北京工业大学机械工程及自动化专业卓越工程师培养方案.docx
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北京工业大学机械工程及自动化专业卓越工程师培养方案
卓越工程师教育培养计划
机械工程及自动化专业
（本科）
北京工业大学
二0一一年十二月
机械工程及自动化专业
本科培养方案
一、培养目标及培养模式
1.培养目标
面向首都国际化背景下的社会发展需求，面向现代先进制造产业，培养具有卓越工程师技能和素质的应用人才。
其中的关键词是：
首都国际化、先进制造产业、工程师、卓越。
1）北京是政治中心、金融中心、商贸中心、科技开发中心。
国际化技术开发、管理、商贸、金融的公司林立，国家机关管理、科技开发与研究、以及北京工业发展均需要大量的具有工程师技能与素质的一线工作人才。
其中最大的特色是企业多样化和国际化。
因此，作为北京地方高校，生源来自北京，毕业生服务北京。
北京工业大学机械工程高等教育的培养目标应该是为北京的发展培养所需人才，应该具有首都国际化特色。
2）先进制造产业。
北京的企业在机械工程类方面不简单是机械加工制造行业，作为广义的先进制造而言，涵盖多种制造领域和多种机械工程相关的工作种类。
因此，作为北京工业大学机械工程应该面向广泛的先进制造产业培养人才。
3）工程师的定义：
在技术、开发、管理等领域的一线工作，具备工程项目运行技能与素质的应用型人才。
在概念的外延上有别于高级技术操作人员。
4）卓越工程师培养的含义是培养学生具有较高的机械工程师技能和素质。
其中的素质含义包括：
掌握科学知识、运用科学知识解决问题的能力、社会职业发展的基本能力、以及人文素质。
2.培养模式
本科四年学制，授予工学学士学位。
3.能力要求
1）具备较丰富的工程、经济管理、社会学、情报交流、法律、环境等人文与社会学的知识。
熟练掌握一门外语，可运用其进行技术相关的沟通和交流。
2）具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学知识以及一定的经济管理知识。
3）系统地掌握机械工程所必需的基础理论知识和工程技术知识。
4）具备机械工程师的基本技能，掌握绘图、计算、测试、理论分析、实验研究、资料检索、以及基本工艺操作等技能。
5）具有把数学、科学、工程基础知识和具体的工程专业的知识应用在工程实践中的能力。
6）具有基本的工程项目运行能力，具有团队协作、人际交往、组织管理的能力。
7）了解本专业的前沿发展现状和趋势，具有创新意识。
理解工程项目的编制结构，能够编制简单的工程项目方案。
8）具有良好的质量、安全、服务和环保意识。
了解本专业领域的技术标准、相关行业的政策、法律和法规，具备全面的执行工程方案实施的能力。
9）能够跟踪本领域最新技术发展趋势，具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力；具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力。
能力要求培养说明：
（a）本培养规格参考了专业认证对毕业生的基本要求，参考了卓越工程师培养计划的“应用型工程师培养的国家通用标准”，参考了卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”。
（b）培养规格直接对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”。
第
（1）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的一、1.4。
第
（2）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的一、1.1。
第（3）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的一、2和3。
第（4）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的一、2和3。
第（5）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的一、2和3。
第（6）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的三、四。
第（7）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的二、五。
第（8）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的三、五。
第（9）条对应卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”的四、5和通用标准中的11。
（c）在通常的毕业生基本要求或卓越工程师培养计划的“应用型工程师培养的国家通用标准”中出现的“终生学习”、“适应能力”等概念在本培养规格中有多项指标达到的综合结果。
“终生学习”：
人文、科学、工程的基础知识构建了学习的知识基础；基本技能训练构成了终身学习的实际运行能力；学生综合素质培养构成了终身学习的坚定信念。
“适应能力”：
培养体系以一级学科构建，实践能力培养采用通才模式，由此构建了适应能力的基础与信心。
（d）本培养规格中基础科学和工程基础科学以及机械工程专业培养等内容没有做详细的规定。
但是，在完成国家卓越工程师培养计划的“应用型机械工程师培养的行业专业标准”规定的相应学科内容基础上，北京工业大学将突出实践教学的特色，加强工程实践基本技能的训练和能力培养。
基础科学和人文社会科学培养内容：
数学、自然科学相关内容、经济管理、社会学、法律与环境等内容。
机械工程学科基础培养内容：
基础力学（理论力学、材料力学、流体力学）、传热学、材料科学、工程图学、机械设计、机械制造、电工电子学、计算机技术、控制理论等。
机械工程师的基本技能和能力培养内容：
绘图技能、基本现代化加工设备的操作技能、基本设计能力、基本制造能力、机械电子的基本技能、简单工程项目的文件编制能力、组织项目运行的实施能力。
4.管理模式
为了推进卓越工程师培养计划的改革与实施，学校以主管教学的副校长牵头，在教务处专门设立了实践教学办公室，由一名教务处副处长专门主抓全校的卓越工程师培养计划的改革工作，由学校教学指导委员会专门审核考察各学院卓越工程师培养计划的改革进展状况。
学院则成立了校企联合领导机构、院内教学改革专家组和工作组，首先在组织机构上保证了卓越工程师培养计划的顺利推进。
其次，学院建立了以学科主讲教授为负责人的卓越工程师培养计划及课程内容改革的管理模式，出台了《卓越工程师实验班学院选拔计划》，《企业学习阶段培养方案》、《本科生下厂实习要求及管理考核办法》，《机电学院卓越工程师教学质量计划》等管理性文件。
为了提高教师的工程能力，适应卓越工程师工程化培养的需求，学院出台了《青年教师工程能力培养计划》，《青年教师工程实践能力培养基金申请、批复和管理考核办法》等，促进教师深入工厂，开展工程能力的锻炼和培养。
此外，学院大力构筑产学研联合培养基地，与北一数控机床有限责任公司、北京第二机床责任有限公司等龙头企业签订了产学研合作关系，保证了学生实习场所的落实以及教师工程能力培养基地的落实，同时，也使得厂校联合共建的人才培养机制得以落实。
北京工业大学机电学院通过校企合作联合选拔机械工程及自动化卓越工程师培养实验班（简称卓越班），初期每年级设置1个班共计30人，每个班配备双班主任，分别为1名经验丰富的教授和1名年富力强的青年教师。
同时为培养卓越班同学的工程视野，了解国内外相关领域的最新进展，学校和学院特聘请多位专家和企业家担任卓越班同学的兼职导师，共同完成学生的培养工作。
二、基本要求
1.掌握一般性和专门的工程技术知识及具备初步相关技能。
1.1具备从事工程工作所需的工程科学技术知识以及一定的人文和社会科学知识。
工程科学：
以数学和相关自然科学为基础，包括数学及数值技术、测试与试验、误差理论与数据处理的应用。
知识、能力
实现（课程名称）
无穷小与极限，一元函数微积分学，常微分方程,级数，多元函数微积分学
高等数学
向量代数，行列式，矩阵，线性方程组，线性空间，特征值与特征向量，二次型
线性代数
概率论基础，数理统计（常用统计量及其性质，参数的估计点估计、区间估计及估计量性质，假设检验，分布的拟合优度检验，方差分析，线性回归分析）
概率论与数理统计
力学（包括振动、波动和狭义相对论）、热学基本概念、基本理论和基本方法以及演示实验的观摩。
电磁学、波动光学和量子物理的基本概念、基本理论和基本方法以及演示实验的观摩。
大学物理，大学物理实验
溶液中的离子平衡，电化学基础，物质结构，环境污染及控制等。
钢中锰含量的测定，大气颗粒物测定，污水COD测定等
化学与环境，化学与环境实验
工程技术：
包括工程力学（含理论力学、材料力学、流体力学、热力学等），以及传热学、电工电子学、控制理论、材料科学、计算机技术等相关学科的知识，侧重于应用工程技术知识解决实际工程问题。
知识、能力
实现（课程名称）
刚体系的静力学、运动学、动力学基本概念和理论分析方法。
以平面分析为主，静力学包括空间力系分析，运动学包括部分矢量空间分析基础，动力学包括定轴转动空间动力学分析基础。
应解决学生的刚体力学分析的基本知识、理论分析的基本能力、振动分析检测的基本方法的培养
工程力学A
拉压、扭转、弯曲等基本力学行为分析，材料力学性质（包括三维），超静定问题分析方法，应力状态，强度理论，稳定问题，动载荷问题，能量分析方法。
应解决学生的材料、简单工件、简单结构的力学行为理论分析和实验分析能力培养。
工程力学B
流体基本性质、流体静力学、理想流体的流动、不可压缩粘性流体的层流、流体力学的工程应用
工程流体力学
热能和机械能相互转换的基本规律，理想气体、蒸气和湿空气在内的常用工质的物性特点，不同工质热力过程的基本分析方法，导热、对流换热、辐射换热三种热量传递方式的机理，进而掌握热量传递的基本规律和基本理论。
工程热力学
电工学Ⅰ
培养学生成为机电复合型人才，为能够在机械工程领域内应用先进的电子技术进行产品的开发和设计打下一个坚实的基础。
通过学习本课程学生应具有基本线性电路的读图、分析、计算能力，能独立进行典型电路的实验和测试，能够应用现代计算机技术进行电路的设计及调试。
掌握电子技术的基本理论，分析、计算方法,能够进行基本电路的设计，实验，测试,掌握在机电设备中的经常出现的典型电路，对电路进行正确的分析计算。
电工学Ⅱ
电力变换技术的基本理论和基本方法，在多种电力电子器件的原理、特性和应用技巧，阐述各种典型电能变换电路的原理、波形分析和电路计算。
重点讲述各种自关断器件的应用特点和逆变电路的工作原理。
能力培养方面帮助学生运用电路仿真软件进行电力电子仿真设计，讲述电力电子电路的瞬态仿真等内容。
掌握多种电力电子器件的原理、特性和应用技巧，各种典型电能变换电路的原理、波形分析和电路计算，获得电力电子仿真设计的基本训练。
电工学Ⅲ
掌握常用信号描述、分析和处理方法；了解常用传感器测量原理、技术指标、后接电路及应用；掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。
测试技术基础
掌握控制系统动态运作微分方程的建立方法；掌握拉氏变换、传递函数的简化及高阶微分方程的求解方法；掌握频域变换及分析方法；了解控制系统稳定性分析的基本方法；获得基本实验的初步训练。
控制工程基础
学习和掌握创新思维方法与问题分析方法；学习在机械设计创新实践中的应用；培养创新型思维。
TRIZ理论及其应用
以机械工程为主的制造工程的概论，了解学科的历史、现状、发展趋势，了解关键知识和技术、需要具备的基本能力等，形成大机械观。
工程学概论
工程制图：
掌握工程制图标准和各种机械工程图样表示方法，熟悉机械工程相关标准。
知识、能力
实现（课程名称）
画法几何、二维视图、三维视图、手工画图训练、计算机画图训练、机械设计与制造基本概念与方法。
其中机械设计与制造基本概念包括：
尺寸数据、制造误差、公差配合基础；相关标准。
本课程应解决学生的图学基本知识、设计与制造基本知识、设计与制造基本能力的培养。
注：
图学、工艺过程、公差配合互换性的训练第一阶段。
工程图学
人文和社会科学：
具备基本的工程经济、管理、社会学、情报交流、法律、环境等人文与社会学的知识。
熟练掌握一门外语，可运用其进行技术的沟通和交流。
知识、能力
实现（课程名称）
人文与社会学的知识，包括基本的工程经济、管理、社会学、情报交流、法律、环境等
马克思主义基本原理
中国近现代史纲要
毛泽东思想、邓小平理论和三个代表重要思想概论
思想道德修养与法律基础
运用外语进行技术的沟通和交流
大学英语
双语课程等
人文与社会学的知识
通识教育选修课
1.2掌握工程基础知识和机械工程及自动化专业的基本理论知识及具备解决工程技术问题的初步技能
知识、能力
实现（课程名称）
基本机构运动的理论分析方法、基本机构的动力学分析方法。
基本机构包括平面简单机构、凸轮机构、齿轮传动等内容。
应解决学生的机构运动的理论分析方法和设计方法的培养。
同时，应注意学生机构绘图的基本能力培养。
机械原理与设计Ⅰ
标准零件的基本设计理论、知识和基本设计方法、以及标准零件的设计标准。
应解决学生的机械设计基本方法和能力的培养。
同时，应注意学生的三维制图、公差配合、制造误差、工艺基本知识的培养。
机械原理与设计Ⅱ
机械零件冷加工的基本原理、方法、工艺过程等内容。
同时，包含加工误差、公差配合等内容。
应解决学生的冷加工制造过程的基本方法、工艺过程设计、和制造生产的基本能力培养。
机械制造A
生产质量控制与组织
工程材料的组织结构、性能特点、改性方法，零件毛坯的成形基本原理、方法和工艺过程等热加工的主要原理、方法和知识。
同时，讲述生产组织的基本内容。
应解决学生的热加工基本方法和制造生产的能力培养。
机械制造B
本专业的发展方向和趋势
专业教育
工程学概论
国际工程学概论
1.3具备机械系统的传动与控制基本知识及解决工程技术问题的初步技能
知识、能力
实现（课程名称）
熟悉常用传动与控制技术，能够进行常用传动与控制设备、零部件的选择、调试和维护；掌握流体传动、电动机、电器、拖动控制等原理，具备初步分析、处理机电液传动与控制系统的能力；了解机械制造自动化的有关知识。
控制工程基础
工程流体力学
电工学Ⅲ
1.4具备机械系统检测与质量管理的基本知识及解决工程技术问题的初步技能
知识、能力
实现（课程名称）
熟悉机械产品及零部件的检测技术及机械精度的检测方法，并具备解决相关问题的方法。
测试技术基础
了解质量管理和质量保证体系；了解过程控制的方法和基本工具。
生产质量控制与组织
企业工程技术
1.5具备计算机应用及数控技术的基本知识及解决工程技术问题的初步技能
知识、能力
实现（课程名称）
计算机应用的相关基本知识；了解计算机辅助设计技术；掌握计算机网络常用软件的特点及应用。
计算机语言训练
工程图学
有限元分析及应用
掌握计算机数控（CNC）系统的构成、作用，能够进行数控编程、调试和维护。
数控加工训练
1.6了解本专业领域技术标准
知识、能力
实现（课程名称）
机械工程行业的相关技术标准
工程图学
机械制造
工程学概论
国际工程学概论
企业工程技术
2.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。
知识、能力
实现（课程名称）
熟悉市场、用户需求以及技术发展的调研方法，具备编制支持产品形成过程的策划和改进方案的能力;
在参与工程解决方案的设计、开发过程中，具备影响因素（如成本、质量、环保性、安全性、可靠性、外形、适应性以及环境影响等）分析，以及找出、评估和选择完成工程任务所需的技术、工艺和方法，确定解决方案的能力;
具备参与制定实施计划以及实施解决方案、工程任务并参与相关评价的能力;
具备参与改进建议的提出，并主动从结果反馈中学习和积累知识与技能的能力;
具备较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力。
工程学概论
国际工程学概论
企业工程技术
生产质量控制与组织
TRIZ理论及其应用
机械工程训练B
化学与环境实验
物理实验
马克思主义与当代中国实践
军事理论军事训练
工程图学实践Ⅳ
计算机语言训练
工程力学实验
机械原理与设计训练Ⅰ
机械原理与设计训练Ⅱ
机械制造训练A
机械制造训练B
电工学训练
测试技术课设
工作实习
毕业设计开题报告
毕业设计
3.掌握项目及工程管理的基本知识并具备参与能力
知识、能力
实现（课程名称）
具有一定的质量、环境、职业健康安全和法律意识，在项目实施和工程管理中具备参与贯彻实施的能力；
具备使用合适的管理方法，管理计划和预算，组织任务、人力和资源，以及应对危机与突发事件的初步能力，能够发现质量标准、程序和预算的变化，并采取恰当措施的能力；
初步具备参与管理、协调工作、团队，确保工作进度，以及参与评估项目，提出改进建议的能力。
思想道德修养与法律基础
可靠性分析
企业工程技术
生产质量控制与组织
机械工程训练B
化学与环境实验
物理实验
马克思主义与当代中国实践
军事理论军事训练
工程图学实践Ⅳ
计算机语言训练
工程力学实验
机械原理与设计训练Ⅰ
机械原理与设计训练Ⅱ
机械制造训练A
机械制造训练B
电工学训练
测试技术课设
工作实习
毕业设计开题报告
毕业设计
4.具备有效沟通与交流的能力
知识、能力
实现（课程名称）
能够使用技术语言，在跨文化环境下进行沟通与表达;
具备较强的人际交往能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿;
具备较强的适应能力，自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境；
具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力;
具备团队合作精神，并具备一定的协调、管理、竞争与合作的初步能力。
企业工程技术
生产质量控制与组织
机械工程训练B
化学与环境实验
物理实验
马克思主义与当代中国实践
军事理论军事训练
工程图学实践Ⅳ
计算机语言训练
工程力学实验
机械原理与设计训练Ⅰ
机械原理与设计训练Ⅱ
机械制造训练A
机械制造训练B
电工学训练
测试技术课设
工作实习
毕业设计开题报告
毕业设计
5.具备良好的职业道德，体现对职业、社会、环境的责任。
知识、能力
实现（课程名称）
具有遵守职业道德规范和所属职业体系的职业行为准则的意识；
具有良好的质量、安全、服务和环保意识，并积极承担有关健康、安全、福利等事务的责任；
为保持和增强其职业素养，具备不断反省、学习、积累知识和提高技能的意识和能力。
思想道德修养与法律基础
化学与环境
专业教育
企业工程技术
生产质量控制与组织
机械工程训练B
化学与环境实验
物理实验
马克思主义与当代中国实践
军事理论军事训练
工程图学实践Ⅳ
计算机语言训练
工程力学实验
机械原理与设计训练Ⅰ
机械原理与设计训练Ⅱ
机械制造训练A
机械制造训练B
电工学训练
测试技术课设
工作实习
毕业设计开题报告
毕业设计
注：
北京工业大学机械工程及自动化专业培养能力实现矩阵见附表。
三、基本学分要求
毕业最低学分为190学分。
四、学制与学位
1.基本学制：
四年
2.学位：
工学学士
五、课程和实践教学改革
1.教学体系设计
机械工程及自动化专业卓越工程师培养课程体系拓扑图如下所示。
2.课程体系改革
机械工程及自动化专业卓越班采用校企共同修订课程体系的模式。
精心梳理了学科基础课模块，根据培养目标和培养方案对课程内容、学时、名称、开课时间进行了适当的调整，试点期间由多位经验丰富的主讲教授担纲，中青年教师协助；规划和完成了专业课模块的设置，突出了北京工业大学机械工程及自动化专业培养的特色，将专业课授课时间普遍前提一个学期至第六学期，为学生在工厂的工作实习、毕业设计提供了时间保证。
下表为主要学科基础课的调整情况。
卓越班的课程
普通班对应课程
课程名称
学期
学时
学分
课程名称
学期
学时
学分
工程力学
2、3
112
7
理论力学
2
56
3.5
材料力学
3
64
4
机械原理与设计
4、5
104
6.5
机械原理
4
48
3
机械设计
5
56
3.5
机械制造
3、5
112
7
机械制造-2
3
56
3.5
机械制造-3
5
56
3.5
电工学
4、5、6
128
8
电工技术
4
56
3.5
应用电子技术-1
5
64
4
应用电子技术-2
6
32
2
测试技术基础
5
48
3
测试技术基础
6
48
3
工程流体力学
5
32
2
流体力学
5
32
2
工程热力学
6
32
2
热力学
6
32
2
TRIZ理论及应用
5
32
2
无
工程学概论
3
16
1
无
3.校企结合的培养模式
机械工程及自动化专业卓越工程师培养过程与北京市制造业龙头企业紧密结合，多方面、深层次合作。
（1）建立产学研基地，为学生的工作实习、毕业设计课题的开展提供完整的工程环境支撑；
（2）聘请企业资深专家、技术人员担任学生的兼职导师，共同指导学生成长；
（3）邀请企业参与教学体系的改革和修订，并由企业承担部分专业课程的讲授工作；
（4）校企共同完成卓越工程师班的选拔，毕业设计开题、答辩以及保送专业硕士等工作，关注学生的发展潜质、工程素养与创新精神；
（5）企业优先录用卓越班的同学。
六、专业核心课程培养结构示意图
知识结构和能力培养示意图
七、课程体系及构成
1.课程模块介绍
全部教学计划190学分。
课程体系结构分两大部分：
理论课程和实践教学。
理论课程学分129学分，实践教学学分61学分。
实践教学占全部学分的32%。
理论课程分公共基础必修课、学科基础必修课、学科专业课、通识教学选修课。
其中：
公共基础必修课：
58.5学分，占理论课程的45%；
学科基础必修课：
44.5学分，占理论课程的34.5%；
学科专业课：
14学分，占理论课程的10.9%；
通识教育选修课：
12学分，占理论课程的9.3%。
Ø公共基础课必修课模块（58.5学分）
大学英语
必修
16
大学物理
必修
8
高等数学
必修
10.5
化学与环境
必修
2
线性代数
必修
3
马克思主义基本原理
必修
3
概率论与数理统计
必修
3
中国近现代史纲要
必修
2
体育
必修
4
毛泽东思想、邓小平理论和三个代表重要思想概论
必修
4
思想道德修养与法律基础
必修
3
Ø学科基础必修课模块（44.5学分）
工程图学
必修
3
机械原理与设计Ⅰ
必修
3
工程力学A
必修
3
机械原理与设计Ⅱ
必修
3.5
工程力学B
必修
4
机械制造A
必修
3.5
工程流体力学
必修
2
机械制造B
必修
3.5
工程热力学
必修
2
电工学（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）
必修
8
工程学概论
必修
1
测试技术基础
必修
3
控制工程基础
必修
3
TRIZ理论及应用
必修
2
Ø学科专业课模块（14学分）
国际工程学概论
必修
2
有限元分析及应用
必修
2
机械振动及实验基础
必修
2
企业工程技术
必修
2
数控加工训练
必修
2
生产质量控制与组织
必修
2
可靠性分析
必修
2
Ø通识教育选修课模块
通识教育选修课
限选
12
升级会员 