附表3
纳米材料与技术专业本科人才培养方案
学科门类:工学专业类:材料类专业代码:080413T
学位类型:工学学士学位标准学制:4年
特别说明:无
一、培养目标
针对我国战略性新兴产业相关领域发展对人才的需求,本专业旨在培养德智体美劳全面发展,具有较强的家国情怀、扎实的数理基础、良好的科学素养和系统的专业知识,能够综合运用纳米材料的基础理论与专业知识,解决能源存储行业复杂工程问题,能够综合运用微/纳加工原理与技术解决半导体行业复杂工程问题,胜任相关领域的科学研究、工艺设计、生产管理、技术开发、推广应用等方面的工作,具有较好的团队协作精神与合作能力、组织沟通能力、可持续发展意识和一定国际视野的高素质专门人才。
毕业生毕业后5年达到以下目标:
目标1【专业思政育人目标】:具有良好的社会责任感、人文社会科学素养和创新精神,遵守工程职业道德和规范,能够将环境保护、节能减排及安全、法律、健康等因素融入到纳米能源存储与半导体加工等领域的可持续发展中。
目标2【知识目标】:掌握纳米能源材料与半导体材料的制备方法、加工原理、工艺设备、结构表征、性能测试、应用领域及质量管理等知识体系,并能够胜任生产系统与控制系统设计、材料研发、项目管理等方面的岗位。
目标3【能力目标】:具有较强的创新能力,能够综合应用数学、自然科学、工程基础与专业知识解决纳米能源材料与半导体微纳加工等领域遇到的产品升级、工艺革新、技术开发、项目管理、工程应用等复杂工程问题,运用现代测试技术和计算工具,分析数据并预测结果,提出科学的改进方法。
目标4【素质目标】:具有引领行业发展的潜质,具有较好的团队协作精神与合作能力、沟通表达与交流能力、可持续发展意识和一定国际视野。具备终身学习、自我提升、跨文化交流以及在多领域团队中行使职责的能力。
二、毕业要求
0.专业思政:能够深刻领悟中国特色社会主义新时代的内涵,把握好新时代中国特色社会主义思想的世界观和方法论,具备创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,具有理想信念、家国情怀、法治意识和社会责任等。
1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。能够综合应用数学、自然科学、计算、工程基础、纳米材料与技术专业知识,解决纳米能源材料与半导体微纳加工等领域的产品升级、工艺革新、技术开发、项目管理、工程应用等复杂工程问题,
指标点1.1 掌握数学、自然科学、计算、工程基础和专业知识,对纳米能源材料与半导体微纳加工领域相关复杂工程问题进行恰当的表述。
指标点1.2 能将数学、自然科学、计算、工程基础和专业知识应用于纳米能源材料、半导体微纳加工领域某一具体系统或工艺过程,建立模型并求解。
指标点1.3能够运用自然科学、材料工程基础和相关专业基础知识对纳米能源材料、半导体微纳加工领域的相关复杂工程问题进行推演和分析。
指标点1.4 通过材料制备方法、加工技术、物相表征、性能测试等专业基础知识的学习,能够依据组成、结构、制备工艺和性能之间的内在关系,提出纳米能源材料、半导体微纳加工领域的相关复杂工程问题的解决方案与优化策略。
2.问题分析: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纳米能源材料、半导体微纳加工领域的复杂工程问题,以获得有效结论。
指标点2.1 能运用数学、自然科学和工程科学的基本原理,准确识别、判断纳米能源材料、半导体微纳加工领域中复杂工程问题的关键环节和主要影响因素。
指标点2.2能够通过文献研究分析,认识到解决复杂工程问题有多种方案,并运用电子、机械、现代信息技术及工程学科基础相关知识正确表达工程设计思想,寻求问题的有效解决方案。
指标点2.3 能够基于数学、自然科学和工程科学的基本原理,采用数学/物理模型、推理分析、类比等方式证实方案的合理性,得出有效结论。
3.设计/开发解决方案:针对纳米能源材料、半导体微纳加工领域复杂工程问题,能够开发/设计解决方案,具备设计本专业领域满足特定需求的系统、部件和工艺流程的能力,能够在设计环节中体现创新性,并从健康与安全、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。
指标点3.1 根据纳米能源器件与半导体器件的实际应用需求,结合工艺条件,能够确定设计目标。
指标点3.2 针对材料成分、制备工艺及性能改善的特定需求,能够运用工程基础知识及工程专业知识,并综合考虑健康与安全、全生命周期成本与净零碳要求、法律与伦理、社会与文化等制约因素,提出合理的设计方案,并体现创新意识。
指标点3.3 能够运用图纸、说明书、报告或实物等形式,呈现设计成果。
4.研究:掌握材料结构与性能的分析方法和材料的应用技术,能够对纳米能源材料与半导体微纳加工等领域的产品升级、工艺革新、技术开发、工程应用等复杂工程问题进行研究;具备设计、实施本专业领域工程实验的能力,并在对实验数据进行分析与解释的基础上得到合理有效的结论。
指标点 4.1能够基于科学原理并采用科学方法,对纳米能源材料与半导体微纳加工等领域的产品升级、工艺革新、技术开发、工程应用等复杂工程问题提出可行的实验方案;
指标点 4.2能够根据实验方案,选用或者搭建实验仪器设备,进行实验,并能够正确采集、整理数据,对实验结果进行合理分析和解释。
指标点4.3能够结合材料基础理论知识,针对材料的设计、制备、性能表征、应用等方面的实验结果,得出有效结论。
5.使用现代工具:能够针对纳米能源材料与半导体微纳加工等领域的产品升级、工艺革新、技术开发、工程应用等复杂工程问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。
指标点5.1 掌握纳米能源材料与半导体微纳加工等领域相关现代信息技术工具、现代仪器、工程工具、模拟软件等的使用原理和操作方法,理解其局限性。
指标点5.2 能够选择和使用恰当的测试分析仪器、现代信息技术和工程辅助工具,对上述复杂工程问题进行预测与模拟,并能够分析其局限性。
6.工程与可持续发展:能够基于材料相关背景知识进行合理分析,评价纳米材料与技术专业工程实践和复杂工程问题解决方案对健康、安全、环境、法律以及经济和社会可持续发展的影响,并理解应承担的责任。
指标点6.1 具备工程素质和工程实践能力,了解与纳米能源材料、半导体微纳加工行业相关的生产、设计、研究与开发的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规。
指标点6.2 能够基于材料、设计、制造技术和装备特性等知识,合理分析和评价纳米能源材料、半导体微纳加工等领域涉及的生产、制造与应用过程对健康、安全、环境、法律以及经济和社会可持续发展的影响,并理解应承担的责任。
7.伦理和职业规范:有工程报国、工程为民的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和应用工程伦理,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。
指标点7.1 具备服务国家和人民的工程意识,拥有一定的人文社会科学素养,并体现强烈的社会责任感。
指标点7.2 能深入理解工程伦理的重要性,在工程实践中遵循职业道德、规范和相关法律,积极履行职业责任。
8.个人和团队:能够在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。在团队合作中既能进行分工与合作,正确处理个人与团队的关系;又具备一定的组织管理的能力,能够根据团队成员的能力与特长合理分配任务,并指挥团队开展工作任务。
指标点8.1具有团队意识,能够理解在材料产品设计、制备、使用等实践活动中团队不同成员担当的责任和作用,能够处理好个人、团队和其他成员的关系。
指标点8.2 具有一定的人际交往与表达能力,能在团队中做好自己承担的角色,组织、协调和指挥团队开展工作。
9.沟通:能够就本专业材料研究、设计、应用等复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
指标点9.1 掌握技术文件或科技论文的写作方法和表达技巧,具有撰写报告、设计文稿、陈述发言和清晰表达的能力,能够就纳米能源材料、半导体微纳加工领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。
指标点9.2掌握一门外语,具有一定的听、说、读、写能力,了解本专业及其相关领域的国际发展现状及未来发展趋势,能够阅读本专业外文资料,具备跨文化交流、竞争与合作的能力,理解、尊重语言和文化差异。
10.项目管理和财务:理解并掌握工程项目相关的管理原理与经济决策方法,并能够在多学科环境中应用。
指标点10.1 理解并掌握工程项目相关的管理原理与经济决策方法。
指标点10.2 能够利用工程项目相关的原理和经济决策方法在材料工程及多学科的设计研发等方面进行项目管理和经济性评价决策。
11.终身学习:对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应新技术变革的能力,能及时了解纳米能源材料、半导体微纳加工的前沿动态、新理论、新技术、新产品、尖端设备及性能应用,理解广泛的技术变革对工程和社会的影响,具有批判性思维能力。
指标点11.1 持有正确的终身学习观念,具备持续自我更新和适应新技术变革的能力。
指标点11.2 保持对纳米能源材料、半导体微纳加工领域最新理论和技术的敏感性,理解技术变革对工程和社会产生的广泛影响,并具备批判性思维能力来评估这些变革。
三、毕业要求支撑培养目标矩阵
| 培养目标1 | 培养目标2 | 培养目标3 | 培养目标4 |
毕业要求0 |
| √ | √ |
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毕业要求1 |
| √ | √ |
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毕业要求2 |
| √ | √ |
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毕业要求3 |
| √ | √ |
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毕业要求4 |
| √ | √ |
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毕业要求5 |
| √ | √ |
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毕业要求6 | √ | √ |
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毕业要求7 | √ |
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| √ |
毕业要求8 | √ | √ | √ |
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毕业要求9 | √ |
| √ |
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毕业要求10 |
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| √ | √ |
毕业要求11 | √ |
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| √ |
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注:对毕业要求支撑的培养目标栏中打“√”。
四、专业核心课程
【专业核心课程是指人才培养方案课程体系中富有专业特色,以专业、学科或行业最核心的理论和技能为内容的必修课程。各专业核心课程应按照《本科专业国家标准》、专业评估认证标准的要求,结合学科专业特色合理设置6-10门。】
序号 | 课程模块 | 课程名称 | 学分 |
1 | 专业教育教学模块专业基础课 | 材料工程基础 | 2.0 |
2 | 专业教育教学模块专业基础课 | 材料科学基础 | 4.0 |
3 | 专业教育教学模块专业基础课 | 材料研究与测试方法 | 3.0 |
4 | 专业教育教学模块专业基础课 | 纳米材料制备技术 | 3.0 |
5 | 专业教育教学模块专业基础课 | 材料物理性能 | 2.5 |
6 | 专业教育教学模块专业基础课 | 电化学原理 | 2.5 |
7 | 专业教育教学模块专业方向课 | 新型化学电源 | 2.5 |
8 | 专业教育教学模块专业方向课 | 锂离子电池 | 2.5 |
9 | 专业教育教学模块专业方向课 | 微纳制造技术 | 2.0 |
10 | 专业教育教学模块专业方向课 | 化学电源设计 | 2.0 |
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五、“课赛一体化”课程及学分转换
“课赛一体化”课程名称 | 对应竞赛名称 | 获奖要求 | 可转换课程名称 | 转换课程学分 |
创新创业基础 | 1.全国大学生英语竞赛 2.全国大学生数学竞赛 3.全国大学生物理实验竞赛 4.全国大学生数学建模竞赛 5.“21世纪”全国英语演讲比赛 6.中国大学生工程实践与创新能力大赛 | 第二等级及以上 | 创新创业模块选修D2学分 | 1 |
工程CAD制图、机械设计基础 | 1.全国大学生机械创新设计大赛 | 第二等级及以上 | 机械设计基础课程设计 | 2 |
材料科学基础、材料工程基础、材料研究与测试方法、高分子材料、纳米材料制备技术 | 1. 中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛 2. 全国高校无机非金属材料基础知识大赛 3. 中国复合材料学会大学生科技创新竞赛 4. 中国大学生新材料创新设计大赛 5. 中国大学生高分子材料创新创业大赛 | 第二等级及以上 | 纳米材料与技术前沿讲座 | 1 |
注:1.“对应竞赛名称”应与学校竞赛分级分类目录一致,未在目录内的竞赛
原则上不予进行学分转换;
2.“获奖要求”应明确、具体,原则上省级及以上获奖方可申请学分转换。
六、课程与毕业要求对应关系
符号表示相关度:H-高度相关;M-中等相关;L-弱相关。
序号 | 课程名称 | 毕业要求0 | 毕业要求1 | 毕业要求2 | 毕业要求3 | 毕业要求4 | 毕业要求5 | 毕业要求6 | 毕业要求7 | 毕业要求8 | 毕业要求9 | 毕业要求10 | 毕业要求11 |
1 | 思想道德修养与法律基础 | H |
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| M |
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2 | 马克思主义基本原理概论 | H |
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| L |
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| M |
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3 | 毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 | H |
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| M |
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4 | 习近平新时代中国特色社会主义思想概论 | H |
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| M |
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5 | 中国近现代史纲要 | H |
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| M |
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6 | 形势与政策1-4 | H |
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| L |
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| L |
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7 | 大学英语1-4 |
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| L | M |
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8 | 大学体育1-4 |
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| L |
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| M |
9 | 创新创业基础 |
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| L |
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| L |
10 | 大学生就业指导与创业教育 |
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| L |
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11 | 高等数学Ⅰ-A1、A2 |
| M | M |
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12 | 线性代数B |
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| M |
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13 | 概率论与数理统计B |
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| H |
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14 | 大学物理B1、B2 |
| M |
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15 | 大学物理实验 |
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| L |
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16 | 无机化学 | L | L |
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17 | 无机化学实验 |
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| L |
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18 | 物理化学B | L | M |
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19 | 物理化学B实验 |
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| L |
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| L |
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20 | 工程制图基础 |
| L | L | L |
| L |
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21 | 机械设计基础 |
| L | L |
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22 | 机械设计基础课程设计 |
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| M |
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23 | 信息技术基础 |
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| M |
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24 | 工程管理 |
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| H |
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25 | 材料概论+新生导课 | L |
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| L |
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| L |
26 | 半导体物理 | L |
| H |
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27 | 微纳制造技术 | L | H |
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28 | 电化学基础 |
| H |
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29 | 材料基础实验 | L |
| H |
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30 | 纳米材料制备技术 |
| H |
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31 | 材料科学基础 | L |
| H |
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32 | 材料研究与测试方法 |
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| H |
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33 | 材料工程基础 |
| M | L |
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34 | 可再生能源概论 |
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| H |
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| H |
35 | 材料物理性能 | L |
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| L |
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36 | 电子电工技术 |
| L | L |
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37 | 电工电子技术实验 |
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| L |
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38 | 文献检索与科技写作 |
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| H |
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39 | 有机化学基础 |
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| H |
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|
40 | 纳米材料制备综合实验 |
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| H |
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41 | 文献检索与科技写作训练课程设计 |
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|
| H |
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42 | 新型化学电源 |
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| L |
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| L |
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|
43 | 锂离子电池 |
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| H |
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|
44 | 计算机在 MSE 中的应用 |
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| H |
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45 | 化学电源设计 |
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| M |
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| M |
46 | 纳米材料前沿讲座(双语) |
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|
| H |
|
| M |
47 | 纳米材料导论(双语) |
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|
| H |
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48 | 高分子材料 |
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| L |
| L |
49 | 锂离子电池综合实验 |
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|
| H |
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50 | 化学电源课程设计 |
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| H |
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| H |
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51 | 金工实习 |
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| L |
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52 | 认识实习 |
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| H |
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53 | 生产实习 |
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| H |
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54 | 毕业实习 |
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| M |
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55 | 毕业设计(论文) |
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| H | H | M |
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| M |
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56 | 军事理论 | M |
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| L |
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57 | 军事技能 | M |
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| L |
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七、毕业条件
学生在修业年限内须按培养方案要求获得不低于165的总学分,且应获得培养方案中规定的全部必修环节的144学分,不低于21的选修环节学分,选修学分中应包含不低于10个的通识拓展课程学分,方可毕业。
通识拓展课程学分修读应符合学校规定:学生须取得先进文化类课程2学分、美学艺术类课程2学分、心理健康课程2学分,完成32学时劳动教育学习实践,合格通过大学生劳动教育课程;非理工科专业学生须取得自然科学类2学分。
八、授予学士学位条件
学生本科毕业时,符合《西安建筑科技大学授予学士学位实施细则》,达到毕业学分要求,且符合课外素质教育学分要求,授予工学学士学位。
九、课程体系结构拓扑图
十、教学计划
详见附表1-4