自动化专业人才培养方案(专升本)
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,基础扎实,实践和创新创业能力强,掌握电力电子、自动控制、嵌入式系统设计、自动化仪表、人工智能及应用等技术知识,具备工业自动化装置及系统等领域的工程管理、工程实践、团队协作、终身学习等能力,能够在工业自动化装置及系统等领域从事项目策划、工程设计、产品研发、系统运行管理与维护、工程管理与决策等工作、具有航天品质的应用型人才。
毕业五年左右,能够在工业自动化装置及系统等领域作为骨干成员发挥作用。
具体培养目标如下:
培养目标1-人文素养:履行并承担自动化及其相关领域工程技术人员应尽的社会义务及责任,主动提高并展示自身社会服务职责、社会公德、人文科学素养,贯彻和执行工程实际中的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2-工程知识:掌握数学、自然科学基础知识、控制工程基础理论和专业技能,能解决工程领域中参数获取、数据和信号分析等实际问题;
培养目标3-工程能力:能开展工业自动化装置及系统、自动化生产线等复杂工程系统的工程管理、工程实践等工作。持续跟踪与学习自动化及相关领域的前沿技术,能以骨干身份加入自动化及其相关领域开展研发、服务和管理等工作。
培养目标4-职业发展:通过继续教育或其它学习途径,主动锤炼终身学习能力,主动拓展自己的新知识和新能力,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,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下表所述的毕业要求:
序号 |
毕业要求 |
毕业要求细化指标 |
1 |
工程知识:能够应用数学、自然科学、工程基础理论以及电力电子、自动控制、嵌入式系统设计、自动化仪表、人工智能及应用等知识,解决工业自动化装置及系统相关领域所面临的复杂工程问题。 |
1.1 系统数学描述:能够运用数学、物理、自然科学基础知识、工程基础理论、电力电子、自动控制、人工智能、自动化仪表等知识对自动化系统复杂工程问题进行表述和建模。 |
1.2 系统模型求解:能够选择恰当的数学模型,描述一个自动化系统复杂工程问题,并对模型求解。 |
1.3 系统模型改进:能够对自动化系统复杂工程问题的模型进行分析和改进。 |
2 |
问题分析:能够利用数学、自然科学、工程基础理论、电力电子、自动控制、嵌入式系统设计、自动化仪表、人工智能及应用等知识,识别、表达、并通过文献研究分析工业自动化装置及系统相关领域所面临的复杂工程问题,以获得有效的结论。 |
2.1 问题关键判别:能够识别和判断自动化领域复杂工程问题的关键环节和参数。 |
2.2 最佳方案选择:能够认识到复杂工程问题有多种相互关联和制约的因素,并通过分析文献寻求最佳解决方法。 |
2.3 方案有效表达:能基于数学、自然科学基础知识、工程基础理论、电力电子、自动控制、人工智能、自动化仪表等知识的专业知识,对复杂工程问题的解决方法进行有效表达。 |
2.4 方案合理论证:能运用基本原理,分析和验证解决方法的合理性,以获得有效结论。 |
3 |
设计/开发解决方案:能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的工业自动化装置及系统相关领域的系统、单元(部件)、控制算法、测试方法,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑安全、法律、文化以及环境等因素。 |
3.1 方案合理构思:能够根据用户需求确定自动化领域复杂工程问题的设计目标,提出合理的解决方案,在方案的设计或开发环节考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。 |
3.2 方案可行论证:能够设计满足特定需求的工业自动化装置及系统相关领域的系统、单元(部件)、控制算法、测试方法,并利用仿真、建模、实验等手段验证系统方案的可行性。 |
3.3 有序系统集成:能够按照设计方案,进行自动化软硬件功能模块或组件的开发和整合,完成自动化软硬件原型系统开发和测试。 |
3.4 设计成果呈现:能够用图纸、报告、说明书和实物等形式,呈现设计成果 |
4 |
研究:能够应用数学、自然科学、控制工程等领域的科学原理,采用设计实验、建模仿真、开展实验、分析数据、持续改进等方法,对工业自动化装置及系统领域复杂控制工程问题进行研究,并通过条件假设、数据提炼和分析、信息综合等方法得到合理有效的结论。 |
4.1 调研与分析:能够针对某一过程、装置或系统的工程问题,基于科学原理,建立假设并选择需要验证的关键对象,通过检索相关学术论文和科研报告,调研和分析复杂工程问题的解决方案。 |
4.2 设计与实施:根据设计要求与控制对象的具体特征,运用系统思维和创新思维,选择研究路线,设计实验方案,搭建合理的实验系统选择采集测试仪器,运用科学方法正确的采集、整理实验数据。 |
4.3 分析与归纳:能对实验结果进行综合分析,与理论模型比较,运用工程理论和科学原理分析差异,做出合理解释获得有效结论。 |
5 |
使用现代工具:能够针对控制工程问题,选择和使用适当的系统开发装置、模拟调试软件、仿真平台、数字化信息资源,对复杂工程问题进行模拟和分析,并能够了解其局限性。 |
5.1 认识现代工具:能够认识与熟悉自动化技术、仪器仪表和信息技术相关的工具。 |
5.2 选择现代工具:能够选择合适的现代工具用于自动控制系统的设计与开发。 |
5.3 运用现代工具:能够运用适当的现代工程工具进行复杂工程问题的建模、仿真、数据分析,并能够了解其局限性。 |
6 |
工程与社会:能够基于自动化行业背景知识,进行合理分析、评价自动化行业工程实际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 了解标准与知识产权:熟悉控制工程及其相关领域的技术标准、产业政策和法律法规,了解自动化装备品质质量管理体系,了解控制系统安装、调试、运行、维护的技术标准; |
6.2 认识社会环境下的控制工程项目:能客观解释控制项目或系统的实施对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,能分析自动化新系统、新装备、新技术、新方法的开发对社会和外部环境的影响。 |
7 |
环境和可持续发展:能够基于工业自动化装置及系统、人文社会科学以及环境工程等领域的相关背景知识,理解和评价针对自动化领域产品研发过程的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响,并给出合理化改进的建议。 |
7.1 理解可持续发展内涵:理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义,能解读智能装置与自动化控制系统及其生产过程对环境保护和社会可持续发展的影响。 |
7.2 工程实践可持续的开发与设计:针对智能装置与自动化控制系统的设计与开发,分析相应的资源利用效率、污染物处置和安全防范措施,考虑产品的可扩展性以及生态环境、经济社会的可持续发展。 |
8 |
职业规范:能够理解当代社会环境下的人文社会科学素养、社会责任感等知识的内涵,在工程实践中,理解并遵守自动控制工程师等职业的工程职业道德和规范,履行法定或社会约定的责任。 |
8.1 树立正确价值观:理解世界观、人生观、价值观的基本意义及其影响,具有人文知识、思辨能力、处事能力和社会责任感,理解社会主义核心价值观,具有家国情怀,维护国家利益。 |
8.2 职业道德与社会责任感:能够认知控制工程从业者的工程伦理和职业操守,理解职业性质和责任,诚实公正,诚信守则,在工程实践中自觉遵守职业道德和规范,具备社会责任感。 |
9 |
个人与团队:能够在多学科背景下的团队中,组织团队解决自动化行业实际工程问题的能力,并能够担任个体、团队成员以及负责人的角色,协调个人和团队的关系。 |
9.1 团队意识:能胜任团队成员的角色,具备团队协作意识。 |
9.2 团队协作:能主动与其他学科的成员合作开展工作,倾听其他团队成员的意见,具有团队协作能力,能组织团队成员开展工作。 |
10 |
沟通与交流:至少掌握一门外语,能够熟练阅读自动化专业外文文献资料。能够就复杂工程问题与工业自动化装置及系统等领域的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。 |
10.1 多元化的沟通与交流能力:能够就复杂工程问题与工业自动化装置及系统等领域的同行及社会公众进行交流,能够撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。 |
10.2 关注热点问题:能够跟进专业领域的研究热点,并进行恰当的沟通和交流。 |
11 |
工程管理:能够在自动控制系统或自动化装置的构思-设计-实现-运行过程实践中,理解与掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境下,将系统思维方法应用于项目管理。 |
11.1 认知项目管理内涵:能够组织和管理复杂系统项目,认知项目工程经济与管理内涵,控制项目成本核算与进度,开展质量检测和安全保障,认知复杂系统安全预案的必要性。 |
11.2 实践项目管理过程:能够在自动控制系统或自动化装置的构思-设计-实现-运行过程实践中,理解与应用工程管理原理与经济决策方法,能够理解复杂控制系统设施的运行、管理与维护的全周期、全流程成本管理理念。 |
12 |
终身学习:具备自主学习和终身学习的意识,掌握自主学习的方法和技巧,能够通过不断学习快速掌握自动化行业的新方法、新技术,能够及时了解工业自动化装置及系统等领域最新的技术标准、行业法律法规以及自动化行业未来的发展趋势。 |
12.1 认知终身学习能力:能够认识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,了解拓展知识和能力的途径。 |
12.2 提升自我能力:能够通过自主学习提升自我,满足个人或职业发展的需求。 |
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、过程控制实验、电机与拖动实验、运动控制系统实验、电气控制技术实验、PLC控制技术实验等。
五、主要实践性教学环节
单片机课程设计、嵌入式系统课程设计、专业综合工程设计、毕业实习、毕业设计(论文)等。
六、修业年限与授予学位
专科毕业后升入我校四年制本科的三年级学习,修业2年,可在2-4年内完成学业,达到要求授予工学学士学位。
七、教学计划
(一)学时、学分要求
经过两年的本科课程学习,学生毕业要求达到的最低总教学学分为84学分,其中:
课堂教学课程(含课内实践教学)976学时,61学分,占总教学学分的72.62%。其中课内实践教学252学时,16学分,占课堂教学学分比例为26.23%。
集中实践教学(含公共实践与专业实践)23周,23学分,占总教学学分的27.38%。
实践性教学(含课内实践教学和集中实践教学)共39学分,占总教学学分的46.43%。
课堂教学课程(含课内实践教学)中必修课816学时,51学分,占课堂教学学分比例为83.61%;选修课160学时,10学分,占课堂教学学分比例为16.39%。
(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 |
160 |
36 |
22.50% |
16.39% |
10 |
2.5 |
25.00% |
16.39% |
11.90% |
通识教育选修课 |
48 |
0 |
0.00% |
4.92% |
3 |
0 |
0.00% |
4.92% |
3.57% |
学科基础必修课 |
48 |
18 |
37.50% |
4.92% |
3 |
1 |
33.33% |
4.92% |
3.57% |
学科基础选修课 |
0 |
0 |
0% |
0% |
0 |
0 |
0% |
0% |
0% |
专业必修课 |
608 |
160 |
26.32% |
62.30% |
38 |
10 |
26.32% |
62.30% |
45.24% |
专业选修课 |
112 |
38 |
34.09% |
11.48% |
7 |
2.5 |
35.71% |
11.48% |
8.33% |
小 计 |
976 |
252 |
25.84% |
100.00% |
61 |
16 |
26.23% |
100.00% |
72.62% |
集中 实践教学 |
|
总数 |
折合学时 |
实践学时占 总学时比例 |
总数 |
实践数 |
实践学分占 总学分比例 |
|
公共实践 |
1周 |
30 |
/ |
1 |
1 |
/ |
27.38% |
专业实践 |
22周 |
660 |
/ |
22 |
22 |
/ |
小 计 |
23周 |
690 |
/ |
23 |
23 |
/ |
总计 |
1666 |
942 |
56.55% |
84 |
39 |
46.43% |
100.00% |
(三)课程设置及教学时间安排表(附表1)
(四)专业教学进程表(附表2)