机械设计制造及其自动化专业(流体传动与控制)卓越工程师教育培养方案.doc

机械设计制造及其自动化专业(流体传动与控制方向) 卓越工程师教育培养计划人才培养方案一、培养目标本专业培养适应现代化建设与科技发展需要，德智体美全面和谐发展，具有较强工程意识、实践能力和创新能力，熟练掌握机械设计理论与方法、机械制造技术、检测与控制专业基础知识，熟悉液压气动元件制造技术、液压气动系统的集成技术、使用与维护等专业知识，具有较强执业能力、良好职业道德和综合素质，能胜任液压气动系统设计、制造、运用、管理及营销的现场工程师。二、培养标准依据专业培养标准，本专业毕业生应该具备以下知识、能力和综合素质：1、基础理论毕业生应具备机械设计理论与方法、机械制造技术、检测与控制专业基础知识，液压气动元件制造技术、液压气动系统的集成技术、液压气动系统使用与维护等专业知识。主要应包括如下几方面的知识：（1）具有较扎实的数理知识和良好的计算机、外语运用能力，并具有一定的经济、管理、人文与社会科学知识；（2）具有本专业领域较宽的专业基础理论知识，主要包括机械设计理论与方法、机械制造技术、检测与控制技术等专业基础知识；（3）具有本专业所必需的液压气动元件制造技术、液压气动系统的集成技术、液压气动系统使用与维护等专业知识。了解相关技术的应用现状、面临的问题及发展方向；（4）具有一定的学科交叉知识，了解社会、经济发展的需求及与本专业的关系，具有较宽阔的视野和较强的工作适应性。2、专业能力本专业学生应初步具备流体传动与控制领域的技术研发能力，具备系统集成应用、调试、操作、维护及管理等方面解决专业领域实际工程问题的能力。主要培养的专业能力包括：（1）熟练应用工程绘图软件进行设计构思表达的能力，熟练运用先进计算机软件的能力；（2）力学基础及应用能力；（3）精度设计与标准应用能力；（4）机械制造基础及常规机加工工艺、数控加工的工艺、编程的能力； （5）液压气动元件的选型设计的能力；（6）液压气动系统集成、调试、使用与维护管理的能力；（7）液压气动系统分析、仿真能力；（8）常用电工电子测试仪器设备的应用能力；（9）具有一般可编程控制系统（PLC）的程序设计、调试能力；（10）具有设计一般难度的单片机应用系统软硬件的能力。3、综合素质本专业学生在具备一定的专业知识和能力的基础上，应具有胜任研发、生产、销售及技术支持、管理等岗位所需的综合素质，主要包括：（1）思想品德、法律与诚信意识、社会责任感；（2）科技文献检索与查询能力；（3）终生学习的能力；（4）书面表达、口头和多媒体交流能力；（5）外语交流能力；（6）人文素养、团队合作与人际交往能力；（7）工程意识和创新意识；（8）质量意识和低碳、环保意识；（9）市场意识和价值效益意识。三、基本学制四年。四、培养模式依据行业对本专业现场工程师的要求及教学活动关联矩阵（附件1），实施校内教学+企业实践两段式（1+2+0.5+0.5）培养模式，即：前三年在校内培养（一年级为通识教育，二三年级为专业教育），第四年在相关企业进行专业实践并完成毕业设计。五、理论课程体系根据机械设计制造及其自动化(流体传动与控制)专业的人才培养目标和培养标准，重点培养学生在液压气动元件的选型设计与制造、液压气动传动系统集成与应用、液压气动系统控制等领域的研发、运行、调试、操作、维护及管理的专业知识与能力。将该专业学生的知识、能力与素质要求按照公共基础模块、专业认识模块、机械设计基础模块、机械制造技术模块、检测与控制技术模块、流体传动技术模块、专业拓展模块、素质拓展模块、企业培养、综合能力课外培养等10个模块进行构建。具体的构成如图1所示：1、主要课程：高等数学、大学物理实验、大学英语、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电子技术、机械制造技术、自动控制原理、机电传动控制、液压流体力学、液压元件、液压传动系统、液压控制系统等。2、课程模块：（1）公共基础模块：教学目的：通识教育是主要包括思想道德素质、法律意识、社会责任感及必要的工科数理知识等方面的培养，强调德育为先和身心健康，拓展学生的视野，使学生兼备人文、社科与必要的数理知识和科学素养。模块构成：该模块包含政治思想、人文社会科学方面所有的“两课”教育； 工科学生必备的数学（高等数学和工程数学）、大学物理及物理实验；英语能力；计算机基础知识；大学体育等。整合内容：将大学英语与专业英语进行整合，在英语等级要求的基础上，全面提高学生英语听、说、读、写的能力；缩短体育课理论学时，改为课外学生兴趣体育项目。16学期、校内培养57学期、校内培养模块化课程体系公共基础模块思想道德修养数理知识计算机、英语运用能力专业认知模块流体传动技术模块专业拓展模块专业与综合素质拓展模块综合素质拓展模块企业培养环节企业实习环节毕业设计环节68学期、企业培养综合能力课外培养环节社会实践环节创新能力培养环节18学期、校企联合培养检测与控制技术模块机械设计基础模块机械制造基础模块14学期校内培养27学期、校内培养23学期、校内培养图1 机械设计制造及其自动化专业(流体传动与控制方向)模块化课程体系（2）专业认识模块：教学目的：要求学生对本专业在国民经济中的地位及应用、本专业人才的知识、能力及素质要求有较深刻认识和理解。模块构成：机械工程导论、专业应用情况调研（CDIO教学项目）。整合内容：机械工程导论课程较宏观的介绍专业的社会需求及应用，专业应用情况调研结合大学生生涯规划分阶段完成。（3）机械设计基础模块教学目的：要求学生通过本模块的学习掌握设计构思图形表达、力学分析、工程材料应用、机械产品设计的基础理论和方法。模块构成：机械制图、CAD、工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计。工程制图测绘实践（CDIO教学项目）、机械产品设计（CDIO教学项目）。整合内容：机械制图课程、工程制图测绘实践和计算机辅助制图三个教学环节形成三位一体的识图和设计思想表达能力的课程体系。机械产品设计（CDIO教学项目）以典型机械产品为载体，综合训练学生机器与机构的原理设计、机械结构设计、结构件力学分析、材料选择等工程能力。（4）机械制造基础模块教学目的：要求学生通过本模块的学习掌握机械制造技术基础、液压气动元件制造技术、精度设计与几何量检测技术的基础理论和方法。模块构成：热加工工艺、互换性与技术测量、机械制造技术、数字化制造实践、金工实习、液压气动元件制造。整合内容：金工实习实践环节通过师傅带徒弟手把手地让学生认知机械制造各工种的制造过程；机械制造技术是学生在实习认知的基础上系统学习切削原理、刀具、制造工艺及装备的基础知识，课程习例以液压气动典型元件为主要对象讲授。把原数控技术课程内容整合到机械制造技术和数字化制造实践中讲授和实践；数字化制造实践（CDIO教学项目）以液压气动典型零件为载体，以数字化制造装备为支持，综合训练学生的制造工艺制定、数控程序编制与调试、刀具选择、制造装备使用等机械制造技术的应用能力（5）检测与控制技术模块：教学目的：要求学生通过本模块的学习掌握控制系统的基础理论和分析、设计方法；掌握系统常用物理量的检测方法、信号的分析与处理；掌握常用测试仪器的工作原理及其应用；熟悉液压气动控制系统的特点应用。模块构成：电工技术、电子技术、自动控制原理、测试技术、机电传动控制、电工实习、电子实习。整合内容：电工技术、电子技术、自动控制原理和测试技术讲授检测与控制技术的基础知识和基本理论；（6）流体传动技术模块：教学目的：要求学生通过本模块的学习掌握液压气动元件的功能、结构知识，液压气动元件的设计与制造技术知识；掌握执行元件、控制元件、动力元件原理与应用。模块构成：液压流体力学、液压元件、液压传动系统、气压传动与控制、液力传动、液压控制系统、电液控制系统、液压设备管理与维修。整合内容：液压流体力学课程是该模块的力学基础；液压元件课程以讲授原理、性能、结构特点与应用为主，让学生学会液压元件的选型设计；液压传动系统课程主要讲授系统组成原理、性能以及集成技术；气压传动与控制课程集气压传动技术及其控制于一体，简要介绍气压传动系统的组成、运动特点、应用以及控制。液压控制系统课程以液压放大元件、液压动力元件、电液伺服阀和液压伺服系统为对象，是学生熟练掌握分析伺服系统的基本方法。电液控制系统是以液压气动系统为载体、综合运用监测与控制基础知识的实践性环节，贯穿于第三学年全年的教学项目。（7）专业拓展模块：教学目的：通过专业拓展课程的选修，对相关专业领域的知识进行更加深入地了解和拓展。模块构成：专业素质拓展课程以体现对核心专业能力的支撑和拓展，主要包括单片机原理及应用、控制系统仿真、单片机原理课程设计、企业管理、模糊控制基础、工程机械概论、机械创新设计、人机工程学、工业机器人、质量工程、工业工程概论、噪声与振动控制、有限元法及其应用、技术交流与写作、工程热力学基础等。（8）综合素质拓展模块教学目的：学生根据自身的兴趣和爱好，通过文学类、艺术类、社科类公共选修课程的学习，具备良好的人文素养和修养。模块构成：公共素质拓展课程包含文学类、艺术类、社科类、经管类选修课程。主要包括音乐、文学、美术鉴赏；流行文化学、大学生心理学，企业管理、市场营销、经济法、技术经济学；机电产品概论、数理统计、数学建模等。173、理论课程体系鱼骨图模块化理论课程体系鱼骨图如图2所示。图2 机械设计制造及其自动化(流体传动与控制)专业模块化理论课程体系六、实践教学体系实践教学体系设计本着“知识、能力、素质协调发展和能力培养不断线原则”，以应用能力和工程技术素质培养为核心，开展以项目驱动模块的CDIO实践教学模式。除常规课程实验、课程设计外，综合性集中实践环节主要包括：金工实习、机械产品设计、数字化制造与分析、电液控制系统、企业培养环节、综合能力课外培养环节等。企业培养环节分企业顶岗实习、企业毕业设计，参与企业的研发、生产、管理等工作，将理论与企业实践结合，并加以运用。培养学生具有现场工程师良好的职业道德和工程意识，进一步强化学生在相关行业及企业生产一线生产现场分析、解决本专业方向工程实际问题的能力。顶岗实习分“元件设计与制造”和“系统设计与制造”两个进程实施。元件设计与制造顶岗实习从第六学期5月份开始至7月份，计划10周。要求学生对执行元件、控制元件、动力元件的功能、原理、结构以及制造工艺等逐一进行深入了解。系统设计与制造生产顶岗实习从第七学期11月份开始至次年1月份，计划10周。要求学生深入到液压控制系统、气动控制系统和伺服控制系统的功能、组成安装调试、使用维护等逐一进行深入了解。“综合能力课外培养环节”通过参加社会实践、组织活动、参加科技竞赛、创新项目、教师科研、专业技能培训与认证等多层次、多种形式的课外培养，培养学生了解社会、查阅资料、自我学习、团队合作以及工程意识和创新意识等，使学生的专业能力与综合素质得到锻炼和提高。1、实践教学体系鱼骨图模块化实践体系鱼骨图如图2所示。图3 机械设计制造及其自动化(流体传动与控制)专业模块化实践教学体系项目教学进程安排表学期项目名称项目性质归属课程实施平台组织方法2,4专业应用情况调研学年项目课外学生5-7人自成小组，广泛利用网络，分别在第二、第三学期，通过查阅资料、问卷调查、走访企业等多种形式，完成调研报告。2工程图学测绘与计算机绘图训练学期项目机械制图Cad课内集中1周+课外学生每人完成至少3个真实工件的测绘，并使用Auto cad工具正确表达，教师按其完成质量评价4,5机械产品设计学年项目课外学生按照每35人组合，在教师指导下，完成小型典型机械产品的设计。经历从“构思分析计算结构设计表达”的全过程训练，指导教师进行答辩验收。4,5阀芯类零件的数控编程与加工（FANUC）课程项目数字化制造实践江苏省数控技术实验中心；数字化设计与制造中央地方共建实验室学生按照每35人组合，选择其中的一个项目、教师在工艺设计、编程与加工方面给与指导。学生完成项目后，指导教师进行答辩验收。阀芯类零件的数控编程与加工（SIEMENS）阀体类零件的数控编程与加工（FANUC）阀体类零件的数控编程与加工（SIEMENS）基于UG兴趣自选件（曲面）设计与加工5,6选择不同类型运动或动作要求的控制流体传动机械作为控制对象，应用PLC或单片机等手段，实现其控制功能要求。以不同对象确立项目。学年项目电液控制系统博世力士乐校企共建实验室机电传动实验室学生按照每68人组成一组，选择一个项目；教师按2-3人组成一个指导小组，指导1-2个题目。从控制目标要求、方案构思、实现等方面给与指导。学生完成项目后，指导教师进行答辩验收。8毕业设计毕业设计项目企业、学校学生每人1个项目，由校内和企业教师联合指导，项目完成后，提交毕业设计论文，进行项目答辩验收。注：1、项目性质：分课程项目、课程模块（综合性）项目、学期项目、学年项目、毕业设计项目等；2、实施平台：指课内、课外、企业三个平台；3、组织方法：指学生组合、教师指导方法。七、综合素质培养1、综合素质培养体系依据南京工程学院关于加强大学生综合素质培养的规定（试行）【南工教字（2005）6号】规定，综合能力培养和创新学分的获得作为学生毕业资格审查条件之一，学生可通过多种方式获得综合能力培养和创新学分。综合素质培养贯穿从学生入学到毕业全学程的始终，通过校内外教学与培养活动有机结合，采用多种形式培养学生必备的现场工程师素质（见图4）。（1）通过思想道德修养等课内必修课和文学类、艺术类和社科类选修课提高学生的思想品德、法律与诚信意识、社会责任感、人文素养和综合文化素质；（2）通过计算机、英语等课程、专业教育模块内实践环节及课外培养的学习，培养学生的外语交流能力和多媒体交流能力； （3）通过专业教育模块内实践环节及课外培养等，培养学生的工程意识和创新意识、书面表达和口头交流能力；（4）通过参加科技竞赛、教师科研项目和科技创新活动，培养学生的团队合作与人际交往能力、科技文献检索与查询能力等；（5）通过科技创新、科技竞赛、参与教师科研项目、企业实习和毕业设计，培养学生的工程意识和创新意识；质量意识和低碳、环保意识以及市场意识和价值效益意识；（6）通过专业技能认证培训及课外培养，鼓励学生在校期间参与各类职业技能证书培训并获得相应证书，培养学生终生学习的能力。思想、道德修养课程等计算机、英语课程专业教育模块内的实践环节校企联合培养 企业实习企业毕业设计专业与综合素质拓展课程社会实践创新能力培养（科技创新活动、参与教师科研、科技竞赛、专业能力认证等）综合素质培养体系图4 综合素质培养体系2、专业技能认证 利用我校众多国内外著名企业的共建校企共建实验室、实习基地及培训认证平台，在机械设计制造及其自动化(流体传动与控制)专业卓越工程师计划学生的综合素质培养体系中，将专业技能认证与科技竞赛作为两项重要的专业能力与综合素质培养手段。机械设计制造及其自动化(流体传动与控制)专业学生可参加下表所示的专业技能培训与认证项目，亦可参加其他与专业培养相关的项目。推荐专业技能证书（资质）表项目名称培训时数或天数学分开设学期UG CAD证书可选2周24Pro/E证书SolidWorks证书UG CAM资格证书2周25博世力士乐证书2周263、科技竞赛机械设计制造及其自动化(流体传动与控制)专业学生可选择的校内竞赛项目包括：大学生机械创新设计大赛、高等数学应用能力竞赛、力学竞赛、大学生英语知识竞赛、大学生英语口译大赛、模拟经营沙盘大赛、数学建模竞赛、大学生英语演讲比赛等。可选择的校外竞赛项目包括：挑战杯全国大学生科技作品设计大赛、中国机器人大赛暨Robocup中国公开赛、全国大学生数学建模竞赛江苏省高校大学生数学建模竞赛、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、江苏省大学生机械创新设计大赛、西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛、“外研社杯”全国英语演讲大赛、“天翼杯”2010 中国机器人大赛-机器人武术擂台冠军赛、全国“电脑鼠走迷宫”竞赛、GE智能平台大学生自动化控制设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛江苏省预赛、“三菱电机自动化杯”大学生自动化大赛、施耐德电气杯大学生节能增效创新大赛、全国大学生英语知识竞赛、江苏省高等学校高等数学竞赛等。八、企业培养方案本专业学生的企业培养拟在上海立新液压有限公司、等博世力士乐（中国）有限公司等企业完成。企业培养分为元件设计与制造、系统设计与制造顶岗实习和毕业设计三个阶段，学习指导由学校专业教师和企业具有丰富经验的工程师共同承担，企业落实学生在企业学习期间的各项教学安排，提供实训、实习的场所与设备，安排学生实际动手操作。1、学习目的通过在企业的实践，培养现场工程师良好的职业道德和工程意识，进一步强化学生在相关行业及企业生产一线生产现场分析、解决本专业方向工程实际问题的能力。要求能够将学校培养的专业理论与工程能力在企业中加以实际应用和实践。在进一步强化流体传动与控制技术领域现场工程师必须的专业技能的同时，了解行业和企业的技术现状，体验企业相关的文化，熟悉企业管理制度，培养质量、环保、市场和价值效益意识，培养良好的人际交往能力和团队合作精神。2、时间安排元件设计与制造生产顶岗实习从第六学期5月份开始至7月份，计划10周。参与顶岗实习的学生经过为期一周的系统培训，对公司所设计生产的阀、泵/马达及缸能有一个初步、系统的了解。接着将这些学生分成三组，分别依次进入阀、泵/马达及缸部门，按照先了解整个流程，再通过简单元件设计，最后从事公司产品设计的步骤，逐一深入车间，顶岗实习。其中具体时间安排如表1所示。表1 液压元件设计与制造生产顶岗实习具体时间安排表序号实习要求和内容时间分配指导老师1安排学生参观工厂，对公司及元件设计生产部门做初步了解0.5个工作日联合指导2对学生进行短期培训，使学生初步具备设计元件的能力5.0个工作日企业导师3将参加顶岗实习的学生分到阀生产部、泵/马达生产部、缸生产部3个部门0.5个工作日企业导师4在导师的指导下熟悉所在部门的工作流程1.0个工作日企业导师5在