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1979年1月，全國高等學校科學研究工作會議隆重召開，提出了把高等學校辦成教育中心和科研中心的奮鬥目標。會後，天津大學提出了把學校辦成理工結合的綜合性大學的建設目標，大膽革新，調整系科設置，興辦理科專業和理工結合的新專業，加強基礎理論和技術基礎。經過籌備調整，學校將原土木建築工程系更名爲土木工程系，原無線電工程系更名爲電子工程系；在原機械製造工程、精密儀器工程、電子工程系、電力及自動化工程、化學工程、土木工程、水利工程等7個系的基礎上，增加了計算機科學工程、熱物理工程、建築、船舶工程、工業管理工程、基礎科學6個系；另有馬列主義、體育、中文等3個直屬公共課教研室；新增了系統工程、應用數學、應用物理、應用力學、工程熱物理等5個專業。全校由原來的38個專業發展到43個專業，並籌備建立化學、生物及醫學儀器兩專業。調整後的系科和專業的更新，既有尖端科學，也有基礎科學，學科佈局合理，呈現良好的發展勢頭。
在學生培養上，學校提出了培養德智體全面發展的高級工程技術人才的培養方向，不斷改革教學內容和方法，注重教學實踐，使學生既能打好理論基礎，又能獲得基本技能和必要的實際鍛鍊。1981年10月，國務院決定高等學校實施學位制並授權天津大學爲學位授予單位；同年，學校在1978年恢復招收碩士研究生的基礎上，開始招收第一批博士生。1984年，教育部批准學校爲首批試辦研究生院的高校。
1978年中共中央召開全國科學大會。會上，天津大學的36項科研成果獲獎，極大地振奮了廣大教師和科研人員的研究精神。隨後學校採取了有力措施，健全科研機構，加強組織管理，大力修訂和落實學校科研規劃，突出重點，縮短科研戰線，並積極開展國際學術交流。1980年，全校已建立和在建研究所(室)共14個，並承擔了一大批國家重點科研項目，當年即完成科研項目25項。
1980年，天津大學舉行了建國以來的第一次校慶――85週年慶典。此後，學校加大改革力度，於1983年成立了人文社會科學系，將原化學工程系分爲化學工程、應用化學、化學三個系，基礎課部分爲數學、物理、力學、外語四個系。1984年，學校制定了《天津大學1984～1990年發展規劃》，提出了把天津大學辦成具有工科、理科、文科和管理學科的綜合性高等學校的規劃目標，並規定了具體的實施指標，爲學校的發展繪製了美好的藍圖，標定了發展方向和目標。到1985年底，學校綜合性大學的格局已基本形成，專業設置日趨合理，系科有了較大充實和發展，全校建有研究生院、管理學院、石油化工學院，設有20個系，52個本科生專業，16個重點學科，13個博士點，45個碩士點，有14個研究所(室)，77個實驗室，8個實習和生產性工廠。
爲適應經濟體制改革對人才培養的需要，學校又設立了技術經濟與系統工程系，增設了生物化工、工業工程、國際工程管理、經濟法等專業。到1995年百年校慶前，全校共有21個系，59個本科專業，其中工科系14個，理科系3個，文科系2個，管理科系2個，此外學校還建立了成人教育學院、職業技術教育學院、國家教委高等工程教育管理幹部培訓中心，基本形成了學士-碩士-博士-博士後完整的人才培養體系和多種形式、多種層次的辦學模式。全校有各類在校生13000餘人，其中本專科生9300餘人，研究生2100餘人，外國留學生、進修生100餘人，另有成人教育學生200餘人。至此，一個綜合性、研究型、開放式的現代化大學已初具規模。
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