材料科学与工程专业发展战略研究Word下载.docx
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作为人类赖以生存和发展的物质基础，尽管材料的使用几乎和人类社会的形成一样古老，但材料科学与工程学科作为一个独立的学科，只有约50年短暂的历史。
但是，在仅仅50年的发展过程中，材料科学与工程学科已经充分显示了其在现代科学技术发展和人类社会进步中所处的重要地位。
随着我国由传统计划经济向社会主义市场经济转型和加入WTO后面临的更激烈的国际竞争，使社会对材料科学与工程人才在素质、能力和知识综合结构方面的要求有了进一步提高。
在传统经济模式下，材料研究与材料生产相脱节。
一方面，具有材料工程领域人才优势的材料生产企业的自主研发能力不强，产品的技术含量不高，市场竞争力不强；
另一方面，具有材料科学人才优势的科研院所、大专院校的科研成果却难以产业化。
目前，我国企业正在进行大规模重组，产业结构、产品结构、工艺技术和装备水平正在发生重大变革与调整，企业发展越来越依靠于自主创新能力，越来越需要国际竞争能力。
面对这种形势，市场经济条件下的材料生产企业对人才的素质、能力和知识的要求也越来越高，既要有较深的理论基础，能进行深入研究与创新；
又要具有丰富的工程知识，能将科研成果迅速转化为生产力，实现科研成果的产业化。
这对承担着材料类人才培养任务的高校提出了严峻的挑战。
二、材料科学与工程专业的历史沿革、现状及发展趋势
我国高等材料类专业教育起始于部分高校的采矿系、矿冶系等，已有上百年历史，其形成和发展大体可分为以下几个阶段。
1.启蒙阶段
我国近代大学材料教育源于清末甲午战争后诞生的北洋西学学堂，其在工科中设置了采矿系，教学内容已包含材料学知识。
之后，山海关内外路矿学堂（1905—1908年，西南交通大学的前身）、唐山路矿学堂（1908—1912年）、东北大学（1923年）、武汉大学（1913年）、国立贵州大学（1941年）等院校相继设置了矿冶系，其教学内容也涵盖了材料学。
1946年，国立清华大学从西南联合大学回北京复校后，在工学院中又增设了化学工程系，把材料学教育拓宽到了非金属材料领域。
在这一时期，我国的材料教育主要目的是培养矿冶人才，其突出特点是不划分专业，教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等全部内容，是一种宽领域综合式的人才培养模式。
2.苏联模式阶段
1949—1966年间，依照苏联模式，我国建立和发展了较完整的材料学高等教育体系。
这一体系的建立是以全国高等学校的很多材料类专业进行院系调整合并为先导的，如大连工学院电机系、哈尔滨工业大学采矿系、冶金系和山东大学采矿系均并入东北工学院（东北大学前身），唐山铁道学院矿冶系等调整到北京钢铁学院（北京科技大学前身），武汉大学、中山大学、北京工业学院、广西大学、湖南大学和南昌大学等6所院校的矿冶类专业经合并重组形成了我国有色冶金类特色学校——中南矿冶学院（中南大学前身），这三所高校是新中国成立后为发展国民经济组建的以材料类人才培养为主要目的的专门化学校。
与此同时，为适应冶金工业的发展，我国还相继建立了一批新兴的、专门为钢铁冶金企业培养建设人才的院校，如鞍山钢铁学院（辽宁科技大学的前身）、包头钢铁学院（内蒙古科技大学的前身）、武汉钢铁学院（武汉科技大学的前身）等。
机械类院校则纷纷设立了金属材料及热处理、铸造、锻压、焊接等专业，化学化工类学校也纷纷设立了水泥、陶瓷、玻璃以及高分子等专业。
在这一阶段，我国材料类专业人才培养被分割在十几个专业内进行，分属于冶金、机械、化工等系。
仅金属材料就被细分为冶金物理化学、金属材料及热处理、铸造、锻造、轧制、焊接、高温合金等专业。
这种培养模式下培养的学生的最大特点是，能在对口行业工作中较快地适应岗位，他们曾为我国经济发展做出过巨大的贡献。
但是，这种教育模式存在着学科专业划分过细、学生知识面狭窄等缺点，已难以适应我国改革开放后国民经济快速增长和材料类学科自身快速发展的需求。
3.现状及发展趋势
20世纪60年代以前，国内外高校均没有独立的材料科学与工程院系。
此时，材料科学与工程人才的培养分别在冶金、化工或机械等院系进行。
从20世纪60年代初起，欧美国家高校已意识到这种培养模式的不足，开始进行材料学科的改造，纷纷将原设置在冶金、机械和化工等院系中的与材料有关的专业改设为“材料科学与工程系”、“材料科学系”和“材料工学系”。
至20世纪80年代中后期，欧美国家大部分高校已完成此项工作。
这种教育改革符合当时材料科学技术发展的趋势。
表1列出了美国麻省理工学院（MIT）材料学科专业由“地质与采矿工程”演变到“材料科学与工程”的情况，这种演变反映了当时社会的需求与学科的发展趋势，非常具有代表性。
表1美国麻省理工学院（MIT）材料学科专业演变
时间/年
系科名称
1851—1879
地质与采矿工程
1927—1937
采矿与冶金
1879—1884
采矿工程
1937—1966
冶金
1884—1888
采矿工程（地质、采矿、冶金）
1966—1975
冶金与材料科学
1889—1890
1975—现在
材料科学与工程
1890—1927
采矿工程与冶金
面对国内外高新技术发展对材料类人才培养需求的变化，我国材料类专业教育模式与内容的弊端逐渐被人们所认识。
20世纪70年代末至20世纪90年代初，我国材料类专业教育开始学习欧美培养模式。
自1978年起，随着对欧美诸国材料科学与工程教育改革的了解，我国材料类专业在加速发展材料科学技术研究的同时，也开始了材料类专业教育的改革。
其代表性成果是，1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整，将原来划分过细的10多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。
同时，在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业，该专业具有面向“所有材料”及材料四要素（或五要素）的宽专业特点。
目前，我国大部分理工科高校都设有材料类学科。
一类是在工科院校中通过冶金与机械，或金属、非金属、高分子三大类材料以及它们的复合材料所依存的专业而建立的学科，如工科院校的材料科学与工程系等，这种类型的学科侧重于从具体应用的角度来探求新材料的制备、性能评价与使用；
另一类是一些综合性大学在追踪科技前沿的基础上，由物理学与化学孕育并分化形成材料物理与材料化学新学科，建立了材料科学系或研究所，其特点是材料学与物理学、化学等学科交叉结合。
这两类不同起点的材料学科在发展中经过自我完善而相互靠近，理工结合，并逐渐向基础研究与应用研究相结合的方向发展。
目前，北京科技大学、复旦大学、清华大学和同济大学、中南大学、四川大学、东北大学、武汉理工大学等重点院校相继设立了材料科学与工程学院（系），参与改革的院校逐渐增多。
改革的主要内容大致有：
在原设置专业的基础上扩充内容（如在金属材料与热处理专业教学中补充非金属工程材料和功能材料内容等）；
试办新专业，如材料工程、材料物理（侧重于功能材料）、材料加工等；
逐步打破原专业设置界限，加强专业（二、三级学科）间的渗透与联系；
更新教学内容等。
截止2009年7月，我国具有材料类二级学科的普通高校已有415所，绝大多数“211工程”大学都设置了材料类专业。
材料科学与工程学科有着丰富的内涵，不仅包括金属、无机非金属和高分子等传统的结构材料，而且包含了具有众多特殊性能和用途的功能材料。
20世纪60年代以来，材料科学与工程技术的迅猛发展，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。
反过来，社会的发展与需求，又极大地推动着材料学科的发展。
整体看来，材料学科正朝着大材料的方向和与信息、能源、生物医学、交通、航空航天、建筑等学科交叉融合的方向发展。
三、社会需求和材料科学与工程学科专业人才培养规格之间的相互关系
培养人才的根本目的是服务社会，确定人才培养目标的根本原则是满足社会需求。
但是，确定人才培养目标又必须结合各高校自己的实际，因校制宜，这样才能充分利用本地区和本单位的资源与人才优势，制定出具有自身特点、切实可行的人才培养目标。
只有这样才能使培养出的人才既能满足于当前的社会需要，又能满足科学技术长远发展的需要，也只有这样才能促进高等教育持续健康地发展。
1.不同时期材料科学与工程人才培养规格的演变
工业的迅猛发展需要与之相适应的科学技术人才，17世纪中叶英国成立了皇家学会，之后又在大学设立工程学科，大大促进了科技人才的培养。
随着钢铁工业的发展，在19世纪中叶，美国MichigantechnologicalUniv.（后归Michigan大学）、Columbia大学、Carnigie-Mellon大学，以及英国Sheffield大学、Birmingham大学、Empericalmining学院等相继设置了矿冶系，分别侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面的教学。
20世纪中叶之前，英美等西方国家材料学科教育主要在冶金系开展，以金属材料为主。
1945年晶体管的发明使半导体材料研究异军突起，非金属材料得到快速发展。
为了适应新材料发展的需要，1955—1956年，Birmingham大学教授Raynor把该校原来的理论冶金系（物理冶金）与工业冶金系（化学冶金及冶金加工）合并，组建并更名为冶金与材料系；
同时，Cambridge大学教授Cottrell把该校冶金系改名为材料与冶金系，并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。
20世纪60—70年代，原设置冶金系的大学逐步将系名更改为材料系或冶金与材料系，到了20世纪80年代，这些大学多数将相应系名更名为材料科学与工程系。
与发达国家材料学科发展规律相似，我国不同时期材料类专业人才培养模式也随社会需求而变化（见表2）。
由表2可见，随着不同时期社会需求的变化，我国材料科学与工程教育的专业设置及人才培养规格也在发生改变。
表2材料类专业结构、人才素质与社会需求之间的关系
时段
社会需求
专业结构设置
人才素质
1949年以前
开发材料资源的矿冶人才
冶金学科
宽知识面
1949—1966年
计划经济，担任设计、施工和工厂运行管理等工作的技术人才
按产品、工种分专业（如金属、玻璃、陶瓷、塑料等）
专业技术知识
1978—1997年
适应市场经济建设需要的工艺优化、工程设计开发、工程管理人才
按三级学科设置专业（如高分子材料、硅酸盐工程、建筑材料、热处理、焊接、铸造等）
有一定的专业适应面，具有较好的单一材料专业基础
适应社会发展和材料科学技术进步所需要的、具有较强工程实践能力的创新人才
按二级学科设置专业（材料化学、材料物理、金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程等）
厚基础、强能力、宽专业
基础产业需要改造和升级，高新技术产业需要大力发展，人民的生活质量亟待提高
一级、二级学科专业并存，多模式和多规格，部分高校自主设置专业
国际化、工程化和创新创业型材料科学与工程专业高素质人才
2.材料类人才的培养现状分析
2007—2009年，全国设置材料类专业的高等院校在各省市的分布情况如表3所示。
全国设置材料类相关专业的院校在逐年增加，截至2009年7月，设置了材料类专业的高等院校达到了415所，绝大部分重点院校都设置了材料类专业。
由此可见，由于材料在时代进步和社会文明中的重要地位，材料类专业在我国受到了越来越多的高等院校的重视，其在高等院校中的重要地位也逐渐凸显出来。
由表3还可以看出，设置材料类专业高校的地域分布不但与高等教育资源分布有关，而且还存在着明显的产业地域特征，一些材料产业发达的地区，其设置材料类专业的高校数量也较多。
这表明，材料教育与社会需求是密切相关的。
表32007—2009年全国设置了材料类相关专业的高等院校在各省市区分布情况
高校所在省市区
2007
2008
2009
北京
19
20
天津
10
上海
11
甘肃
6
8
广东
14
15
广西
7
9
湖北
22
24
湖南
16
河北
23
河南
黑龙江
13
重庆
5
江苏
36
34
39
吉林
浙江
17
江西
辽宁
宁夏
2
青海
1
山东
27
28
山西
陕西
18
贵州
4
3
四川
福建
安徽
新疆
云南
内蒙古
海南
总计
372
393
415
表4示出了我国高校中材料类二级专业和一级专业的设置情况，从中可以看出，在2007—2009年期间，高分子材料与工程、无机非金属材料工程、金属材料工程、冶金工程等专业的办学高校数都在增加，其中设置高分子材料与工程的高校数量增速最大。
这表明随着高分子材料产业迅速发展，高分子材料专业教育规模也随之扩大。
此外，高分子材料专业覆盖塑料、橡胶、纤维、涂料和粘合剂等工程领域，并与复合材料、功能高分子材料等学科领域相互交叉发展，开拓了许多极具发展前景的新型研究领域，这必将有利于材料学科的全面发展。
另外，设置材料科学与工程大专业的高等院校也逐年增多，这些高校主要是一些综合性大学和行业高校，如清华大学、北京科技大学、北京航空航天大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、中南大学、西北工业大学、四川大学、山东大学、武汉理工大学、吉林大学等，这类高校都具有根据自身的特色，按照“厚基础、强能力、宽专业”的人才培养目标，培养能满足各种社会需求的材料科学与工程人才的能力。
例如，清华大学材料科学与工程系只设一个本科专业——材料科学与工程专业，学生用3年左右的时间系统完成基础理论、人文科学、工程技术基础和专业基础课的学习后，分别进入材料物理、金属材料、无机非金属材料、复合材料和电子材料5个专业方向进行深入培养。
北京科技大学、中南大学的材料科学与工程学院也是按材料科学与工程一级专业统一招生，两年后根据学生志愿和社会需求按不同专业方向分别进行培养。
这表明我国研究型大学材料科学与工程教育已非常注意社会需求，这一做法是符合当前国际上材料科学与工程本科教育主流的。
表42007—2009年全国高校中材料类专业设置情况
年份
高分子材料与工程
无机非金属材料工程
金属材料工程
冶金工程
材料类新专业
127
165
91
81
76
30
132
173
93
88
82
140
246
94
85
表5为2007—2009年全国高校中材料类专业毕业人数、招生数、在校学生数统计表。
由表5可以看出，2007—2009年材料类各专业的毕业人数、招生人数和在校人数均平稳增长。
其中，招生人数3年间由43696人增长到51291人，年均增长8.5％。
随着材料产业日益发展，社会对材料科学与工程一级专业人才需求也越大，2009年以材料科学与工程一级专业招生的人数已超过总人数的30%。
此外，高分子材料和无机非金属材料专业招生人数也在逐年增长。
由表5还可以看到，冶金工程和金属材料工程专业在2009年招生人数有所降低。
但这一现象与某些高校将原来按冶金工程和金属材料工程二级专业的招生模式变更为按材料科学与工程一级专业招生模式来招生有关，并不代表其招生规模的萎缩。
表52007—2009年全国高校中材料类专业毕业人数、招生数和在校学生数
学生数
无机非金属
材料工程
金属材料
工程
材料类
新专业
总人数
毕业生数
8583
8114
3702
3870
3230
1877
29376
招生数
13946
10872
5387
5156
6990
1345
43696
在校学生数
50772
40077
18673
17045
20064
3843
150474
10046
9290
4250
3992
4603
1024
33205
14808
11735
5605
6022
9055
2543
49768
52466
42939
20326
18958
24948
5242
164879
11173
10790
4544
3976
5018
725
36226
15629
12816
6062
5866
8480
2438
51291
54483
46853
22281
21021
28408
5643
178689
表6为教育部公布的2008年全国材料类专业毕业生就业率情况，总体来看，材料类专业的就业率都很高，基本都能达到90%以上。
其中，就业情况最好的是冶金工程专业，就业率达到了95%以上。
由此可见，目前社会对材料类人才的需求量还是很大的，这也是高校材料类专业招生规模逐年增大的主要原因之一。
表62008年全国材料类专业毕业生就业情况
专业名称
毕业生规模
就业率
“211工程”院校就业率
2000～5000
95﹪以上
90﹪～95﹪
85﹪～90﹪
5000～10000
10000～20000
表7示出了2007—2009年全国高校及研究院所中设置材料类专业硕士点、博士点情况。
由表7中可以看出，硕士点的数量大于博士点的数目，显示出人才培养的梯度性。
另外，从表7还可以看出，博士点与硕士点设置数也在增长，这表明材料领域对高层次科技人才的需求也在增长。
表72007—2009年全国高校及研究院所中设置材料类专业硕士点和博士点情况
材料物理与化学
材料学
材料加工工程
硕士点
博士点
45
153
52
181
64
131
42
35
160
54
185
65
134
50
157
55
190
66
136
47
表8为2007—2009年全国高校和研究院所中材
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