自动化专业人才培养方案
一、培养目标
本专业培养适应区域经济社会和航空航天事业发展需要,德智体美劳全面发展,具有良好的人文素养、社会责任感、职业道德、创新精神和创业意识,具有数学、自然科学、电力电子、计算机、自动控制、自动化仪表、人工智能应用等知识,具备自主学习、较强的工程实践及沟通交流能力,能够在工业自动化装置及系统领域从事控制部件及系统的设计、开发、测试、运行、维护、管理等方面工作,具有航天品质的高水平应用型人才。毕业五年左右能够成为工业自动化装置及系统领域的工程师或具备相应的职业能力。
培养目标分解如下:
培养目标 1:具有良好的人文素养、社会责任感、职业道德、创新精神、创业意识以及航天品质。
培养目标 2:能够有效运用数学、自然科学、电力电子、计算机、自动控制、自动化仪表、人工智能应用等知识,解决工业自动化装置及系统相关工程领域中的信息获取、系统建模、自动控制、系统测试及性能分析等实际问题。
培养目标 3:能根据工程实际需要,并考虑社会、环境因素,结合工业自动化装置及系统领域相关行业标准提出解决方案,从事控制部件及系统的设计、开发、测试、运行、维护、管理等方面工作。
培养目标 4:具备沟通、交流与管理能力,能在团队协作中发挥骨干作用。
培养目标 5:能够通过继续教育或其它途径,主动拓展自己的新知识和新能力,适应不同环境赋予的工作任务,在不同的岗位上做出贡献,获得自身的持续发展。
二、毕业要求
经过系统学习,本专业学生在毕业时应达成如表1所示的毕业要求:
表1 自动化专业毕业要求
毕业要求 |
毕业要求指标点 |
1.工程知识:工程知识:能应用数学、自然科学、电力电子、计算机、自动控制、自动化仪表、人工智能应用等知识,解决工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题。 |
1.1 能应用数学、自然科学的相关知识对工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题进行表述。 |
1.2 能针对工业自动化装置及系统领域复杂工程问题进行建模并求解。 |
1.3 能将相关知识和数学模型方法推演和分析工业自动化装置及系统领域相关复杂工程问题。 |
1.4能将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于工业自动化装置及系统领域相关复杂工程解决方案的比较与综合。 |
毕业要求 |
毕业要求指标点 |
2.问题分析:能应用数学、自然科学、电力电子、计算机、自动控制、自动化仪表、人工智能应用等原理和技术,识别、表达、并通过文献研究分析工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题,获得有效的结论。 |
2.1能根据专业相关原理识别工业自动化装置及系统领域相关复杂工程问题。 |
2.2 能应用自动控制专业理论和数学方法表达所识别的问题。 |
2.3 能通过文献查阅,归纳、综合已有相关问题分析方法。 |
2.4能选择适当的方法对工业自动化装置及系统领域相关复杂工程问题进行分析,获得有效结论。 |
3.设计/开发解决方案:能设计工业自动化装置及系统领域的复杂控制问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件),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。 |
3.1 能运用工业自动化装置及系统工程设计的基本设计/开发方法和技术,并考虑影响设计目标和技术方案的关键指标、环境条件、成本等各种因素。 |
3.2能根据用户需求制定自动控制工程领域系统硬件设计、软件设计和控制方案,能合理的划分系统的软、硬件功能和算法模块,确定软件流程、电路和控制策略。 |
3.3能依据方案设计满足特定需求的单元(部件)、工艺流程或控制系统。 |
3.4能在设计过程中结合工业自动化装置及系统领域相关行业标准,考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境因素。 |
4.研究:能基于自动控制相关原理并采用科学方法对工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据,并通过信息综合得到合理有效的结论。 |
4.1能基于科学原理针对工业自动化装置及系统领域复杂工程问题设计实验方案。 |
4.2 能对所研制的系统搭建调试和测试环境。 |
4.3能采用科学方法对系统进行性能分析并进行改进。 |
4.4 能分析与解释实验数据,并通过信息综合得到有效的结论。 |
5.使用现代工具:能针对工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题,选择和使用自动控制领域恰当的技术、资源、仿真与测试工具、信息技术工具,能运用相关工具对工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题进行模拟预测,并理解其局限性。 |
5.1能针对工业自动化装置及系统领域的复杂工程开发选择恰当的技术、资源、现代工具。 |
5.2 能使用Matlab、Proteus、Keil、MCGS、CCW等工具对控制系统及部件进行建模、分析、计算、设计及仿真验证。 |
5.3能使用合适的现代工具对相关复杂工程问题进行模拟和预测,并能够理解所使用的现代工具的局限性。 |
6.工程与社会:能基于自动控制领域工程背景知识进行合理分析,评价工业自动化装置及系统工程实践和复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并承担相应的社会责任。 |
6.1 知晓工业自动化装置及系统领域的相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规,理解不同社会文化对工程活动的影响。 |
6.2能分析和评价工业自动化装置及系统领域的工程实施方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响,以及这些制约因素对项目实施的影响,并理解应承担的责任。 |
毕业要求 |
毕业要求指标点 |
7.环境和可持续发展:能理解和评价针对工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 |
7.1能理解环境保护和可持续发展的内涵及意义,能认识到环境保护和社会可持续发展的重要性。 |
7.2能根据法律法规,在工程实践中,进行环保设计,并对采用的非环保材料或元器件规定处理措施。 |
7.3能评价工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 |
8.职业规范:具有良好的人文素养、社会责任感以及航天品质,能够在工业自动化装置及系统领域工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。 |
8.1 有正确价值观,理解个人与社会的关系,了解中国国情。 |
8.2理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范,并能在工程实践中自觉遵守。 |
8.3理解工程师对公众的安全、健康和福祉,以及环境保护的社会责任,能够在工程实践中自觉履行责任。 |
9.个人与团队:能在自动控制领域或多学科背景下的团队中承担个体、团队成员或负责人的角色,具有一定的组织管理能力,能够协调个人和团队的关系。 |
9.1能在自动控制专业领域或多学科背景下与团队成员进行有效的沟通。 |
9.2能在团队中承担不同的角色,能在团队中独立或合作展开工作,并帮助团队实现目标。 |
9.3 具备一定的组织、协调和管理能力。 |
10.沟通与交流:能就工业自动化装置及系统领域的复杂工程问题与同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 |
10.1能就专业问题,以口头交流、撰写文稿、绘制图表等方式,清晰准确表达自己的观点、答辩或回应质疑,理解与业界同行和社会公众交流的差异性。 |
10.2能跟踪自动控制专业领域的国际发展趋势,理解和尊重世界不同文化的差异性和多样性。 |
10.3能就专业问题,在跨文化背景下进行有效交流和沟通。 |
11.工程管理:能理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在工业自动化装置及系统领域相关多学科环境中应用。 |
11.1 能正确表述工程管理原理与经济决策方法。 |
11.2 了解工程及产品全周期、全流程的成本构成,理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。 |
11.3能在多学科环境下(包括模拟环境),在设计开发解决方案的过程中,运用工程管理与经济决策方法。 |
12.终身学习:具备自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。 |
12.1能正确认识社会发展、技术更新与自我发展的关系,对工业自动化装置及系统领域的新方法、新技术、技术标准、法律法规和发展趋势等具有自主学习和终身学习的意识。 |
12.2具有自主学习和终身学习能力,满足职业发展需求。 |
三、主干学科
控制科学与工程
四、核心课程和主要专业实验
核心课程:自动控制原理、电气控制技术、传感器与检测技术、电力电子技术、电机与拖动、现代控制理论、PLC控制技术、过程控制、运动控制系统等。
主要专业实验:自动控制原理实验、电气控制技术实验、传感器与检测技术实验、电力电子技术实验、电机与拖动实验、现代控制理论实验、PLC控制技术实验、过程控制实验、运动控制系统实验等。
五、主要实践性教学环节
金工实习、自动化专业基础工程设计I(硬件类)、自动化专业基础工程设计II(算法类)、自动化专业综合工程设计、自动化专业实习和毕业设计等实践教学环节。
六、修业年限与授予学位
学制4年,在校学习年限4-6年。取得毕业要求的学分、操行评定合格、军训合格、体育测试达标,完成学校规定的公益劳动,符合学校学位授予相关规定的,授予工学学士学位。
七、教学计划
(一)学时、学分要求
本专业学生毕业要求达到的最低总教学学分为175学分,其中:
课堂教学课程(含课内实践教学)2396学时,145学分,占总教学学分的82.86%。其中课内实践教学587学时,36.5学分,占课堂教学学分比例为24.50%。
集中实践教学(含公共实践与专业实践)30周,30学分,占总教学学分的17.14%。
实践性教学(含课内实践教学和集中实践教学,不含国防与安全、体育和文献检索与阅读)共59.5学分,占总教学学分的34.00%。
课堂教学课程(含课内实践教学)中必修课2020学时,121.5学分,占课堂教学学分比例为83.79%;选修课376学时,24学分,占课堂教学学分比例为16.21%(其中通识教育选修课3学分,占课堂教学学分比例为2.07%。)
(二)专业课程结构表
课程 类别 |
课程模块 |
学时 |
学分 |
模块学分占总学分比例 |
总数 |
实践 学时 |
实践占该模块比例 |
模块占课堂教学总数比例 |
总数 |
实践 学分 |
实践占该模块比例 |
模块占课堂教学总数比例 |
课堂教学课程(含课内实验、实践) |
通识教育必修课 |
564 |
202 |
35.82% |
23.54% |
30.5 |
12.5 |
40.98% |
21.03% |
17.43% |
通识教育选修课 |
48 |
0 |
0.00% |
2.00% |
3 |
0 |
0.00% |
2.07% |
1.71% |
学科基础必修课 |
616 |
122 |
19.81% |
25.71% |
38.5 |
7.5 |
19.48% |
26.55% |
22.00% |
学科基础选修课 |
112 |
0 |
0.00% |
4.67% |
7 |
0 |
0.00% |
4.83% |
4.00% |
专业必修课 |
840 |
210 |
25.00% |
35.06% |
52.5 |
13 |
24.76% |
36.21% |
30.00% |
专业选修课 |
216 |
53 |
24.58% |
9.02% |
13.5 |
3.5 |
25.93% |
9.31% |
7.71% |
小计 |
2396 |
587 |
24.50% |
100.00% |
145 |
36.5 |
25.17% |
100.00% |
82.86% |
集中 实践教学 |
|
总数 |
折合学时 |
实践占总学时比例 (国防与安全、体育和文献检索与阅读课程除外) |
总数 |
实践数 |
实践占总学分比例(国防与安全、体育和文献检索与阅读课程除外) |
|
公共实践 |
3周 |
142 |
/ |
3 |
3 |
/ |
17.14% |
专业实践 |
27周 |
810 |
/ |
27 |
27 |
/ |
小计 |
30周 |
952 |
/ |
30 |
30 |
/ |
总计 |
3348 |
1539 |
38.62% |
175 |
66.5 |
34.00% |
100.0%% |
四类课程学分占比总计表
序号 |
课程类 |
学分数 |
总学分 |
学分占比 |
1 |
数学与自然科学类课程 |
26.5 |
175 |
15.14% |
2 |
工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程 |
54.875 |
31.36%(实践除外) |
3 |
工程实践与毕业设计(论文) |
45.125(专业课、集中实践等实践学分) |
25.79% |
4 |
人文社会科学类通识教育课程 |
43.5 |
24.86% |
总计 |
97.15% |