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材料化学
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材料化学专业

 

专业简介

材料化学是材料科学与现代化学等多门学科相互交叉、渗透发展形成的具有强大活力的新兴交叉学科,被列为我国经济建设与科技发展的重点学科之一,在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。材料化学是以化学理论及无机非金属材料工程为基础,以纳米材料、新能源材料、无机功能材料、材料腐蚀防护及电化学合成为特色,系统学习材料科学及化学基础知识和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。

材料化学专业依托于“材料科学与工程”陕西省重点学科,2015年材料化学专业教学团队被评为陕西省省级教学团队,在人才培养方面,同年评为陕西省“面向工程应用与实践的材料化学卓越人才培养模式创新实验区”,为材料化学卓越创新人才培养培养奠定了坚实的基础。专业课“工程化学基础”及“材料研究方法”被评为省级精品课程,并且获批了陕西省实验教学示范中心及陕西省工科化学实验教学示范中心。在陕西省“光电功能材料与器件”重点实验室引领下,已建成“无机功能材料合成”、“材料制备与烧结”、“ 纳米材料”、“功能材料及新能源材料”、“材料表面工程”、“材料腐蚀防护”及“超分子组装”7个实验室,可满足学生基本的实践操作、科研能力及创新能力的培养。为促进学生了解企业、了解企业生产经营模式,材料化学专业与省内兵器化工企业及功能材料器件等多家企业建立了实习基地,使学生提早了解企业生产经营模式,为卓越工程师的培养及后续的就业提供帮助。

师资力量

    材料化学专业现有专任教师20人,教授5人,副教授7人,均具有博士学位,该专业师资力量雄厚、教学科研成果优异。近五年,发表高水平研究论文200余篇,申请发明专利10余项,承担完成国家自然科学基金、教育部、陕西省科技厅、陕西省教育厅、企业合作项目等30余项,获陕西省高等学校科技奖、陕西国防科技进步奖、西安市科技进步奖等近十项,并编写了多部专著及教材。

硬件设施

实验室拥有超临界共沉纳米陶瓷设备、冷等静压设备、气氛可控热压烧结炉、微波烧结炉、真空烧结炉、热处理炉、电化学测试设备、表面处理设备、电池测试设备、光化学反应器等无机功能材料、纳米材料、新能源材料、电化学加工等合成及制备设备,同时还具有气相色谱、差示扫描量热仪、扫描及透射电镜等组织结构表征设备,还包括光、电、磁、声、热等物理性能测试设备和催化及光化学反应等化学性能测试设备。可满足学生专业学习之用。

 

陶瓷烧结实验室

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表面处理实验室

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无机合成及新能源材料实验室                      超分子组装实验室

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纳米材料实验室                                    腐蚀防护实验室

培养目标(2021版)

面向区域经济社会发展和国防工业,培养德智体美劳全面发展,具有社会责任感、国际视野、人文素养、创新精神和环保意识的社会主义合格建设者和接班人,能够在新能源材料、功能陶瓷等材料化学相关领域,从事材料研究、工艺设计、产品开发、生产及经营管理等工作的高级专门人才。

毕业后5年左右能够达到的职业能力:

(1)专业能力:熟练应用材料化学理论知识和专业技能,解决新能源材料、功能陶瓷等材料化学相关领域复杂工程问题的能力。

(2)研究创新:能在材料化学相关领域从事科学研究、工程设计、经营管理等工作,具备创新能力和工程实践能力。

(3)道德修养:具有良好的人文素养、兵工精神和社会责任感,具备法律、安全与环保意识,遵守职业道德,能够积极服务国家与社会。

(4)社会能力:具有良好的沟通、交流、表达与组织管理能力,能在多学科背景下的团队中独立或合作发挥积极作用。

(5)自我发展:具有宽阔的国际视野,能通过行业训练或继续教育等渠道更新知识,适应社会发展或职业环境变化。

毕业要求(2021版)

材料化学专业制定了明确、公开、可衡量的毕业要求,并有效支撑培养目标达成。

0. 思想品德:具有坚定正确的政治方向,热爱祖国,热爱人民,拥护中国共产党的领导;具有正确的世界观、人生观、价值观,具有良好的思想品德、健全的人格、健康的体魄,践行社会主义核心价值观。

1. 工程知识:能够将数学、自然科学,以及相关的工程基础和专业知识用于解决材料化学相关领域,尤其是新能源材料与功能陶瓷材料领域的复杂工程问题。

2. 问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学基本原理,通过文献研究,识别、分析并表达材料化学领域,尤其是新能源材料和功能陶瓷领域的材料组成、结构、工艺及相关设备等复杂工程问题,获得有效结论。

3. 设计/开发解决方案:能够设计针对新能源材料、功能陶瓷材料等材料化学相关领域的复杂工程问题的解决方案,综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,设计满足特定需求的材料成分与组织结构、制备工艺、产品工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识。

4. 研究:能够基于科学原理并采用科学方法对新能源材料、功能陶瓷等材料化学相关领域的复杂工程问题进行研究,包括文献分析与归纳、技术路线与实验方案设计、实验实施与数据收集、实验结果分析与解释,并通过信息综合得到合理有效的结论。

5. 使用现代工具:能够针对新能源材料、功能陶瓷等材料化学相关领域的复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的现代仪器、制备设备、测试技术手段、软件、信息技术工具、技术、资源,包括复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

6. 工程与社会:能够基于工程相关背景知识对工程实践进行合理分析,评价新能源材料、功能陶瓷等材料化学相关领域的生产、设计及研发等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材料化学相关领域复杂工程问题的工程实践对环境、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:正确理解多学科背景下团队的意义和作用,能够在多学科背景下的研发、生产、管理、经营等团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

10. 沟通:能够就新能源材料、功能陶瓷等材料化学相关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。

11. 项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能够在相关多学科环境中应用。

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。

主要特色

材料化学专业以培养厚基础、宽专业、高素质、动手能力强的理工兼备的高级复合人才为特色,强调重视基础,宽口径的知识结构和实践能力的培养。在人才培养上,重视实践技能和创新思维的培养,强调新产品开发技术,注意前沿学科,如纳米材料、新能源材料、功能材料、复合材料科学知识的引入及其与材料化学学科的结合应用,强化英语和计算机在学科上的运用,通过基础化学实验、材料类相关实验,课程设计,毕业设计等实践环节训练,使学生除了掌握必要的专业基础知识和技能外,还具有熟练的工程技术应用技能。使学生获得解决材料化学专业问题的综合能力,拓宽毕业生就业面。同时注重学生科研能力的培养,使其能在材料及相关的科技领域中从事科研与教学、技术开发、工艺设计及经营管理等方面的工作。

主要课程

创新型人才理论课程体系

以材料化学专业为出发点、以宽基础,重交叉,强实践,重创新为原则、以培养学生的创新能力、实践能力为目标。宽基础是指拓宽基础知识面以及这些知识与材料化学的内在联系;重交叉指强调材料化学是与其他相关学科(包括数学、物理学、化学、力学、信息与电子科学、生物学等)有密切关联,培养学科交叉的思想;强实践是强化综合性、设计性及创新性实验,加强学生实验、实践能力的培养。“重创新”是学生提前参与科研,科研引入教学,以科研促进教学,毕业论文、设计全部结合科研项目,提高学生创新的意识与创新能力。通过这些课程和知识构建体现学生知识体系的复合性、多样化、前沿性。采用由顶向下的人才培养模式设计,政治思想、职业道德、基础课程、专业基础课程、专业课程、交叉学科课程、实践课程实施无缝衔接,保障培养方案的顺利实施。

1) 通识课程平台——注重自然科学与社会科学的有机结合。培养方案中设置了社会科学和自然科学相结合的综合化教育课程,包括政治、英语、计算机等,即通识课程。针对学生所必需的知识和基础,注意培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展并且为学生继续学习打基础,使学生获得较宽厚的通识基础学科、专业基础学科的知识。

2) 基础课程知识平台——拓宽专业口径,培养复合型人才。基础课程涵盖无机化学、工程力学、电工与电子技术、金工实习、无机材料科学基础、无机材料合成、材料性能学等课程。上述做法使学生基础扎实,具有材料、化学、化工兼顾的知识结构。

(3) 特色课程平台——接触学科前沿,注重设计和实践能力。本专业方向特色课程平台为本专业方向的支柱课程,有理论、有实验、有课程设计。特色课程平台针对本方向的技术发展,选择接触学科前沿的学生必备的专业知识。

(4) 选修课程平台——鼓励学生交叉选修,注重专业拓展能力。选修课程平台有功能材料、纳米材料与技术、信息检索与利用、新能源材料、功能陶瓷等。通过选修课程的学习,更好地拓展了材料化学相关的工程实践能力。

纳米材料科学技术、能源材料科学技术、环境材料科学技术、信息材料科学技术、生物材料科学技术、先进结构材料技术,将完善学生的材料-结构-器件的知识结构,形成材料依托器件要求发展的理念。

创新型人才实践课程体系

1)完整的实验教学体系

近年来,中央、陕西省政府和学校投入引进、购置了一批具有国际先进水平和特色的材料加工、成型、组织结构分析和性能表征等科研和教学仪器设备,建成了“材料工程省级实验教学示范中心”、“陕西省光电功能材料与器件重点实验室”;并成为“精密与超精密加工国家地方联合工程中心”的重要组成部分。同时与英国Oxford仪器公司建立了“西安工业大学-Oxford电镜联合实验室”,与瑞士Mettler Toledo公司建立了“西安工业大学-Mettler Toledo热分析联合实验室”,实验教学基地建设为材料化学工程实践人才培养提供了先进的公共实验、实训平台和良好的技术支撑服务。

材料化学专业构建了基础技能素质训练——工程基础素质训练——工程综合素质训练三个实验教学平台,在重视基础知识和技能的基础上,强调实践能力和创新能力的培养,分为基础型实验、综合型实验、研究创新型实验三个层次,逐步提高动手能力,着力培养学生学习兴趣、创新意识、创新精神和解决问题的能力。以实验教学和科研训练相结合为主线贯穿整个实验教学全过程。该体系已获得陕西省教学成果一等奖。

2)独特的设计型综合实验

设计型开放性实验采用由典型材料或产品(材料、工况)一一选材(成份设计、材料设计)一一工艺设计一一工艺实施一一性能检测分析的多环节综合工程素质培养教学模式构成。学生通过自主选题,查阅有关文献资料,独立制定实验设计方案和工艺方案,选择实验用设备仪器,直至方案的最终实施及结果分析、撰写科技论文。这种教学方式是模拟实际生产和科学研究的基本过程,目的在于让学生更好的掌握材料科学与工程中材料成分与组织结构、制备与加工、材料性能及材料使用性能四大要素及其相互间的关系,掌握正确的实验设计方法和科学研究方法,强化实验技术和技能,突出对学生创新意识和创新能力及工程素质的综合培养。设计题目一般来源于生产中的技术问题或是教师科研中的部分研究内容,不仅具有实用性和先进性,而且涉及相当的知识覆盖面。

通过创新实验,提高了学生学习的主动性和积极性,培养了其理论联系实际的学风和科学试验能力;锻炼了学生解决工程实际问题或从事科学研究的能力。

3)开放实验室

材料化学各实验室对本专业本科生开放,允许学生利用实验室的资源,做综合实验或一些补充性和扩展性实验。各实验室为支持学生课外科技活动还专门开辟实验场地,在课余和节假日也向学生开放,允许学生自由选择实验课时间,独立操作。

4)创新性的科研兴趣小组

为了加强学生课外科研兴趣活动,进一步提升本科教育教学质量,调动广大师生参与科研的积极性和主动性,培养学生创新能力、分析问题和解决问题的能力,活跃学生的学习氛围,成立由科研课题负责教师牵头,师生共同参与的课外科研活动兴趣小组。鼓励学生积极参加全国“挑战杯”等大学生创新创业大赛,提高大学生就业和创业能力,激发大学生科技创新、实践成才的热情。

部分大学生课外科技竞赛获奖:

  

中国(国际)传感器创新大赛三等奖               第九届 “挑战杯” 陕西省大学生课外学术科技作品竞赛三等奖

 

第九届 “挑战杯” 陕西省大学生课外学术科技作品竞赛三等奖    第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖

5)校外实训平台建设

材料化学专业积极开展产学研合作和基地建设,近年来与兵器5359研究所、惠安化学工业有限公司、陕西华星电子科技有限公司、陕西金山电气有限公司、西安航空机械公司、中国第一拖拉机集团等单位建立了长期稳定的科技成果转化和实习基地,为学生由理论到实践,进行工程实践提供了外延平台。通过实践教学平台建设,将“提出问题、分析问题、解决问题”贯穿教学全过程,把知识置于解决特定问题的实践背景框架中来理解,培养学生的创新思维和工程实践能力,构建了具有优势和特色的工程应用实践人才培养平台,同时为科研成果转化提供了孵育平台。

6) 信息化平台建设。进行网络教学资源的建设和共享,为学生提供主要实验课程的网络课件和电子教案,并在网站上提供仪器使用手册、设备操作方法等。学生可以在网上开展专题讨论、发布课程疑难问题以及对实验教学的意见和建议,更好地发挥师生互动的教学效果。

就业方向

学生毕业后能在材料及化学及化工领域进行无机材料及化工产品的合成、制备、结构与性能检测以及新材料、新工艺、新产品研制开发,可在无机材料、现代建筑材料、现代装饰材料、精细化工、石油化工、通讯材料等企业、事业、技术和行政部门从事科研、教学、技术开发、工艺设计、技术改造、生产及经营管理等方面工作。

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