人才培养

培养方案

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机器人工程专业培养方案

(发布日期:2023-09-12 点击数:7)


一、学制和授予学位

1.标准学制:四年

2.授予学位:工学学士学位

二、培养目标

面向国家机器人科技发展趋势,深化机器人工程学科特色,培养适应国际科技前沿和国家战略发展需求,符合社会和行业发展需要,掌握机器人领域的基础理论和专业知识,具有机器人领域的工作技能,具有扎实理论基础、过硬实践能力、浓厚家国情怀以及良好的文化素养和国际视野,解决复杂工程问题能力强、可持续发展素质高的德智体美劳全面发展的社会主义合格建设者和可靠接班人,成为能够担当引领未来和造福人民大任的机器人领域领军型拔尖人才。预期在毕业5年左右具备:

培养目标1

综合应用数学与自然科学、工程理论和专业技能,结合实际工程和前沿技术,能有效解决机器人工程领域设计、开发、制造及管理等多学科背景下的复杂工程问题。

培养目标2

具有国际视野、合作精神、组织管理以及交流能力,能够展示机器人工程及相关领域的设计、开发、制造及管理等多学科背景下的沟通,以及跨文化条件下的团队工作与交流能力。

培养目标3

有意愿并有能力服务社会,主动提高并展示自身社会服务职责、社会公德和人文科学素养,在解决机器人工程及相关领域复杂工程问题的工程实践中,遵循工程职业道德以及行业相关法律、环境、安全与可持续发展等要素。

培养目标4

有创新实践意愿,通过自主学习和终身学习,主动拓展自身知识和能力,适应社会经济和技术发展的需要,追求新职业机会,适应不同环境赋予的工作任务,能够在不同的岗位上做出贡献,具备自身持续发展的能力。

三、毕业要求

1.品德修养:1.1具有坚定正确的政治方向、良好的思想品德和健全的人格,热爱祖国,热爱人民,拥护中国共产党的领导;1.2具有正确的世界观、人生观、价值观;1.3具有科学精神、人文修养、职业素养、社会责任感和积极向上的人生态度,了解世情国情党情民情,践行社会主义核心价值观。

2 工程知识:具有从事自动化工程所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识,并能够综合应用这些知识解决自动化工程领域复杂工程问题。2.1能将数学、自然科学、工程基础知识,并用于复杂工程问题的表述。2.2经过合理的简化、推理与分析,综合应用数学、力学、电气等多方面的知识,对机器人工程领域的复杂工程问题进行建模并求解。2.3综合应用工程领域的专业知识和数学模型,对机器人工程领域的复杂工程问题进行推演和分析。2.4能够将机器人工程基础和专业知识用机器人工程领域复杂工程问题解决方案的比较和综合,并得到优化的解决方案。

3 问题分析:能够合理应用数学、自然科学和机械、力学、控制、计算机等工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析机器人工程领域复杂工程问题,以获得有效结论。3.1能够合理运用数学和自然科学知识和机械、力学、控制、计算机等工程科学的基本原理,识别和判断机器人工程领域复杂工程问题的关键环节和参数,并进行建模。3.2能够正确认识复杂工程问题解决方案的多样性,提出并正确表达解决机器人工程领域中的复杂工程问题的多种可选择方案。3.3能通过文献分析,运用机械设计、制造、控制、计算机等工程科学基本原理,分析过程的影响因素,验证解决方案的合理性,并获得有效结论。

4 设计与开发:掌握机器人工程领域系统设计、集成、开发及工程应用的基本方法,针对机器人工程领域复杂工程问题能够设计出满足特定需求的机器人系统、机械结构或传感器制造工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。4.1 掌握机器人产品设计与开发过程中所涉及的机构原理、制造、传感器原理与技术,能够根据用户需求或设计目标,提出相应的解决方案,并在方案中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。4.2 能够通过建模与仿真进行设计计算,进行工艺需求及功能分析,设计开发实现特定功能的机器人系统及其传感器制造工艺流程,并能体现创新意识。4.3 在了解设计目标和多方面制约因素的情况下,能够从力学、机械、电气与控制、计算机等多角度对机器人工程领域复杂工程问题的解决方案的设计结果做出评价。

5 研究:针对机器人工程领域的复杂工程问题,能够基于机械、电气、控制、计算机等科学原理,有针对性地设计实验方案并开展实验,分析、归纳和总结实验数据,并通过信息综合得到合理有效的结论。5.1掌握复杂机器人系统的测试及实验方法,能够针对机器人工程领域的复杂工程问题,基于机械、电气、控制、计算机等基本原理并采用合理的测试及实验方法,通过调研和分析,选择研究路线,设计正确的实验方案。5.2能够根据实验方案构建实验系统,安全使用操作实验设备,合理确定测试参数,正确开展实验,科学采集和整理实验数据。5.3能对实验结果进行综合与分析,运用电气、机械、测试、计算机等工程理论和科学原理做出合理解释,并获得有效结论。

6 使用现代工具:能够针对机器人领域的复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对自动化工程领域复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。6.1 掌握机器人本体、传感器、感知系统所涉及的现代仪器、信息资源、现代测量与测试、现代工具的原理及其使用方法,并理解其局限性。6.2 能够针对机器人工程领域的复杂工程问题,合理选用或开发机器人系统、测控系统等现代工程工具和微机系统等信息技术工具,进行分析计算、模拟预测及辅助设计,并能够分析其局限性。

7 工程与社会:能够基于机器人领域相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和自动化工程领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。7.1 具有工程实习和社会实践的能力,了解机器人工程领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规,理解不同国家的社会文化、技术标准和法规对机器人产品生产、设计、研究与开发等工程活动的影响。7.2 能够依据机器人工程相关背景知识,分析和评价机器人和自动化工程领域生产、设计、研究与开发等工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,及上述因素对项目实施的影响,并理解应承担的责任。

8 环境和可持续发展:能够理解和评价针对机器人领域复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展所带来的各种影响。8.1能够正确理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义,具有环境保护和可持续发展意识。8.2针对机器人工程领域复杂工程问题涉及的生产、设计、研究与开发等专业工程实践,从环境保护和可持续发展角度分析其可持续性,并正确评价机器人产品全生命周期过程对环境和可持续发展的影响。

9 职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感坚定的社会主义核心价值观,能够在机器人工程领域涉及的生产、设计、研究与开发等工程实践中,理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。9.1有正确价值观,具备人文知识和思辨能力,理解个人与社会的关系,了解中国国情,明确个人作为社会主义事业建设者和接班人的责任和使命。9.2理解机器人工程师的社会责任,在机器人工程领域涉及的生产、设计、研究与开发等工程实践中能自觉遵守机器人工程师职业道德和行为规范,并自觉履行责任。

10 个人和团队:具有的一定的组织、管理、协调和合作能力,能够在机械、电气、自动化等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,并在项目实践中体现创新意愿。10.1 具有在机械、电气、自动化等多学科背景团队中作为个体和团队成员有效沟通、合作共事的能力。理解团队合作的重要性,能够在团队中独立或合作开展工作。10.2 具有一定的组织能力,能够在团队中担任负责人,具备组织、管理、协调和指挥团队开展工作的能力。

11 沟通:能够就机器人领域内复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,具有文稿撰写、报告陈述、发言表达和指令应答的能力,并具备一定的国际视野和跨文化背景下沟通和交流能力。11.1 了解本专业的前沿技术和产业发展趋势,通过撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令等形式,并能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,展示人际交往能力。11.2 具备一定的国际视野,能够阅读专业的外文文献,具有一定的专业英语写作能力,能够就专业问题,在跨文化背景下进行沟通和交流。

12 项目管理:具有系统的工程实践经历和较系统的工程管理与经济决策方法,能够应用工程管理原理与经济决策方法解决多学科环境下工程问题。12.1 掌握工程项目的管理原理与经济决策方法,了解机器人产品的全生命周期、全流程的成本构成,并理解机器人及传感器产品生产、设计、研究与开发相关工程活动中所涉及的工程管理和经济决策问题。12.2 能够在机械、电气、自动化等多学科环境中,在机器人系统及传感器的设计开发过程中,具备运用工程管理和经济决策的能力。

13 终身学习:具有自主学习和终身教育意识,良好的信息获取、知识更新和职业发展的自学习和适应发展的能力。13.1 能够认识到适应机器人工程及相关领域发展需求而不断探索和学习的必要性,具有自主学习和终身学习的意识。13.2 掌握自主学习的方法和途径,具备对机器人工程及相关领域所涉及的技术、问题、现象等对进行理解、归纳总结和提出问题的自主学习能力。

四、核心课程

工程制图、理论力学、材料力学、电工学、机械原理、机器人技术、基于ROS 的机器人理论与应用、微机原理与接口技术、机器学习、机器视觉、机器人动力学、电机驱动与运动控制、智能传感器技术。

五、毕业最低学分

课程类别

学时数

各模块学分

占总学分

百分比

其中

课内

实验

课内

上机

独立设课实验(上机)

课堂

教学

必修课程

通识教育必修课

35

676

0

24

0

20.8%

学科基础必修课

60.5

968

0

0

0

36.0%

专业必修课

20

320

0

0

0

11.9%

选修课程

通识教育选修课

6

96

0

0

0

3.6%

专业选修课

0

0

0

0

0

0

创新创业实践与素质拓展课

2

32

0

0

0

1.2%

跨学科课程

2

32

24

0

0

1.2%

本硕博课程

6

96

0

0

0

3.6%

小计

131.5

2220

0

24

0

78.3%

集中性实践环节

36.5

39

24

0

0

21.7%

合计

168

2220学时+39

100%

六、课程设置,各教学环节安排

(一)必修课

1.通识教育必修课

开课

单位

中文课程名称

英文课程名称

学时数

考核方式

开设

学期

其中

马院

思想道德与法治

Value, Morality and Rule of Law

2

32

0

0

2

1

1

马院

中国近现代史纲要

The Outline of Chinese Modern and Contemporary History

2.5

40

0

0

2

1

2

马院

习近平新时代中国特色社会主义思想概论

The Conspectus of Xi Jinping Thought and the System of Theories of Socialism with Chinese Characteristics

2.5

40

0

0

2

1

3

马院

马克思主义基本原理

The Basic Principles of Marxism

3

48

0

0

2

1

4

马院

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

The Conspectus of Mao Zedong Thought and the System of Theories of Socialism with Chinese Characteristics

3

48

0

0

2

1

4

马院

形势与政策(一)

Situation and Policy (1)

2

8

0

0

2

2

1

马院

形势与政策(二)

Situation and Policy (2)

8

0

0

2

2

2

马院

形势与政策(三)

Situation and Policy (3)

8

0

0

2

2

3

马院

形势与政策(四)

Situation and Policy (4)

8

0

0

2

2

4

马院

形势与政策(五)

Situation and Policy (5)

8

0

0

2

2

5

马院

形势与政策(六)

Situation and Policy (6)

8

0

0

2

2

6

马院

形势与政策(七)

Situation and Policy (7)

8

0

0

2

2

7

马院

形势与政策(八)

Situation and Policy (8)

8

0

0

2

2

8

外语

大学英语(二)

College English (2)

2

32

0

0

2

1

1

外语

大学英语(三)

College English (3)

2

32

0

0

2

1

2

外语

大学英语(四)

College English (4)

2

32

0

0

2

1

3

外语

英语专题课

English for Specific Purposes

2

32

0

0

2

1

4

计数

C++

C++ Programming

3

48

0

24

4

1

1

体育

体育(一)

Physical Education (1)

1

36

0

0

2

2

1

体育

体育(二)

Physical Education (2)

1

36

0

0

2

2

2

体育

体育(三)

Physical Education (3)

1

36

0

0

2

2

3

体育

体育(四)

Physical Education (4)

1

36

0

0

2

2

4

军事

军事理论

Military Theory Curriculum

2

36

0

0

2

1

1

学生处

大学生就业与创业指导

The Employment and Entrepreneurship Guidance for College Students

0.5

8

0

0

2

2

6

学生处

大学生职业生涯规划

Career Planning and Management of College Students

0.5

8

0

0

2

2

1

人文

大学生心理健康教育

Mental Health Education for College Students

1

16

0

0

2

1

1

人文

大学应用写作

College Practical Writing

1

16

0

0

2

1

5

小   计

35

676

0

24

/

/

/

注:考核方式:1表示考试,2表示考查,下同。


2.学科基础必修课

开课

单位

中文课程名称

英文课程名称

学时数

考核方式

开设

学期

其中

机械

机器人学科导论

Introductory Course

1

16

0

0

4

2

1

数统

高等数学B(上)

Higher Mathematics(part 1)

5

80

0

0

6

1

1

数统

高等数学B(下)

Higher Mathematics(part 2)

5

80

0

0

6

1

2

数统

概率论与数理统计

Probability and Statistics

3

48

0

0

4

1

3

数统

线性代数

Linear Algebra

2

32

0

0

2

1

2

机械

工程数值方法

Numerical Methods for Engineers

2

32

0

0

2

1

3

物信

大学物理B(上)

University Physics(B) (part 1)

2.5

40

/

/

2/4

1

2

物信

大学物理B(下)

University Physics(B) (part 2)

2.5

40

/

/

2/4

1

3

物信

大学物理实验A(上)

Experiments of University Physicspart 1

1.5

36

36



1

2

物信

大学物理实验A(下)

Experiments of University Physics(part 2)

1

24

24



1

3

化学

普通化学C

General Chemistry C

1.5

24

/

/

2

1

2

电气

电工学A(上)

Science of Electrician(A)

(part 1)

2.5

40

/

/

2/4

1

3

电气

电工学A(下)

Science of Electrician(A)

(part 2)

2.5

40

/

/

2/4

1

4

机械

工程制图C(上)

Engineering Drawing (C) (part 1)

3

48

/

/

4

1

1

机械

工程制图C(下)

Engineering Drawing (C) (part 2)

3

48

/

/

4

1

2

机械

理论力学A

Theoretical Mechanics(A)

3

48

/

/

4

1

3

机械

材料力学B

Mechanics of Materials(B)

3

48

/

/

4

1

4

机械

机械原理

Theory of Machines and Mechanisms

3.5

56

/

/

4

1

4

机械

机械设计

Mechanical Design

3

48

/

/

4

1

5

机械

机器人技术

Robot Technology

2

32

/

/

2

1

4

机械

机器视觉技术及其应用

Machine Vision Technology and Application

2

32

/

/

4

1

6

机械

液压与气动技术

Hydraulic and Pneumatic Transmission

2.5

40

/

/

4

1

6

机械

控制工程基础

Foundation of Control Engineering

2

32

/

/

2

1

4

机械

工程经济学

Engineering Economics

1.5

24

/

/

2

1

2

小   计

60.5

972

60

0

/

/

/

3.专业必修课

开课

单位

中文课程名称

英文课程名称

学时数

考核方式

开设

学期

总学时

其中

机械

机器学习

Machine Learning

2

32

0

0

2

1

4

机械

数字图像处理

Digital Image Processing

2

32

/

/

4

1

6

机械

微机原理与接口技术

Microcomputer Principle and Interface Technology

3

48

/

/

4

1

5

机械

电机驱动与运动控制

Motor Driving and Motion Control

2

32

/

/

2

1

5

机械

基于ROS 的机器人理论与应用

Robot Theory and Application Based On ROS

2

32

0

0

4

1

5

机械

机器人动力学与控制

Robot Dynamics and Control

2

32

/

/

4

1

5

机械

智能传感器技术

Intelligent Sensor Technology

2

32

/

/

4

1

6

机械

数控系统原理与设计

Principle and Design of Numerical Control System

3

48

0

0

4

1

6

机械

灵巧手及其操作控制

Dexterous Robotic Hand and Manipulation Control

2

32

/

/

4

1

6

小   计

20

320

0

/

/

/

/

(二)选修课

1.专业选修课

与本硕博课程合并选修。

2.通识教育选修课,应修6学分

学生在校期间应修满6学分的通识教育选修课,其中人文社会科学类2学分,文学与艺术类2学分,创新创业类2学分。

3.个性培养课程,应修10学分

(1)创新创业实践与素质拓展课,应修2学分

学生在校期间应最少修满2学分的创新创业实践与素质拓展课,有以下2种渠道获得相应学分:j学生可按照《海燕政策研究论坛线路1本科生创新创业实践与素质拓展学分认定管理实施办法》中的有关规定获得学分;k学生修读由专业专门开设的创新创业类实践课。



(2) 跨学科、本硕博课程至少8学分

开课

单位

中文课程名称

英文课程名称

学时数

考核方式

开设

学期

其中

实验

上机

创新创业实践与素质拓展课,应修2学分

机械

三维绘图创新实践项目

Innovation Practice Project of 3D Drawing

0.5

1




2

1

机械

机械传动创新实践项目

Innovation Practice Project of Mechanical Transmission

0.5

1




2

2

机械

数字电路创新实践项目

Innovation Practice Project of Digital Circuit

0.5

1




2

3

机械

机构设计创新实践项目

Innovation Practice Project of Mechansim Design

0.5

1




2

4

跨学科课程,应修2学分

经管

创新创业者的设计思维

Design Thinking for Innovators and Entrepreneurs

2

32



4

2

5

机械

智能汽车环境感知技术

Environmental Perception Technology for Intelligent Vehicle

2

32



4

1

7

本硕博课程应修6学分

机械

专家系列讲座

Expert Lectures

1

16

0

0

2

2

1-7

计数

Python

Python

3

48

24

0

4

1

2

计数

高级机器学习

Advanced Machine Learning

2

32

0

0

4

1

6

机械

专业英语

Professional English

2

32

0

0

2

2

7

机械

智能仿生机器人

Intelligent Bionic Robot

2

32

0

0

4

2

7

机械

软体机器人设计及应用

Soft Robot Design and Application

2

32

0

0

4

2

7

机械

流体传动与智能控制技术

Fluid Transmission  and Intelligent Control Technology

2

32

0

0

4

2

7

机械

计算机辅助动力学分析

Computer Aided Dynamic Analysis

2

32

0

0

4

2

7

机械

计算机控制系统

Computer Control System

2

32

0

0

2

2

7

(三)集中性实践环节

开课

单位

中文课程名称

英文课程名称

周数

学时

考核方式

开设

学期

马院

思想政治实践课

Practice of Ideological and Political Theory Course

2

2


2

4

军事

军事技能

Military Skill

2

2


2

1

电气

电工电子综合实践

Comprehensive Practice of Electrical and Electronic Engineering

1.5


36

2

4

机械

机械力学综合实践

Comprehensive Practice of Mechanical Mechanics

1


24

2

4

机械

微机及测量技术实践

Microcomputer and Measurement Technology practice

1


24

2

5

机电中心

机械制造工程基础训练B

Basic Training in Mechanical Manufacture Engineering (B)

3

3


2

3

机械

机械系统概念设计实践

Practice of Conceptual Design of Mechanical System

1


24

2

4

机械

机械设计课程设计A

Project: Design of Mechanical Design A

4

4


2

5

机械

机器人运动控制课程设计

Project: Robot Motion Control

5

5


2

6

机械

智能机器人系统综合设计

Project: Comprehensive Design of Intelligent Robot Systems

6

6


2

7

企业+

机械

毕业实习

Graduation Internship

2

2


2

8

企业+

机械

毕业设计(论文)

Graduation Project (thesis)

8

15


2

8

小   计

36.5

39

108

/

/

七、备注

1. 《专家系列讲座》考核要求是从第1学期至第7学期,参加学术会议、报告的总次数不少于8次,每次撰写不少于500字的心得体会,学术活动须是学院或以上级别单位组织的学术交流活动。