有这么一种说法,那就是材料、信息与能源并列为国民经济三大支柱。所以,一直以来各地都非常重视材料相关产业发展。
什么是新材料?根据通行的说法,新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。根据国家统计局印发的《战略性新兴产业分类》,新材料产业可以细分为先进钢铁材料、先进有色金属材料、先进石化化工新材料、先进无机非金属材料、高性能纤维及制品和复合材料、前沿新材料、新材料相关服务。
正是伴随着材料产业的持续蓬勃发展,所以材料科学与工程近年来一直是学科发展的重中之重。在第二轮世界一流学科建设名单中,共有30所高校将材料科学与工程作为“世界一流学科”来建设。如果再加上与材料紧密相关的冶金工程3所高校,一共33所高校,都将有限的双一流学科建设指标给了材料学科。如果算上相近的理学、工学学科,可能数量更为惊人。
可以说,材料学科是当之无愧的“双一流”重中之重的学科。可是,她所属的材料类专业,为什么被列为“生化环材”四大天坑呢?
一切还得从学科和专业自身讲起,至于宏观大背景也不能不说。
材料科学与工程,作为一门独立学科,据说只有50多年的时间。之所以能够成为独立学科,那是因为人类制造物品、硬件、构件、机器及其他产品都离不开材料,许多材料都与材料制备、性质应用等密切相关,可以说材料是科技发展和人类进步的物质基础。
正因为独立时间不长,所以材料科学与工程实际上是一门物理学、化学、计算科学、工程学和材料科学的综合型交叉学科。正因为是综合交叉学科,所以在现实中我们能够看到材料遍地开花。在第四轮学科评估中,全国93所具有“博士授权”的高校中参评89所,部分具有“硕士授权”的高校也参加了评估;参评高校共计172所。这该是一门多么强大的学科,居然有着172所高校参评,要知道整个学科独立出来不过几十年,在我们这样一个高考恢复不过40多年的国度里,就有一二百家高校拥有了材料科学与工程的博士硕士点。
冶金工程领域是研究从矿石等资源中提取金属或化合物,并制成具有良好的使用性能和经济价值的材料的工程技术领域。曾经有个冶金工业部,专门管理冶金行业,并且组建了为数众多的冶金高校,比如著名的北京科技大学。然而,随着工业化的深入,以钢铁为主要代表的冶金行业,显然已经没有了最初的工业经济地位,冶金工程作为一个学科,同样冷却了下来。
第四轮学科评估中,全国拥有冶金工程“博士授权”的11所高校中参评11 所,部分具有“硕士授权”的高校也参加了评估,参评高校共计 20 所。这样的数量,多少有点令人意外。
冶金工程的落寞,可能远不止于此,连个本科专业大类都没有混上,只能混迹于材料类专业,成为人家的一个组成专业。
材料类,属于工学门类下的一个规模庞大的专业大类。截至目前,也就是2022年5月,材料类一共有18个专业。具体的专业名称,可以参看2021年专业目录和2022年批准的新专业名单。
对于大部分想避坑的家长和考生来说,最重要的是记住,材料类下面有8个基本专业:料科学与工程、材料物理、材料化学、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、复合材料与工程。
此外,还要知道10个特设专业:粉体材料科学与工程、宝石及材料工艺学、焊接技术与工程、功能材料、纳米材料与技术、新能源材料与器件、材料设计科学与工程、复合材料成型工程、智能材料与结构、光电信息材料与器件。
1998年本科专业新旧对照表(材料理学类专业)
1998年本科专业新旧对照表(工学材料类)
2012年本科专业目录新旧对照表(基本专业)
2012年本科专业目录新旧对照表(特设专业)
工学专业与其他门类专业最大的差别是,大部分专业都会对应一个或多个产业(行业),对于材料类专业来说,弄清楚对应的产业或者行业,可能显得更为重要一些。
下面,我们就一个个专业看一下。这其中,当然要以基本专业为重中之重,因为特设专业开设高校少,就业面相对更窄一些。
基本专业一,材料科学与工程。培养具有扎实的材料科学与工程基础理论知识及相关基本技能的高级研究开发与工程技术人才,能在材料、机械、电子信息、冶金、航空航天等各种行业从事材料的生产、质量检验、工艺与设备设计、新材料的研究与开发以及经营管理工作,或在科研机构和高等学校从事教学与科学研究工作,或成为本专业及相关专业研究生的优秀生源。本专业与一级学科同名,给出的对应产业多、行业广泛,但既然有了这个专业,不明白为什么后面还要开设金属材料、无机非金属材料、高分子材料等多种材料领域的专业。
基本专业二,材料物理。培养具有较深厚的物理学基础,掌握材料科学基本理论和现代材料科学研究与测试的基本方法,能在科技、教育、工业、事业等部门从事材料的研究设计、性能检测、生产使用、技术开发、质量管理的复合型高级专门人才。从上面的历史发展可以看出,这本来是一个理学门类专业,现在是理学工学学位都可以授予,通常来说除学习物理基础课程以外,还要学习材料物理、材料科学基础、光电子学概论、信息材料、材料物理专门实验等专业课程。
基本专业三,材料化学。主要学习材料与化学等方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养具备材料化学等方面的知识与技能,能在材料科学与工程及其相关领域从事科研、教学、开发及相关管理工作的材料学科创新型人才。化学地位真不低,有物理的地方,一般都有化学。
基本专业四,冶金工程。培养具备冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金等方面的知识,能在冶金工程领域从事生产、设计、科研和管理工作的高级工程技术人才。大规模生产面前,一个小本科生,真的看不出来有多么高级。
本专业培养系统掌握现代金属材料科学与工程等方面知识,能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、材料腐蚀与防护及表面工程、金属材料热加工、粉末冶金材料成型等领域从事生产、经营管理、工艺、设计、技术开发及科研等具有较高技术水平,创新意识较强的宽口工程技术人才;要求学生具有较深厚的材料科学与工程基础,掌握材料科学基本理论和现代材料研究与测试的基本方法,掌握材料性能与微观结构之间的基本规律,掌握金属材料制备、材料加工与产品质量分析等工程方面的基础知识和基本技能,具有创新精神和实践能力。
基本专业五,金属材料工程。培养系统掌握现代金属材料科学与工程等方面知识,能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、材料腐蚀与防护及表面工程、金属材料热加工、粉末冶金材料成型等领域从事生产、经营管理、工艺、设计、技术开发及科研等具有较高技术水平,创新意识较强的宽口工程技术人才。金属材料,在生活中随处可见,但早已经不是热加工一下就可以了,所以这个专业涵盖了冶金、复合材料、粉末冶金、材料热处理、材料腐蚀与防护等多个方向。
基本专业七,高分子材料与工程。对于这个专业,同样重要的是弄清楚所谓的高分子材料,主要包括橡胶、纤维、塑料等。因此,这个专业培养的学生,具有理工交叉的特点,既可以从事新型聚合材料的研究,又可以从事材料制备、加工工艺技术开发和生产技术管理工作。
基本专业八,复合材料与工程。复合材料与工程主要研究复合材料结构、性能、生产工艺等基本知识和技能,以结构复合材料和功能复合材料为主,涉及无机材料、高分子材料、金属材料等多个领域。常见的复合材料包括,玻璃纤维制成的防弹服、碳纤维制成的运动器材、芳纶纤维制成的汽车高压软管等。
粉体材料科学与工程专业培养能在材料科学与工程领域,特别是在粉体材料、粉末冶金、陶瓷材料等领域,从事科学研究、工程设计、技术与产品开发、质量控制和生产经营管理等方面工作的高级专门人才。
宝石及材料工艺学主要研究宝石学、首饰工艺学必要的基本知识、技能和方法,培养能够从事珠宝玉石及贵金属首饰的质量检验、技术开发和经营管理的高级应用型专门人才。
焊接技术与工程主要研究焊接工程、电子技术、机械设计等方面的知识,培养能够在焊接技术与工程领域从事科学研究、技术开发、设计制造、生产组织管理等方面工作的高级工程技术人才。
功能材料常见的有超导材料、医用材料、能源材料、稀土材料等几大类。对于不少高校而言,功能材料专业是根据社会发展的需要,特别是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的,主要从事生物材料和生物医学工程方面的教学与科研工作。
纳米材料绝不仅用来制造纺织材料,包含纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体,纳米粉末制成的太阳能电池、纳米纤维制成的防水防油污的衣服、纳米膜制成的饮水过滤器等,生活中国内都很常见。
新能源材料与器件主要面向研究开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件,包含太阳能、风能、水能、核能、潮汐能等,培养具有新能源材料与器件的设计、制造与应用能力,并有较强实践能力和良好发展潜力的复合型高级专门人才。
材料设计科学与工程主要研究材料科学、物理学、力学、材料制备、材料分析等方面的基本知识和技能,进行新材料的设计、研发、制备、性能测试、失效分析等。对于一个本科生来说,开设这样高大上的专业,不知道出于何种考虑。
复合材料成型工程专业,根据开设本专业的学校介绍,主要培养具备独立解决复合材料成型加工工艺问题的研究开发能力,有一定的生产技术管理知识,特别是在航空航天制造领域,采用智能制造手段进行飞行器复合材料零部件的设计、成型及复合材料相关产品的制造,并具备协同制造知识、航空产品生产实践经验的产品开发、应用研究、运行管理等方面的工程技术人才。复合材料本身就很复杂,让它成型就更加复杂了,一般大学开不了,开了也是瞎胡闹。
智能材料据介绍是一种能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料,是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。智能材料与结构专业主要学习智能材料与结构的基础理论及基本知识,接受智能材料制备、组织分析、性能测试、智能材料系统集成技能的基本训练,力争使毕业生具备开展智能材料与结构基础理论研究、材料设计、材料性能优化、工艺开发和材料生产管理的知识和能力。
光电信息材料与器件,虽然是2022年新公布批准的专业,但实际上是一个老行当了。仪器科学与技术、光学工程、电子科学与技术这些学科领域的很多教授,名义上搞高科技,实际上也是在搞材料。
未必,主要看你的个人志向。如果想做科研的话,材料类的空间还是很大的,毕竟市场在那里放着。如果想拿高薪,可以通过很多种途径跨越专业的局限,毕竟大学专业只是敲门砖。如果没有那么多想法,毕业找工作时候甚至工作以后再寻找方向,同样不会太晚。
工学与理学和人文社科最大的不同,是发展进步速度超出教科书更新的进度,即使学了所谓的“天坑”专业,只要跟上行业发展的步伐,相信未来不会太差。
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