机械设计制造及其自动化专业本科人才培养方案

机械设计制造及其自动化专业本科人才培养方案（模块化专业）一、培养目标本专业培养德、智、体、美全面发展，具有较高的思想道德和文化修养、较强的工程实践能力及创新精神，能够适应较复杂的工程技术环境，在机械工程及相关领域从事机械设计工作、科技开发、应用研究；从事制造加工工艺规程的编制与实施、工艺工装的设计、数控编程工作；从事机械、电气、液压等工业设备的使用、保养、维修、管理工作；从事工业产品制造的现场技术服务管理工作和营销等方面工作的高级工程应用型人才。二、培养规格和要求本专业培养学生具有坚定的社会主义政治方向、良好的职业道德素养和健康的身心素质，并系统掌握机械设计制造及其自动化专业知识和技能。要求系统掌握机械设计、机械制造工艺及机电控制技术等方面的基础知识和基本技能。了解本专业方向领域发展趋势及前沿知识，了解企业生产管理的基础知识，具有团结合作品质，开拓创新精神和工程实践的基本能力。毕业生应具备以下几个方面的专业知识和能力：1、机械产品的研发和设计能力；2、机械产品工艺设计和工艺开发能力；3、产品检测和质量管理能力；4、工业设备的采购、使用、维修和管理能力； 5、产品制造的生产管理和现场技术服务的能力；6、机械产品营销和售后服务的能力。三、学制与学分四年，九学期，其中第五学期为认知实习学期；共 240 学分。四、毕业与学位授予学生在规定时间内修完规定的学分，颁发全日制普通高等学校大学本科毕业证书；符合机械设计制造及其自动化专业学士学位授予条件，授予机械设计制造及其自动化专业工学学士学位。五、主干学科与核心课程主干学科：机械设计制造及其自动化核心模块：思想政治、大学英语、工程应用数学、机械产品表达、机械制造基础、工程力学、互换性与测量技术、机械设计、电工与电子技术、机械工程控制基础、单片机原理及应用、传感器与测试技术、电气控制及 PLC 应用技术、液压与气压传动、机械制造技术、机械装备及其控制、计算机辅助工程、机械创新设计、先进制造技术。六、专业能力和能力要素（一）专业能力和能力要素确定思路通过对本地机械企业的调查与分析，确定人才培养方案，明确本专业学生应具备的专业能力，再将抽象的专业能力具体化为能力要素，对能力要素进行优化组合形成能力单元，然后以各个能力单元及其对应知识单元构建形成“模块”，通过若干个相关模块的有机搭配构成模块化教学体系。这样将传统的以学科为背景的课程教学改变为以培养专业能力为出发点的模块化教学。通过合理安排各模块的教学活动，构建合理的模块化人才培养方案。在人才培养取向上改革传统的以知识系统化教育为目标的教学体系、课程体系和教学内容，建立以能力系统化培养的应用型人才培养教学体系；从学生能力培养要求出发，统筹规划学生的知识、能力、素质培养体系，将能力培养贯穿于各教学环节的始终。（二）专业能力和能力要素1、岗位群分析通过调研发现，机制专业的工作贯穿在从机械产品孕育一直到产品售后的整个过程。主要从事机械产品开发设计、产品工艺设计、产品检测和质量管理、产品制造的管理和现场服务、产品营销和售后服务等工作。岗位群分布如图 1 所示：图 1 机械设计制造及其自动化专业岗位群分析所从事的工作 生产管理 设备管理和维护机械产品设计机械产品开发机械工艺设计机械产品标准化产品检测和质量管理现场技术服务产品营销岗位群新产品企划师产品设计师标准化师工艺设计师检查员、质量师设备工程师生产调度员车间技术员销售工程师2、知识、能力、素质分析通过机制专业岗位群及能力要求分析，本专业培养的学生必须具备以下的知识、能力与素质，如图 2 所示：岗位群所需的基础知识 所需的综合素质 数理基础外语基础计算机基础工程基础思想政治素养道德法律修养交流沟通团队合作对应的专业能力 机械产品工艺设计和工艺开发能力机械产品检测和质量管理能力 工业设备的采购、使用、维修和管理能力机械产品的研发和设计能力 产品制造的生产管理和现场技术服务的能力产品营销和服务的能力新产品企划师产品设计师标准化师工艺设计师检查员、质量师设备工程师生产调度员车间技术员销售工程师图 2 岗位群知识、能力、素质导出图3、知识、能力、素质分解（1）基础知识需要的各种基础知识与其对应的支撑知识点，见表 1 所示。表 1 基础知识与其对应的支撑知识点知识 知识点数理基础1）掌握微积分和微分方程解法，了解矢量代数基本运算2）掌握行列式、向量基本概念和运算规律，掌握线性方程组求解的基本方法3）掌握力学分析和电路分析基本原理，了解振动与波、光学、现代物理、电磁学等基础知识外语基础1）能够用英语书面、口头清晰表达观点2）基本掌握专业方向的专业词汇，能较好阅读专业文献计算机基础1）了解计算机基本原理和结构，2）掌握流行操作系统和常用应用软件的使用方法3）了解计算机网络的基本构成和通信原理4）了解计算机数据库技术5）掌握至少 1 门计算机语言，并能熟练进行编程工程基础 了解工程师社会职责、现代工程相关法律法规、企业基本形态、工程项目管理、产品开发过程管理、制造过程管理等。（2）综合素质对思想政治、道德等方面的综合素质的分解见表 2 所示。表 2 综合素质与其对应的支撑知识点素质 知识点政治思想1）提高政治思想素质2）形成哲学的思维3）继承中国古典哲学思想和西方现代哲学思想精髓4）提高对形势的认识和对政策的理解道德法律1）了解礼仪的基本要求和意义，懂得尊重自己和他人，平等待人、真诚礼貌，追求高尚人格,自觉践行礼仪规范2）了解道德的特点和作用、公民道德和职业道德基本规范，追求高尚的道德人格，自觉践行公民道德和职业道德基本规范3）了解实体法和程序法的作用和意义，增强法治意识，崇尚民主、公正、平等，履行保障宪法和法律实施的公民职责4）了解有关违法行为的危害和承担法律责任，理解守法的意义，自觉依法律己，同各种违法犯罪作斗争。5）了解相关的民事、经济法律常识，理解其意义和作用，在民事和经济活动中依法做事，依法维护权益、履行义务、承担责任交流沟通1）熟练运用外语、计算机、网络等必要的交流工具2）培养对人宽容、为人谦恭、真诚信义、思维敏捷的特性3）掌握自我表达的意识和技巧4）提高自我管理、艺术欣赏等能力团队合作1）友好、宽容地对待同事，愿意共享经验，善于从他人那里学习，要虚心，要认同他人2）能有意识的关注团队工作的整体进度和团队内部情况3）能忠诚自己所从事的职业，做到勤奋、敬业、一丝不苟4）以团队利益为思考出发点，不计较个人得失，学会主动承担责任和任务，能自觉出色地完成任务5）学会服从，负起自己应有的责任（3）专业能力要素对抽象的专业能力进行梳理细化，优化分解成能力要素，具体的能力要素有：1）机械产品构形和计算机二、三维图形建模的能力；2）力学分析、计算和计算机辅助分析（CAE）的能力；3）机械设计及计算机辅助设计（CAD）能力；4）机械加工工艺、工装设计、计算机辅助加工（CAM）和数控编程能力；5）机械测量、检测和分析判断能力；6）机电控制及机电液设备维修维护能力；7）工程实施运行管理及专门领域工作能力。（4）确定能力要素对应的支撑知识点1) 机械产品构形和计算机二、三维图形建模的能力在机械识图、制图的专业能力方面，需要具备的知识和要求见表 3 所示。表 3 机械产品构形和计算机二、三维图形建模的能力与其对应的支撑知识点能力要素 知识点机械产品构形、测绘1） 能熟练使用投影法，在二维平面表达三维空间形状2） 初步具有对空间形体的形象思维能力和创造性构型设计能力3） 能熟练使用仪器绘制和徒手绘画, 使用绘图软件绘制工程图样,能进行三维造型，能阅读一般的专业图样4） 初步培养工程意识,掌握、贯彻、执行国家标准5）能熟练使用各种测绘仪器6）掌握测绘过程和技巧计算机二、三维图形建模AutoCAD/UG1）了解软件的安装和内部结构2）能熟练使用软件进行工程图的绘制3）能进行基本的三维造型2) 力学分析、计算和计算机辅助分析（CAE）的能力在力学分析和计算的专业能力方面，需要具备的知识和要求见表 4 所示。表 4 力学分析、计算和计算机辅助分析（CAE）的能力与其对应的支撑知识点能力要素 知识点力学分析1）熟练掌握静力分析的原理和方法2）基本掌握运动学分析的原理和方法3）初步掌握动力学分析的原理和方法力学计算1）掌握将工程实际构件抽象为力学模型的方法2）熟练掌握拉（压） 、剪、扭、弯四种基本变形的内力、应力、变形分布规律的基本原理和方法3）掌握分析杆件强度、刚度和稳定性问题的理论与计算4）了解各种应力测试的方法计算机辅助分析1）掌握有限元法的基本原理、方法和步骤，2）掌握典型有限元软件的使用方法。3）能够使用有限元软件计算弹性系统的静力、动力问题3) 机械设计及计算机辅助设计（CAD）能力在机械设计的专业能力方面，需要具备的知识和要求见表 5 所示。表 5 机械设计及计算机辅助设计（CAD）能力与其对应的支撑知识点能力要素 知识点机构分析设计 1）了解机构的组成和常用机构特点和应用2）能对简单基本机构进行运动分析和力分析,掌握基本实验方法机械零件的设计1）掌握通用机械零部件的功能和结构特点2）初步具有分析简单机械和设计简单机械传动装置的能力。 3）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。 机械优化设计及计算机辅助设计（CAD）1）掌握机械优化设计的常用方法2）能针对性地建立优化模型和对某零件或机构进行优化设计机械创新设计 1）掌握创新思维、创新技法2）机械产品设计中的各种机构设计、结构设计、反求设计、方案设计机械系统设计 1）了解实用设计方法和现代设计方法2）掌握动力系、传动系、执行系、操纵系的基本类型和原理4) 机械加工工艺、工装设计、计算机辅助加工（CAM ）和数控编程能力在机械加工工艺和工装设计的专业能力方面，需要具备的知识和要求见表 6 所示。表 6 机械加工工艺、工装设计、计算机辅助加工（CAM）和数控编程能力与其对应的支撑知识点能力要素 知识点机械加工工艺规程设计1）掌握各种材料的特点和应用，掌握材料性能的测量方法2）掌握各种热处理的原理、工艺、目的和应用3）掌握切削加工、压力加工原理、设备和应用4）熟悉制定工艺规程的方法，了解典型零件加工工艺过程5）理解机械加工精度，机械加工表面质量，装配工艺等有关知识工装夹具设计 1）掌握定位原理和夹紧方式，有一定专用夹具设计能力2）掌握各种通用车钻铣镗夹具和组合夹具数控加工与编程1）熟悉数控编程的基本步骤，并能够熟练编制数控加工程序，并能进行数控机床的操作，实施程序2）能在仿真软件上虚拟加工。先进制造技术及计算机辅助加工（CAM）1）了解先进制造技术的发展背景与趋势2）了解 CAD、CAM、CAE 等特点及应用5) 机械测量、检测和分析判断能力在机械测量与分析的专业能力方面，需要具备的知识和要求见表 7 所示。表 7 机械测量、检测和分析判断能力与其对应的支撑知识点能力要素 知识点机械测量1）了解常用测量器具的工作原理，学会使用常用的计量器具。2）掌握各种典型几何量的检测方法。3）掌握各种测量误差的数据处理方法。测试系统的设计1）了解测试系统的基本概念和系统组成、传感器的定义和分类2）掌握传感器的静特性、动特性的性能指标概念、定义和分析处理方法，了解提高传感器性能的方法3）了解常用传感器的工作原理，掌握常用传感器的性能特点和应用，能根据需要选用合适的传感器材料性能测试 1）掌握材料热处理工艺，能进行合理选择和工艺安排2）掌握材料的力学性能测试方法机械零部件 性能测试1）了解各种测量器具的工作原理、调整和使用2）具有对机械零件一般几何量测量的初步能力3）零部件精度和表面质量4）零部件强度、刚度5）零部件动力学特性测量机、电、液系统 性能测试1）机械性能（精度、强度、刚度）2）控制系统性能（稳定性、快速性、准确性）3）液压部件及系统性能（可靠性、可控性、稳定性、精度）6）机电控制及机电液设备维修维护能力在机电控制及机电液设备维修维护能力方面，需要具备的知识和要求见表 8 所示。表 8 机电控制及机电液设备维修维护能力与其对应的支撑知识点能力要素 知识点机电控制1）掌握模拟电子电路、数字电子电路的基本理论、基本定律、基本概念和基本分析方法2）掌握经典控制理论的基本概念、基本理论和基本分析方法3）掌握电气控制与可编程控制器的基础知识4）利用继电器和可编程控制器实现对常用机械的基本操作的电气控制设计5）掌握液压传动系统的组成、液压元件的机构、液压系统的分析和设计机电液设备维修维护1）了解设备主机部分和机械传动系统的结构和常见故障分析2）了解设备电气控制系统的原理和常见故障分析3）了解设备液压传动系统的原理和常见故障分析7)工程实施运行管理及专门领域工作能力 了解市场、用户的需求变化以及技术发展，能够编制支持产品形成过程的策划和改进方案； 具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力，以项目为载体参与工程管理；了解物流控制方法，掌握车间设计的基本原则；掌握工程经济学规律，能进行项目或产品的技术经济分析；了解相关的行业标准。七、模块构建序号 模块 能力 模块负责人1 思政 I 树立正确的人生观、价值观、道德观、法制观和历史观 思政部2 思政 II 树立正确的世界观和方法论 思政部3 思政 III掌握中国近代现代史的基础知识，把握中国近代史的基本线索及发展规律；树立正确的历史观，培养其正确分析历史事件、评价历史人物的能力。思政部4思政子模块1树立建设中国特色社会主义的伟大理想和坚定信念 思政部5思政子模块2树立建设中国特色社会主义的伟大理想和坚定信念 思政部6 素质教 育 I具备一定的军事理论、安全和大学生心理健康知识；对本专业的培养目标、培养方案、从业方向和专业基本理论有初步了解，能够对自己未来的职业生涯进行规划并能够制定相应的行动计划。武装部、机械系7 素质教 育 II 学生处、机械系8工程应用数学A综合运用一元函数微积分知识分析与专业相关问题的能力，将专业问题抽象为数学问题的能力，一定的逻辑推理与运算的能力，初步的数学建模能力。丁芳清9工程应用数学B使学生能够达到综合运用多元函数微积分和级数的基本知识分析问题和解决问题的能力，将实际问题抽象为数学问题的能力，较强的逻辑推理与运算的能力，一定的数学建模能力。丁芳清10工程应用数学C达到综合运用向量代数、线性代数知识分析与专业相关问题的能力，高度的抽象思维能力，较强的逻辑推理和运算的能力。 丁芳清11工程应用数学D通过教学使学生能够达到运用概率统计方法分析和解决与专业相关的不确定问题的能力，较强的分析问题的能力；较强的数学建模能力。丁芳清12 大学物 理 A通过理论学习，使学生掌握经典的力学、振动与波、热学的核心知识，了解狭义相对论的时空观。通过实验操作，培训学生的实验技能，加深对物理规律的理解和掌握。通过学习，学生将发展出应用基本的物理规律发现问题、分析问题和解决问题的能力，养成科学的思维方法和实证精神。闫继红13 大学物 理 B通过理论学习，将使学生掌握经典的电磁学、光学的核心知识，使学生能认识到量子物理对现代物理等学科的重要性。通过实验操作，培训学生的实验技能，加深对物理规律的理解和掌握。通过学习，学生将发展出应用基本的物理规律发现问题、分析问题和解决问题的能力，养成科学的思维方法和实证精神。闫继红14 大学英 语 I夯实学生的英语语言基础知识和能力，并在此基础上培养学生的英语语言综合应用能力，达到或接近达到大学英语课程教学要求的“一般要求”水平。田进英15 大学英 语 II重点培养学生的英语语言综合应用能力，增强其自主学习能力，使他们能够用英语有效地进行口头和书面交流。经过第二学期的学习，应达到大学英语四级水平，并达到或接近达到大学英语课程教学要求的“较高要求” 水平。夏莉16计算机二级课程使用计算机并且利用计算机进行文字处理、电子表格处理、网络浏览、资料搜索等能力。 刘刚17机械产品表达I通过该模块的学习，培养学生具有绘图、读图和空间想象的能力。1、具有运用各种作图手段来构思，分析和表达工程图样的能力；2、具备用投影法绘制工程图样和解决空间几何问题的理论和方法；3、能初步在图样上标注尺寸的能力。陈瑛18机械产品表达II通过该模块的学习，培养学生具有运用徒手草图、尺规作图及计算机软件辅助绘制工程图样的能力，并能阅读和绘制中等复杂程度的零件图和装配图。1、具有运用标准、规范、手册查阅相关数据绘制工程图样的能力；2、能初步考虑工艺和结构要求，正确、完整、清晰、合理地在图样上标注尺寸的能力；3、具备阅读和绘制中等复杂程度的零件图和装配图的能力；4、能够自觉地运用各种作图手段来构思，分析和表达工程问题的能力；5、熟练运用计算机辅助绘制二维图样并以其为工具从事工程设计的能力。徐滟19机械产品