新时代出现知识生产多元性、学科交叉性和创新协同性特征，工科院校理科人才培养机制迫切需要随时代发展改革创新、与时俱进。哈尔滨工业大学理科材料化学专业在二十年的建设和发展中，对接国家航天重大战略需求，探索出了独具航天国防特色、与国家一流专业相适应“三位一体，多维融合”的多学科交叉的“大化学”的理科专业培养模式，对其形成过程、内涵、模块化知识体系构建和“三导三实”跨界整合实践能力培养进行了系统研究和实施。