功能材料

一、培养目标

北京化工大学功能材料专业特色是生物功能材料。

通过学习自然科学、工程基础科学、人文社会科学以及材料科学与工程、生物医学领域的相关知识,掌握生物材料的基础和专业知识,具有工程伦理意识、工程素质、实践能力、自我获取知识和信息的能力、计算机应用能力、创新能力、创业精神、国际视野、沟通和组织管理能力的研究及工程应用型高素质专门人才,具备成为生物医用材料和医疗器械行业骨干和领军人才的潜力。

学生毕业5年左右达到以下目标:

(1)科学研究与设计开发:在生物功能材料的制备、改性、加工成型及应用等领域开展科学研究、技术开发、工程与工艺设计,能独立承担省部级科研项目或企业研发和技改项目;

(2)生产制造:能够独立制定生物医用材料产品和医疗器件产品的制造工艺规程,或作为负责人带领团队完成相关产品制造工艺规程的编制,能够对产品制造过程中出现的工艺和产品质量问题进行分析并提出解决方案;

(3)组织管理与终身学习:能从事生产与经营管理及科技管理,能在中小企业担负主要领导职责或在大中型企业担负中级领导职责;能够承担相关专业领域的教学或培训工作;熟悉医疗器械注册认证和备案制度、法规规章及相关程序,能够开展相关评估和服务工作。能够结合社会与行业发展需求,不断提升自身的知识结构、技能和素质。

二、毕业要求

(1)工程知识。具有从事生物功能材料与工程工作所需的相关数学、自然科学、计算、工程基础和专业知识,并能够用于解决生物材料与医疗器件领域复杂工程问题。

(2)问题分析。熟悉材料的组成、结构、合成与制备、性质与使役性能之间关系的基本规律,掌握生物医用材料所涉及的材料制备、检测与分析评价的基本知识和技能。能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析生物材料类复杂工程问题,综合考虑可持续发展的要求,以获得有效结论。

(3)设计/开发解决方案。能够针对生物材料类复杂工程问题设计和开发解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(器件)或工艺流程,体现创新性,并从健康、安全与环境、全生命周期成本与净零碳要求、法律与伦理、社会与文化等角度考虑可行性。

(4)研究。了解生物医用材料和医疗器械的发展现状与趋势,具备设计材料和制备工艺、提高材料的性能和产品质量、开发研究新材料和新工艺、根据工程应用选择材料等方面的基本能力。能够基于科学原理并采用科学方法对生物材料类复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

(5)使用现代工具。能够针对生物材料类复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及信息技术和AI工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

(6)工程与可持续发展。在评价生物材料类专业工程实践和解决复杂工程问题时,能够基于生物医学及工程相关背景知识,分析评价工程实践对健康、安全、环境、法律以及经济社会可持续发展的影响,并理解应承担的责任。熟悉医用材料及制品安全性评价方法和注册备案制度。

(7)工程伦理和职业规范。有工程报国、为民造福的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和践行医学伦理和工程伦理,在工程实践中遵守工程职业道德、规范和相关法律,履行责任。

(8)个人和团队。能够在多样化、多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

(9)沟通。具有初步的外语能力,能阅读本专业外文材料,能够通过书面及口头表达形式,就生物材料类复杂工程问题与业界同行、医疗人员及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告/论文和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;能够在跨文化背景下进行沟通和交流,理解、尊重语言和文化差异。

(10)项目管理。理解并掌握生物材料和医疗器件领域工程项目相关的管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。

(11)终身学习。具有自主学习和终身学习和批判性思维的意识和能力,能够理解广泛的技术变革对工程和社会的影响,适应新技术变革。

    三、学制(修业年限)

标准学制4年,弹性学制3~6年。

四、授予学位

功能材料工学学士

五、核心课程

生物化学(56学时、3.5学分)、细胞尺度材料生物学(48学时、3学分),生物医学材料学(32学时、2学分)、生物材料制备与加工(32学时,2学分)、生物医学工程(32学时、2学分)、生物材料综合实验(64学时、2学分)。

六、特色课程

1.“AI+”课程:人工智能导论(必修),人工智能与材料(必修)。

2.产教融合/校企共建课程:工业产品检测,全面质量管理,材料产业前瞻,先进复合材料设计与应用,聚合物产品工程(5门任选1门);生产实习(必修)。

3.项目式课程:生物医学工程课程设计(基于药用胶塞新产品研发的工艺设计,必修)。

4.双语或全英文课程:材料导论(必修)。

5.其它特色课程:8门特色选修课,包括:纤维状蛋白质的结构与功能,生物材料前沿(I, II),生物自组装材料进展,控制释放理论与应用,组织工程学,生物医学伦理研讨,生物材料高等实验。

七、课程先后修关系图