有這麼一種說法,那就是材料、信息與能源并列為國民經濟三大支柱。所以,一直以來各地都非常重視材料相關産業發展。
特别是近年來,随着戰略性新興産業受到各方面高度關注,不論是老工業基地還是新興的工業重鎮,都将新材料作為主攻方向來抓。
什麼是新材料?根據通行的說法,新材料是指新出現的具有優異性能或特殊功能的材料,或是傳統材料改進後性能明顯提高或産生新功能的材料。根據國家統計局印發的《戰略性新興産業分類》,新材料産業可以細分為先進鋼鐵材料、先進有色金屬材料、先進石化化工新材料、先進無機非金屬材料、高性能纖維及制品和複合材料、前沿新材料、新材料相關服務。
正是伴随着材料産業的持續蓬勃發展,所以材料科學與工程近年來一直是學科發展的重中之重。在第二輪世界一流學科建設名單中,共有30所高校将材料科學與工程作為“世界一流學科”來建設。如果再加上與材料緊密相關的冶金工程3所高校,一共33所高校,都将有限的雙一流學科建設指标給了材料學科。如果算上相近的理學、工學學科,可能數量更為驚人。
可以說,材料學科是當之無愧的“雙一流”重中之重的學科。可是,她所屬的材料類專業,為什麼被列為“生化環材”四大天坑呢?
一切還得從學科和專業自身講起,至于宏觀大背景也不能不說。
從學科本身來說,材料科學與工程屬于綜合型交叉學科,冶金工程面臨諸多挑戰材料科學與工程,作為一門獨立學科,據說隻有50多年的時間。之所以能夠成為獨立學科,那是因為人類制造物品、硬件、構件、機器及其他産品都離不開材料,許多材料都與材料制備、性質應用等密切相關,可以說材料是科技發展和人類進步的物質基礎。
正因為獨立時間不長,所以材料科學與工程實際上是一門物理學、化學、計算科學、工程學和材料科學的綜合型交叉學科。正因為是綜合交叉學科,所以在現實中我們能夠看到材料遍地開花。在第四輪學科評估中,全國93所具有“博士授權”的高校中參評89所,部分具有“碩士授權”的高校也參加了評估;參評高校共計172所。這該是一門多麼強大的學科,居然有着172所高校參評,要知道整個學科獨立出來不過幾十年,在我們這樣一個高考恢複不過40多年的國度裡,就有一二百家高校擁有了材料科學與工程的博士碩士點。
冶金工程領域是研究從礦石等資源中提取金屬或化合物,并制成具有良好的使用性能和經濟價值的材料的工程技術領域。曾經有個冶金工業部,專門管理冶金行業,并且組建了為數衆多的冶金高校,比如著名的北京科技大學。然而,随着工業化的深入,以鋼鐵為主要代表的冶金行業,顯然已經沒有了最初的工業經濟地位,冶金工程作為一個學科,同樣冷卻了下來。
第四輪學科評估中,全國擁有冶金工程“博士授權”的11所高校中參評11 所,部分具有“碩士授權”的高校也參加了評估,參評高校共計 20 所。這樣的數量,多少有點令人意外。
冶金工程的落寞,可能遠不止于此,連個本科專業大類都沒有混上,隻能混迹于材料類專業,成為人家的一個組成專業。
同在材料類專業,要分清楚基本專業和特設專業,最好知道來龍去脈材料類,屬于工學門類下的一個規模龐大的專業大類。截至目前,也就是2022年5月,材料類一共有18個專業。具體的專業名稱,可以參看2021年專業目錄和2022年批準的新專業名單。
對于大部分想避坑的家長和考生來說,最重要的是記住,材料類下面有8個基本專業:料科學與工程、材料物理、材料化學、冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、複合材料與工程。
此外,還要知道10個特設專業:粉體材料科學與工程、寶石及材料工藝學、焊接技術與工程、功能材料、納米材料與技術、新能源材料與器件、材料設計科學與工程、複合材料成型工程、智能材料與結構、光電信息材料與器件。
對于不從事材料科學與工程、冶金工程研究的朋友,或者說沒有學過材料類課程的朋友,特别是沒有工業生産實踐經驗的朋友來說,這些專業名稱還是有點陌生。為了幫助大家解決認識難題,這一部分小編重點向大家推薦1998年、2012年這兩次本科專業大調整的前後目錄對照表,把這個對照表看懂了,可能對于大家理解相關專業非常有幫助。比如,無機非金屬材料工程,如果看一下1998年的新舊對照,大概就知道其實主要是研究水泥生産的。
1998年本科專業新舊對照表(材料理學類專業)
1998年本科專業新舊對照表(工學材料類)
2012年本科專業目錄新舊對照表(基本專業)
2012年本科專業目錄新舊對照表(特設專業)
要想深入了解,還是有必要一個個看看各專業到底面向什麼産業或者行業,先來看基本專業工學專業與其他門類專業最大的差别是,大部分專業都會對應一個或多個産業(行業),對于材料類專業來說,弄清楚對應的産業或者行業,可能顯得更為重要一些。
下面,我們就一個個專業看一下。這其中,當然要以基本專業為重中之重,因為特設專業開設高校少,就業面相對更窄一些。
基本專業一,材料科學與工程。培養具有紮實的材料科學與工程基礎理論知識及相關基本技能的高級研究開發與工程技術人才,能在材料、機械、電子信息、冶金、航空航天等各種行業從事材料的生産、質量檢驗、工藝與設備設計、新材料的研究與開發以及經營管理工作,或在科研機構和高等學校從事教學與科學研究工作,或成為本專業及相關專業研究生的優秀生源。本專業與一級學科同名,給出的對應産業多、行業廣泛,但既然有了這個專業,不明白為什麼後面還要開設金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等多種材料領域的專業。
基本專業二,材料物理。培養具有較深厚的物理學基礎,掌握材料科學基本理論和現代材料科學研究與測試的基本方法,能在科技、教育、工業、事業等部門從事材料的研究設計、性能檢測、生産使用、技術開發、質量管理的複合型高級專門人才。從上面的曆史發展可以看出,這本來是一個理學門類專業,現在是理學工學學位都可以授予,通常來說除學習物理基礎課程以外,還要學習材料物理、材料科學基礎、光電子學概論、信息材料、材料物理專門實驗等專業課程。
基本專業三,材料化學。主要學習材料與化學等方面的基本理論、基本知識和基本技能,培養具備材料化學等方面的知識與技能,能在材料科學與工程及其相關領域從事科研、教學、開發及相關管理工作的材料學科創新型人才。化學地位真不低,有物理的地方,一般都有化學。
基本專業四,冶金工程。培養具備冶金物理化學、鋼鐵冶金和有色金屬冶金等方面的知識,能在冶金工程領域從事生産、設計、科研和管理工作的高級工程技術人才。大規模生産面前,一個小本科生,真的看不出來有多麼高級。
本專業培養系統掌握現代金屬材料科學與工程等方面知識,能在冶金、材料結構研究與分析、金屬材料及複合材料制備、材料腐蝕與防護及表面工程、金屬材料熱加工、粉末冶金材料成型等領域從事生産、經營管理、工藝、設計、技術開發及科研等具有較高技術水平,創新意識較強的寬口工程技術人才;要求學生具有較深厚的材料科學與工程基礎,掌握材料科學基本理論和現代材料研究與測試的基本方法,掌握材料性能與微觀結構之間的基本規律,掌握金屬材料制備、材料加工與産品質量分析等工程方面的基礎知識和基本技能,具有創新精神和實踐能力。
基本專業五,金屬材料工程。培養系統掌握現代金屬材料科學與工程等方面知識,能在冶金、材料結構研究與分析、金屬材料及複合材料制備、材料腐蝕與防護及表面工程、金屬材料熱加工、粉末冶金材料成型等領域從事生産、經營管理、工藝、設計、技術開發及科研等具有較高技術水平,創新意識較強的寬口工程技術人才。金屬材料,在生活中随處可見,但早已經不是熱加工一下就可以了,所以這個專業涵蓋了冶金、複合材料、粉末冶金、材料熱處理、材料腐蝕與防護等多個方向。
基本專業六,無機非金屬材料工程。無機非金屬材料,當然不僅是小編上面說到的水泥,它涉及膠凝材料、陶瓷材料、研磨材料、多孔材料、碳素材料等,現實可見的水泥、陶瓷、玻璃、氧化鋁磨料等都屬于傳統無機非金屬材料。所以,這個專業所對應的産業主要就是這些行業或者說産業。當然,無機非金屬材料,也有無機纖維、非晶态材料、先進陶瓷等都屬于新型無機非金屬材料。
基本專業七,高分子材料與工程。對于這個專業,同樣重要的是弄清楚所謂的高分子材料,主要包括橡膠、纖維、塑料等。因此,這個專業培養的學生,具有理工交叉的特點,既可以從事新型聚合材料的研究,又可以從事材料制備、加工工藝技術開發和生産技術管理工作。
基本專業八,複合材料與工程。複合材料與工程主要研究複合材料結構、性能、生産工藝等基本知識和技能,以結構複合材料和功能複合材料為主,涉及無機材料、高分子材料、金屬材料等多個領域。常見的複合材料包括,玻璃纖維制成的防彈服、碳纖維制成的運動器材、芳綸纖維制成的汽車高壓軟管等。
10個特設專業,大家知道幹啥就行了
粉體材料科學與工程專業培養能在材料科學與工程領域,特别是在粉體材料、粉末冶金、陶瓷材料等領域,從事科學研究、工程設計、技術與産品開發、質量控制和生産經營管理等方面工作的高級專門人才。
寶石及材料工藝學主要研究寶石學、首飾工藝學必要的基本知識、技能和方法,培養能夠從事珠寶玉石及貴金屬首飾的質量檢驗、技術開發和經營管理的高級應用型專門人才。
焊接技術與工程主要研究焊接工程、電子技術、機械設計等方面的知識,培養能夠在焊接技術與工程領域從事科學研究、技術開發、設計制造、生産組織管理等方面工作的高級工程技術人才。
功能材料常見的有超導材料、醫用材料、能源材料、稀土材料等幾大類。對于不少高校而言,功能材料專業是根據社會發展的需要,特别是生物醫學工程、組織工程和藥物釋放等交叉學科技術的迅速發展對專業人才的迫切需求而設立的,主要從事生物材料和生物醫學工程方面的教學與科研工作。
納米材料絕不僅用來制造紡織材料,包含納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體,納米粉末制成的太陽能電池、納米纖維制成的防水防油污的衣服、納米膜制成的飲水過濾器等,生活中國内都很常見。
新能源材料與器件主要面向研究開發新一代高性能綠色能源材料、技術和器件,包含太陽能、風能、水能、核能、潮汐能等,培養具有新能源材料與器件的設計、制造與應用能力,并有較強實踐能力和良好發展潛力的複合型高級專門人才。
材料設計科學與工程主要研究材料科學、物理學、力學、材料制備、材料分析等方面的基本知識和技能,進行新材料的設計、研發、制備、性能測試、失效分析等。對于一個本科生來說,開設這樣高大上的專業,不知道出于何種考慮。
複合材料成型工程專業,根據開設本專業的學校介紹,主要培養具備獨立解決複合材料成型加工工藝問題的研究開發能力,有一定的生産技術管理知識,特别是在航空航天制造領域,采用智能制造手段進行飛行器複合材料零部件的設計、成型及複合材料相關産品的制造,并具備協同制造知識、航空産品生産實踐經驗的産品開發、應用研究、運行管理等方面的工程技術人才。複合材料本身就很複雜,讓它成型就更加複雜了,一般大學開不了,開了也是瞎胡鬧。
智能材料據介紹是一種能感知外部刺激,能夠判斷并适當處理且本身可執行的新型功能材料,是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之後的第四代材料,是現代高技術新材料發展的重要方向之一,将支撐未來高技術的發展,使傳統意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失,實現結構功能化、功能多樣化。智能材料與結構專業主要學習智能材料與結構的基礎理論及基本知識,接受智能材料制備、組織分析、性能測試、智能材料系統集成技能的基本訓練,力争使畢業生具備開展智能材料與結構基礎理論研究、材料設計、材料性能優化、工藝開發和材料生産管理的知識和能力。
光電信息材料與器件,雖然是2022年新公布批準的專業,但實際上是一個老行當了。儀器科學與技術、光學工程、電子科學與技術這些學科領域的很多教授,名義上搞高科技,實際上也是在搞材料。
上了材料類專業,就不要抱怨了,除了轉專業還有機會繼續往前奔這篇文章已經夠長了,小編不想再做過多的點評。隻想告訴大家,不管你是自己報的,還是調劑的,抑或其他原因上了材料類專業,是不是真的就掉進坑裡了?
未必,主要看你的個人志向。如果想做科研的話,材料類的空間還是很大的,畢竟市場在那裡放着。如果想拿高薪,可以通過很多種途徑跨越專業的局限,畢竟大學專業隻是敲門磚。如果沒有那麼多想法,畢業找工作時候甚至工作以後再尋找方向,同樣不會太晚。
工學與理學和人文社科最大的不同,是發展進步速度超出教科書更新的進度,即使學了所謂的“天坑”專業,隻要跟上行業發展的步伐,相信未來不會太差。
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