上海大学机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划实施方案

上海大学机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划实施方案2目录机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划实施方案1.卓越工程师培养目标2．卓越工程师培养模式与总体方案3．教学计划4．企业学习阶段培养方案5．实践教学基地建设6.附件附件一上海大学机械工程及自动化专业卓越工程师班2011级教学计划表附件二上海大学机械工程及自动化专业卓越工程师班教学计划表复合型课程教学框架附件三上海大学机械工程及自动化专业卓越工程师班2011级教学大纲（一）附件四上海大学机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划课程教学大纲（其它院系开设）3机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划实施方案1.卓越工程师培养目标1.1培养目标本专业培养具备从事机械及机电一体化产品的开发、设计、制造、控制，以及生产组织管理的基本能力，能在机械工程及自动化领域内从事设备制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。1.2培养要求本专业学生主要学习机械设计、制造、机电集成系统控制、机器人及机电一体化系统的基础理论，接受现代机电应用型卓越工程师的工程实践训练。整个课程体系重点围绕设计、检测、机电、制造、控制及系统集成等，以项目为载体任务拉动式教学模式贯穿于课程教学的全过程，以工程实例为核心，把知识点与工程应用有机地联系起来。围绕工程教育的核心问题制定教学计划、课程设置、教学大纲，加强基础课程体系建设，公共基础核心课、学科基础核心课、专业方向模块课组、专业或人文选修课，重视案例教学、项目教学与工程教学，培养工程能力和素质，突出以工程项目为载体任务拉动式的研讨性和实践性环节设置，建立符合工程教育规律的教学体系。使学生具备从事机械及机电一体化产品的开发、设计、制造、控制、生产管理的基本能力。1.3毕业生应获得的知识与能力⑴具有扎实的自然科学基础知识，较系统地掌握本专业领域的技术理论基础知识，包括力学、电学、机械设计与制造、机电集成系统控制、机器人与机电一体化系统等基础知识，掌握分析和解决机械工程问题的基本方法与手段⑵具有本专业必需的数字化设计、工艺操作、集成控制、机电系统开发、文献检索等基本技能，及较强的计算机应用能力；熟悉机械系统设计、机械制图的国家标准；能准确读懂机械设计图纸；熟练掌握至少一种数字化设计工具，能用计算机熟练地进行零、部件、以及机械系统的设计。⑶了解本专业领域的技术标准，相关的政策、法律和法规；了解本专业领域发展趋势与前沿知识，具有较强的自学能力与创新意识。⑷掌握利用机械设计与制造、传动与控制、系统检测与质量管理、计算机及数控技术的基本知识来解决工程技术问题的初步技能。⑸进行生产运作系统的设计、运行和维护或解决实际工程问题的系统化训练，初步具备解决工程实际问题的能力；具备参与项目及工程管理的能力。⑹具有较好的人文社会科学基础知识，具有正确运用本国语言与文字的表达能力、4外语的综合应用能力，普通话水平达到二级乙等以上。具备有效沟通与交流的能力。⑺明确机械工程师的责任和社会角色，具有良好的职业素质和职业道德及较强的社会责任感。2．卓越工程师培养模式与总体方案2.1培养计划总体方案架构（1）创建数字化机电设计制造工程教育平台，扩展和提升对工程项目研发和工程教育的支撑能力，营造使学生成材的工程环境。（2）以工程项目为载体，使学生在工程环境中接受熏陶，激发学习兴趣，增强工程意识，提升工程素质和能力。卓越工程师培养计划总体方案架构如图1所示。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????图1卓越工程师培养计划总体方案架构2.2卓越工程师培养的教学模式建立以工程项目为载体的教学模式。进行拉动式训练（工程任务驱动），反复递进训练，强化工程文化。任务拉动式教学模式，同时要逐步向兴趣驱动教学模式转变，进一步向工程哲学层面提升。围绕工程教育的核心问题制定教学计划、课程设置、教学大纲。突出以工程项目为载体任务拉动式的研讨性和实践性环节设置。建立符合工程教育规律的教学体系。梳理现有教学体系，优化课程设置；夯实学科基础，强化工程文化；增加实践5性和研讨性课程比例；扩大开放性实验、实训和实习；强基础重实践，工程化成系统。改变传统的教学方式，更新授课内容，采用以项目为载体的研究型教学形式，从新生入学开始组建卓越工程师培养计划班，主要专业基础课和专业课采用小班上课形式。在课程教学过程中，教师将学生分成小组开展项目研究，学生撰写策划报告和实施方案，进行小组答辩，通过后才能获得学分。主要专业课程采用“理论课＋习题课＋实验课＋课外学习”的工程师教学模式，从全方位培养学生。这类课程大大将提高了学生的协调管理能力、实践创新能力、团队合作能力和表达沟通能力。机械工程及自动化专业“卓越工程师培养计划班”的教学框架示意图如图2所示。工程实践教学工程能力工程设计能力制造工艺能力系统集成与应用能力基础理论教学CAD/CAE/CAM/PDM典型零件及装置测绘典型零件及装置研发、设计及制造自动化装备及系统研发、设计及制造自动化制造生产线研发、设计制造及管理交流沟通能力外语应用能力计算机应用能力组织协调能力工程案例实训工程项目实验自学能力图2强化工程能力的教学框架示意图（1）加强基础课程体系建设，公共基础核心课、学科基础核心课、专业方向模块课组、专业或人文选修课。（2）理论与实践教学相结合，重视案例教学、基于项目的教学和工程实践教学，培养工程能力和素质。（3）重点围绕设计、检测、机电、制造、控制及系统集成等，以项目为载体任务拉动式教学模式贯穿于课程教学的全过程。2.3根据卓越工程师培养框架设置新的课程体系根据上海大学机械工程专业的卓越工程师计划教学框架设计了新的课程体系，6新的课程体系具有如下特征：（1）强化实践环节，大幅度提高专业课程的实践学时比例。新课程体系直面工程，在强化理论教学环节的基础上，针对机械工程的特点，大大增加实验环节，将机械专业知识点讲授学时与工程实验实践的学时的比例提高到至少2:1，以提高学生的工程能力。（2）以工程实例为对象进行讲授，工程实例贯穿在整个教学过程中。（3）新课程体系分层次、分阶段对学生的工程能力进行培养和考核。（4）新课程体系对现有课程进行了有机的融合和精简，避免了知识点的重复讲授和关联知识间的孤立讲授。2.4机械工程及自动化卓越工程师计划班的实施工作学院在机械自动化工程能力强化试点班工作的基础上，结合教育部卓越工程师计划和上海市教委第四期高地建设计划，在机械工程及自动化专业中选择并组建卓越工程师计划班，该班由专人负责，实施专业导师制，导师全程跟踪引导，强化研究型教学及创新性实验，改进并采用新的课程授课方法及考核方式，注重学生工程能力培养及个性化培养。对现有课程进行梳理分类，再以课程组形式深入研究，研究计划班教学计划的实施方案。成立以下课程组及教学团队：①制造基础及工艺、②机械设计基础、③数字化设计、④机器人与机电一体系统、⑤制造系统装备及自动化生产线。试点阶段除其中机械设计基础课程组外，四个课程组均按课堂教学与实验的时间比例为2:1的要求，重新整合和调整课程教学内容和时数。大幅度减少理论性讲授的学时，大幅度增加实践和项目运作的学时。为落实该实施计划相应成立了各子项目组，按要求组织实施机械工程及自动化卓越工程师计划的教材建设、精品课程建设和实验平台建设计划。机械工程及自动化卓越工程师计划班的实施将吸取原试点班（F模块）的组织推进方法。原试点班（F模块）是2010年3月动员开设，9月正式开班的并执行新的教学大纲。根据与CDIO国际组织创始人EdwardCrawley教授就工程教育的理念及模式深入交流与建议下，建立了工程教育改革试点班的联席会议制度，每学期召开3次（学期前、期中，期末）小组交流会，学生代表、教改课程的教师、教务管理人员、指导员及工程教育改革院系领导出席，讨论教学过程中存在的问题及应对方案，总结教学经验，落实改革计划。这些工作为机械工程及自动化卓越工程师计划班的实施奠定了良好基础。2.5开拓国际化培养途径，扩大学生国际视野继续开展国际合作，探索工程教学的国际合作模式，开拓国际化培养途径。与外教国大学共同开展联合毕业设计、海外实习与交换生项目和国际课程项目，国内外师生共同参与教学，利用国际化教育平台，扩大学生的国际视野。给学生带来主动学习、分析解决问题、团队合作、交流沟通、多元文化、创新思维等各方面能力7的提升。①合作开展毕业设计和课程设计。与美国伍斯特理工大学合作：SHU-WPI联合开展本科生毕业设计。继2010年8月至10月启动美中本科生第一轮毕业设计项目，今后每年将继续坚持并扩大国际合作联合毕业设计工作。②海外实习与交换生项目。开展多项赴美暑期交流项目，参观访问美国密苏里大学、肯纳公司、凯捷公司等。选派部分二、三年级学生赴美国大学进入专业课程学习，合作高校双方互认学分。③国际课程的学习。例如：肯纳公司的《自我管理》、《演讲技巧》、《沟通技巧》、《职业形象》、《销售技巧》、《车削》、《铣削》、《孔加工》、《刀柄》、《刀具设计基本知识》等。④工程师技术交流课程学习。工程师技术交流是培养具有国际视野工程师的前端课程，聘请具有工科教育背景的外籍教师教学，主要是强化学生在对外交流中听、说、读、写等方面的沟通能力。3．教学计划3.1卓越工程师培养的课程体系框架机械工程及自动化专业卓越工程师培养将按照四个阶段（层次）循序渐进地培养。工程能力培养第一阶段：具有机械工程的整体概念，有数理及其他从事工程专业工作的理论基础，初步树立专业志向。第二阶段：了解机械设计制造及自动化全过程，基本的机械与自动化专业知识，能独立完成基本的机械设计、工艺与分析任务。第三阶段：了解工程问题的发现和求解过程，基本掌握分析和解决工程问题的工具和手段，经过了较深入的专业实训。第四阶段：了解较高级的机械工程专业知识，有较广泛和前瞻的专业视野，能初步从系统上把握和发现问题，具有一定创造性解决工程实际问题的能力。根据工程能力四个阶段的培养要求，在梳理现有教学体系的基础上，建立新的课程体系，优化课程设置，在夯实学科基础的同时，增加实践性和研讨性课程比例，扩大开放性实验、实训和实习时间。采用讲课与动手同步，强调实践与自学相结合；课程理论部分采用团队授课，助教老师全程辅助；项目实践部分采用“自主设计-自主实验”模式，指导教师按项目给学生分组并下达项目任务书。学生以强化课程内容为目的，按照项目要求自己动手设计出新型机构或装置，在实验中独立发现和解决问题并验证。重点培养学生灵活应用知识能力、动手能力，以及自我获取知识能力。新的课程体系如表1所示。8表1机械工程及自动化专业卓越工程师计划课程体系框架年度课程类别核心课程名称实践项目载体第一年数理类基础课程高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学英语、工程化学等物理实验，化学实验，数学建模project,社会调查project第二年电学与计算机基础课程电工电子学、微机原理、程序设计、数字电路、工程控制原理、模拟电路基础等电工电子实验（设计性），电子电工实习；电机驱动实验，微机控制实验，程序设计实验,电工电子类project力学与机械基础课程工程力学、流体力学与热力学、机械原理、机械设计、材料与成型技术等机械制造基础实习；机械设计大作业;力学类project;机构类project;机械创新课程与实践第三年设计与制造类课程数字化设计与分析、机械制图、制造技术基础、创新与设计、CAD/CAE/CAM等工程设计研讨presentation;设计类project;制造工艺类project系统与控制类课程机电传动与PLC控制；精度设计与应用；机械电子系统；机电工程案例研讨实验与分析大作业；系统与控制类project；生产线项目第四年机电集成系统课程机电一体化专题（生产线设计实践）；机