本科完成培养方案规定的各教学环节的学习，应具备的知识、能力与素质如下：

1.工程知识：能够将数学、自然科学知识以及材料工程的基础和专业知识用于工程问题的表述、建模、计算、推演，以解决金属材料专业领域的复杂工程问题。

1-1掌握数学、自然科学和工程基础知识，能用于工程问题的正确表述；

1-2能够将相关知识和数学模型方法用于金属材料复杂工程问题的建模和求解，并进行推演和分析；

1-3掌能够将相关知识和数学模型方法用于金属材料专业领域的复杂工程问题解决方案的比较与综合。

2. 问题分析：能够将数学、自然科学和工程科学的基本原理用于识别和判断金属材料复杂工程问题，借助文献研究分析材料的成分-工艺-结构-性能的关系，认识解决问题的多种方案，并获得有效结论。

2-1能够利用数学、自然科学与工程科学的基本原理识别和判断并正确表达金属材料复杂工程问题的关键环节和参数；

2-2能够运用基本原理结合文献信息从解决复杂工程问题的多种方案中寻求可替代的方法；

2-3通过文献研究，运用基本原理分析复杂工程问题的影响因素，获得有效结论。

3. 设计/开发解决方案：能够在综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素的前提下，针对金属材料复杂工程问题提出解决方案，设计/开发满足特定需求的产品或工艺流程，并体现创新意识。

3-1掌握金属材料热处理和表面改性全周期的设计/开发方法和技术；

3-2能够针对特定需求，通过类比、改进等方式提出金属材料选材、热处理、表面改性等方面的解决方案，体现创新意识；

3-3能根据解决方案进行技术参数的设计、计算与优化，完成热处理工艺、工装、设备及控制等的设计或开发；在设计中能够考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素；

3-4能用工程图纸、说明书、研究报告或实物等形式规范、准确表达或呈现方案设计/开发结果。

4. 研究：能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法对金属材料复杂工程问题进行调研、分析，设计并实施实验方案，能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。

4-1能够通过相关方法或文献研究，对金属材料复杂工程问题开展针对性调研和分析，提出解决方案并进行可行性分析；

4-2根据对象特征，基于科学原理选择合理的研究方法，设计科学的技术路线和实验方案；

4-3能够合理选用或构建实验研究装置，安全规范操作，正确采集、整理和归纳实验数据；

4-4能够基于科学原理，综合运用专业及相关知识对实验结果和现象进行分析、解释，通过信息综合获得有效结论。

5. 使用现代工具：能够针对金属材料复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术方法、资源、仪器设备、工程工具和信息技术，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

5-1了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性；

5-2能够针对具体对象选择或开发恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算与设计、模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性。

6. 工程与社会：能够基于金属材料工程项目的实施背景和应用场景的分析，评价工程实践活动和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响，理解应承担的责任。

6-1了解材料行业的特点和发展历史，理解金属材料工程及相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规，能在工程实践中合理利用和遵守；

6-2能基于金属材料工程项目的实施背景和应用场景正确分析和评价专业工程实践和解决方案对社会、健康、安全、法律及文化等因素的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，理解应承担的责任。

7. 环境和可持续发展：能够理解和评价金属材料复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7-1知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵；

7-2具有安全意识，能够站在环境和可持续发展的角度理解和评价材料产品全生命周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。

8. 职业规范：具有良好人文社会科学素养和社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

8-1理解中国近、现代历史和国情，掌握社会主义建设的历程和新时期经济、政治、文化、社会建设的基本要求；

8-2具有良好社会科学素养，掌握哲学、历史、法律等人文社会科学知识，有社会责任感和正确价值观；

8-3理解工程师的职业性质和对公众的安全、健康和福祉，以及环境保护的社会责任，具有良好社会责任感，能在工程实践活动中遵守职业道德与规范，自觉履行责任。

9. 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。

9-1具有良好思想道德修养和日常行为习惯，能与他人或群体有效沟通，合作共事；

9-2具有团队意识，能够理解团队目标与个人作用，胜任团队角色，处理团队关系，管理团队运作，在多学科背景下的团队发挥参与、组织、指挥作用。

10. 沟通：具有良好沟通表达能力和一定的国际视野，能够就金属材料复杂工程问题撰写报告、设计文稿、陈述发言，清晰表达观点，准确回应质疑，能够在跨文化背景下与同行及社会公众进行沟通和交流。

10-1能就专业问题，以口头、文稿、图表等方式，清晰表达观点，准确回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性；

10-2能够通过学术讲座、新闻媒体、文献资料了解金属材料专业领域的国内外发展趋势、研究热点和前沿知识，理解文化差异并具备一定的国际视野；

10-3具有外语的听、说、读、写能力，能就专业问题在跨文化背景下进行基本的表达、沟通和交流。

11. 项目管理：理解和掌握工程管理原理和技术经济决策方法，并能应用于多学科环境中的产品计划、开发与实施过程。

11-1掌握工程项目管理和经济决策的基本理论和知识，理解其在项目资源、进度管理、质量管理、费用管理等中的作用；

11-2了解项目产品计划与开发过程，能在多学科环境下理解和运用工程管理与决策方法，进行任务协调、进度控制和成本分析。

12. 终身学习：把握时代主题、社会技术进步趋势和职业发展对知识、能力的要求，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

12-1认识学科交叉融合的技术进步趋势，理解新材料、新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会进步、经济发展等影响和对个人能力的要求；

12-2具有健康的心理素质、强壮的体魄和自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力等。