统一的学科以来，经过几十年的努力，我国的材料类专业高等教育已取得了很大的成就和发展。

在此，以11所院校无机非金属材料工程专业、11所院校高分子类专业、26所院校材料物理、材料化学专业本科毕业生就业情况及研究生招生情况的调查结果作为依据，进行我国社会对材料人才培养及的需求现状分析。

⑴无机非金属材料工程专业需求现状我们对武汉理工大学、吉林大学、重庆大学、西南科技大学、武汉化工学院、东华理工学院、福州大学、河北理工学院、安徽建筑工业学院、沈阳建筑工业大学、西安建筑科技大学等11所院校2000—2003年的无机非金属材料工程专业招生与就业情况进行了调查。

结果表明，连续四年，社会对无机非金属材料工程专业人才的需求量大于本科毕业生毕业人数，需供比为2左右；对无机非金属材料专业本科生的需求主要来自于具有工程应用背景的企业，而提供了23%就业岗位的研究院所中也有相当多的是对工程、工艺知识要求高的设计院所；同时，有平均58%的学生在材料领域就业，21%的学生跨行业就业，有1%比例的学生自主创业，四年考取研究生的比例逐年上升，平均比例为19%；“211工程”院校学生就业结构与一般院校有一定区别，考研率、研究院所就业率及跨学科就业率都高于一般院校，用人单位对重点院校提供的岗位数大于一般院校，需供比可达3以上。