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二级学科·机械

▪ 080302：材料成型及控制工程
培养目标
本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具

材料成型及控制工程
设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为四个培养模块：
（一）焊接成型及控制：
培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。
（二）铸造成型及控制
这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。
（三）压力加工及控制
分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。
（四）模具设计与制造：
掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。
编辑本段课程设置
由于材料成型与控制包括焊接、铸造、压力加工、模具设计四个方面，每个方面之间差别较大。因而课程开设将依据学校的侧重点而异。
主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、马克思主义哲学原理、计算机应用、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、电工电子技术、金属学、金属工艺学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具制造技术等专业基础和专业课程知识等等。
主要实践性教学环节：包括金工实习、机械热加工实习、机械设计课程设计、专业实习、综合设计、毕业设计（论文）等。
主要专业实验：包括材料冶金与成型工艺综合实验、材料成型设备方法综合实验、材料成型自动控制综合实验等。
编辑本段培养特色
本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。
编辑本段就业去向
本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权，学生可以选择进一步深造。学

相关书籍
生毕业后进入钢铁企业、机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加工业等领域从事与焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术开发、科学研究、经营管理、贸易营销等方面的工作。与机械类专业有着类似的就业方向及成长路线。同时，由于就业方向单位多属重工单位，工作环境不是太理想，女生就业情况不如男生。
主干学科：机械工程、材料科学与工程。
主要课程：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD/CAM基础。
主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上主要专业实验：塑性成型工艺过程综合实验、铸造工艺过程综合实验、焊接工艺过程综合实验、材料性能及检证、CAD上机实验。
培养目标：本专业培养具备机械热加工基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
培养要求
本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，具有从事各类热加工工艺设备设计、生产组织管理的基本能力。
毕业生
应获得以下几方面的知识和能力：1.具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识； 3.具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力；4.具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解科学前沿及发展趋势；5.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
科目
主干学科：机械工程、材料科学与工程
主要课程：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD/CAM基础等
主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上主要专业实验：塑性成型工艺过程综合实验、铸造工艺过程综合实验、焊接工艺过程综合实验、材料性能及检证、CAD上机实验等
修业年限：四年
授予学位：工学学士
相近专业：机械设计制造及其自动化
历史沿革
新中国50余年的发展历史中，本科教育长期居于绝对的主导地位，国民经济和社会发展所需要的大批应用型、技术型和职业型人才主要是由本科教育培养的。20世纪50年代初期，中国在全面学习苏联的做法中，形成了“专业对口”、“学以致用”的本科教育思想。各学校纷纷成立了铸造、锻压、焊接、热处理等按行业领域划分专业。在当时特定的历史时期，这种做法对推动中国高等教育的发展和为国民经济建设培养人才起到了重要的作用。但由此也产生了很多问题，诸如：专业设置过窄、人文素质教育薄弱、教学内容陈旧、教学方法偏死、培养模式单一等。这些问题随着中国高等教育由精英教育快速向大众化教育发展而变得愈益突出。
80年代初期，随着材料科学与工程学科的建立，中国一些高等院校的热加工类专业转向材料类学科发展，并由此形成了热加工类专业在材料学科和机械学科各占半壁江山的局面。原金属材料及热处理专业大多转入材料学科，而铸、锻、焊专业有相当数量保留在机械学科。1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时，设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业，其范围涵盖原来的部分机械类专业和部分材料类专业。目前，中国有百余所高等学校办有材料成形与控制工程专业，其中多数以原来的热加工类专业（如铸造、塑性加工、焊接、热处理等）为主体。由于各院校原有的专业基础不同，专业的定位及发展目标也不尽相同，因此在培养模式及培养计划方面也存在较大差异。
2002年材料成形及控制工程教学指导分委员会曾在西宁召开会议，对中国各高校中材料成形及控制工程专业的现状进行了分析，认为目前该专业大体上有三种主要的培养模式，一类是以原热加工类专业为基础，在拓宽基础的前提下，为适应国内人才需求的行业特色，采用有专业方向的培养模式；另一类也是以原热加工类专业为基础，但取消专业方向，加强基础知识，扩展适应领域，进行宽口径的通才式培养模式；第三类是以原机械类专业为基础，涵盖热加工领域，形成机械工程及自动化类型的专业人才培养模式。除上述三种培养模式之外，由教育部批准的焊接技术与工程目录外本科专业，其专业领域也应隶属于材料成形与控制工程的专业范畴。对于上述情况，材料成形与控制工程教学指导分委员会曾责成哈尔滨工业大学、西安交通大学、合肥工业大学等单位牵头制定了针对上述四种情况的指导性专业培养计划，并于2003年4月报送教育部高教司和机械类教学指导委员会。
发展趋势
材料成形及控制工程专业既不完全是按照行业特点设立的专业，也不是按照学科特征设立的专业，因此其发展具有其特殊性。按照对目前本专业的情况及市场需求情况进行分析，估计本专业今后的发展将主要表现为以下几个方面：
1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向
先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程，以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。当今制造技术的主要发展趋势是：制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展；制造技术向高精度方向发展；综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。铸、锻、焊技术目前正向着近净成形、近无余量加工、精密连接、微连接与微成形等方向发展，并由此构成先进制造技术的重要组成部分。
2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式
材料成形及控制工程专业是一个具有典型材料学科特征的机械类学科，机械学科和材料学科的基础知识构成了本学科的基本知识体系。这一特点决定了材料成形及控制工程专业人才培养必然是宽口径的，而由机械学科和材料学科的基础知识共同构架的材料成形及控制工程专业基础也必然是雄厚的。随着老专业的融合和科学技术的发展，本专业人才培养必然走向厚基础、宽专业的模式。
3.在今后一段时期内，分类培养仍将占据主要的地位
目前，大多数高等院校的材料成形及控制工程专业还按照区分不同的专业方向的模式进行人才培养，这一方面是由于在由老的铸、锻、焊专业向新的材料成形专业转型时还难以完全摆脱原有的专业痕迹，另一方面，市场对人才的需求也还没有适应专业的变化，仍然按照行业特征来招聘人才。这种情况还将持续一段时间，并将随着社会和工厂企业的专业人才培训功能的建立和完善而逐渐发生变化。
存在问题
就材料成形及控制工程专业目前的现状来看，存在以下几方面的问题：
专业教学改革理论准备不足
虽然中国高等教育改革的指导思想包括了“教学改革是核心”的内容，但由于体制改革任务繁重，涉及到众多大学，且实效性极强，加上其他多方面的原因，本科教学改革始终未成为高等教育研究的热点。因此，各校的本科教学改革大都是在没有充分理论研究的情况下开展起来的，改革的方向不够清晰明确，往往是边研究边试点，在试点中积累经验、探索理论。从各校本科教改立项来看，项目或课题组基本由各学科专业的学者组成，不但没有相关学科的学者参加，甚至连高等教育专业理论工作者也很少参与。没有理论指导的改革可能是盲目的，成效难以预料。这一问题已引起有关部门的关注。教育部已在“新世纪高等教育教学改革工程本科教育教学改革立项项目”中确立了一批教学指导思想研究项目，相信它能对本科教学改革产生重要的影响。
教学改革的总体目标不明确
从改革思路和做法看，少数学校进行了打通部分学科专业基础教学的改革实验，个别学校在全校开展了通识教育教学改革实验，大多数学校把本科教学改革的重点放在各学科专业内部，所追求的目标一般是基础的加宽、课程结构的调整、知识的更新、教学方法的转变，以及教学设施和实验实习条件的改善等。这表明，人们没能从根本上认清现行的本科教学的痼疾，现在所做的只是在维持现行本科教学基本模式的前提下，修修补补，并没有看到中国大学本科教学改革的总体目标应当是重建本科教学体系。
专业内涵不够明晰
由于各高校的材料成形及控制工程专业原来的基础不尽相同，在专业人才培养规格方面的要求也不尽相同，各院校还没有完全摆脱老专业的框框，而只是在老专业的基础上进行调整和修改。由于这种调整和修改往往缺乏对专业内涵和对专业发展前瞻性的准确把握，所以表面上虽然形成了一种“百花齐放”的局面，但实际上却是一种低层次的、不完善的临时措施，并且与原来的老专业对比来看，有一种“新瓶装旧酒”的印象。这种情况是由于专业内涵尚不够明晰造成的。
专业人才培养的目标和规格缺乏层次
从目前收集到的数十所高校的材料成形及控制工程专业的培养计划来看，无论是研究型大学、教学研究型大学或普通院校，对培养目标基本上都定位于“培养高级工程技术人才”。培养目标的这种高度一致，不能满足市场对各类人才的需求，同时也不利于学校特色的发挥。在科学技术高速发展的今天，工科专业不仅需要培养高级工程技术人才，同时也需要培养科学研究型人才和职业型人才。但各类院校在人才培养类型上尚未形成比较明确的分工。在培养规格方面，各学校对人才的知识结构比较重视，对能力结构和素质结构则缺乏详尽的要求，并且各类院校在培养规格上也同样缺乏层次上的定位。
拓宽口径与专业素质教育的关系尚未解决
针对中国人才培养专业口径过窄的问题，拓宽专业面向无疑是正确的，特别是几年来取得的成效也是明显的。妥善处理拓宽专业口径与保持专业特色的关系在具体操作中拓宽的程度是很难把握的。一般说来，不同类型的学校之间，人才培养目标的定位、研究生与本科生的比例、师资整体水平、办学传统和学风状况、学生早期介入科研的可能性、课外文化和科技活动的环境、实验实习条件、学生独立学习的能力以及毕业生的实际出口流向等方面都存在着较大的差异，因此，不同类型的学校应当设置不同的专业口径，不应做盲目的攀比。当前，在人才培养方案设计中存在的主要问题，除了“培养模式单一，教学内容陈旧”等以外，还有两个值得注意的问题：一个是在方案中培养目标定位不明确，文字表述“口号化”，目标定位过高过泛，缺乏针对性的特色；另一个是课程体系、特别是专业基础课、专业课以及实践教学环节的设置与培养目标不对应，无法实现培养目标。拓宽专业口径是改革的总趋势，办出特色是专业的立足之本，而专业口径宽窄设置上“度”的把握是两者的结合点。
几点思考
本科教育不是单纯的专业教育。本科教育习惯于按专业招生，分专业培养。所谓的拓宽专业面，也是在专业范围内做文章。尽管本科教育不可能不包括专业教育，但不等于专业教育，其内涵比专业教育更深刻，外延比专业教育更宽泛，本科教学应有更广泛的领域，应当在人文、社会、科学、工程和技术等众多方面为学生打下坚实而宽广的基础，为学生的多样化和个性化发展铺平道路。
本科教育不是职业培训。在一个时期里，本科教学强调专业开办应当与社会生产相一致，课程设置应当考虑实际应用价值，教学内容要有助于学生胜任具体工作，教学方法强调实际生产现场教学。虽然不可能把本科教育与职业需要之间的联系完全割断，但区别本科教育与职业培训对于我们正确认识本科教育的特征是很有帮助的。本科教育可以、应当为学生毕业后直接就业提供一定的准备，但这不是其主要使命。其主要使命是为学生奠定一种发展的基础，使他们在毕业后能够有新的、更大的发展。因此，本科教学应当淡化职业倾向性，重视学生科学思维、科学方法、科学精神的培养，不仅要让学生学会学习，学会工作，还要使学生学会探索，学会创造。
本科教育不是守成教育。本科教育长期缺少一种面向未来的精神，过于守成，缺乏创新。本科教学的现状是，讲理论，重视要求学生掌握已知，在考试中不能考有争议的问题，教给学生“正确的”知识和方法，有分歧的理论或观点应当回避，教师个人的见解不得轻易在课堂上亮出，以免误导学生。由此所带来的后果是，教学缺少生机与活力，读死书，死读书，教学气氛压抑、沉闷。这样是难以培养出能够为人类文明做出创造性贡献的人才的。因此，本科教育必须由导向过去的教育转变为导向未来的教育，要培养能够适应未来社会发展要求的、具有创新能力和创新精神的高素质人才。本科教学应当根据未来知识社会人的发展需要来设计课程体系、教学内容、教学方法和教学手段，要在使学生掌握人类优秀文化科学成就的基础上，特别注重培养学生的批判精神、进取精神，使学生养成积极的人生观，引导学生乐观地面对现实，增强迎接挑战，开创未来的信心和勇气。
另外，课程的国际化也是一个不容回避的问题，因为未来学生培养的业务质量标准是没有国界的，必须处理好课程的国际化和本土化问题。对于一些有中国特色的课程，还可以考虑加大教学方法改革的力度。比如，处理好理论教学与实践教学的关系、教师讲授与引导讨论及研究式学习的关系，等等。
研究问题
明晰专业内涵，确定发展方向
材料成形及控制工程专业作为1998年专业调整时设立的一个新的专业，由于其涵盖范围较广泛，涉及的内容较繁杂，因而使其专业内涵不够明确。
材料成形及控制工程专业是以成形技术为手段、以材料为加工对象、以过程控制为质量保证措施、以实现产品制造为目的的工科专业。材料成形及控制工程专业与机械设计制造及自动化专业、工业设计专业和工程装备与控制工程专业均隶属于机械学科，要求共同的机械工程基础理论。以材料为加工对象的特点决定了材料科学也成为本专业的基础知识，而以过程控制为质量保证措施这一特点，决定了控制理论也成为本学科基础知识的重要组成部分。因此，材料类学科专业和自动化专业及计算机科学与技术专业等都成为与本专业密切相关的学科。此外，随着科学技术的发展和学科交叉，本专业比以往任何时候都更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子、计算机、系统论、信息论、控制论及现代化管理等各门学科及其最新成就。
材料成形及控制工程这一隶属于机械学科、具有机械类学科典型特征的专业，同时还具有浓厚的材料学科的色彩，成为一个业务领域宽、知识范围广的名副其实的宽口径专业。继续进行深入研究，准确界定专业内涵，对专业的发展具有重要的意义。
培养目标的定位
培养目标定位很重要，涉及到材料成形及控制工程专业的发展和人才培养适应市场需求的问题。尽管中国的高等教育已由精英教育迈入大众化教育阶段，但这并不意味着社会市场只需要通才，而不需要专才。并且科学研究和工程应用这两方面的需求也要求培养不同类型的专业人才。因此，不同类型学校应根据市场的需求和自身的特点来培养不同类型的人才。一部分高等院校应该担负起精英教育的责任，以培养材料成形及控制工程学科的科学研究型和科学研究与工程技术复合型高层次人才为主，本科阶段应是以通识为主的专业教育；另一部分学校应以普及高等教育为主，负起大众化教育的责任，以培养本学科的工程技术型、职业应用复合型人才为主，本科是通识与专业并重的教育；高等职业技术学院则以培养职业应用型、职业应用复合型人才为主，专科是完全职业专业教育。各学校可根据学校自身的层次来确定专业培养目标。
在材料成形及控制工程专业培养目标的定位中，还应考虑市场需求。本科教育培养通才还是专才，是以普通教育为中心还是以职业教育或专业教育为中心，历来是高等教育激烈争辩的问题。西方国家本科通才教育是建立在完善的继续教育基础上的，中国在这方面还有较大的差距。一方面是一些大型企业公司已有完善的教育培训体制和充足的教育经费，而另一方面是大量的中小企业仍然需要行业背景强的毕业生，因而高校应进一步适应市场的需求，根据不同的培养目标，调整通识教育与专业教育的比例，拓宽专业口径，灵活专业方向，建立和健全第二学位、主副修制度等。
创新精神和能力培养的实践落脚点
当前，就高校自身来说，首先应抓好以下工作：(1)教师队伍建设是关键。教师的真本事，主要不是课堂上的公式运用和解题技巧，而是在于提出的解决问题的思路。教师过教学关、过外语关、过现代信息技术关、接受科研训练以及参加国内外的各种学术交流等，在当前显得特别重要。(2)在教学领域应当全方位地“联合行动”，即：突破传统观念，强化创新意识；提倡教育民主，尊重创新精神；改革评价方式，建立创新机制；关注个性培养，营造创新氛围；拓宽知识视野，夯实创新基础；开发情感智力，培养创新品质等等。(3)当前应特别注意加强教学方法和考试方法的改革，根据学生的不同年级，逐渐使学生从以教师、书本和课堂为中心的教学模式中“向外突围”，通过教学管理制度的改革，增加学生的自学时间，组织学生参加有指导的小型课堂讨论(Seminar)，引导学生参加教师的科研工作，鼓励学生参加课外科技和实践活动等等。(4)建设和改造一批能够培养学生动手能力的实践训练中心(基地)，克服困难，保证实践和实验教学环节的落实。
关注大学后教育问题
根据十六大提出的形成全民学习、终身学习的学习化社会的要求，高等学校必须研究终身教育观念对高等教育全方位的影响，探索在终身教育这一大系统中自己的位置。因此，研究大学后教育对高等学校确定人才培养规格和培养模式具有直接的意义。
研究生教育是以受过大学教育的优秀人才为对象，以培养精英型科学研究人才为目标的教育。尽管中国研究生招生人数在不断增长，但相比于大学生的招生数量来说，仍然是一少部分，而研究生的培养对中国的科学研究和国民经济建设都具有重要的意义，因此，部分高等院校，特别是研究型大学和教学研究型大学，应该把满足研究生培养的需求纳入到本科阶段的教育中去。
大学后的职业技能教育一般是以行业学（协）会或工厂企业来进行的。西方发达国家在这方面已经形成了完善的体系，而中国在这方面尚存在较大的差距。针对中国目前的现状，高等学校在人才培养过程中不仅要考虑使学生毕业后能尽快适应实际工作的需求，而且要注意使大学教育与不断发展的职业技能教育相适应。在近期一段时间内，大学教育还应该注意加强专业知识与技能的训练，以适应中国当前的情况，待职业技能教育体系逐渐完善后，将大学教育的重点逐渐转变到通才教育。