武汉理工大学自动化专业卓越工程师培养方案.docx
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武汉理工大学自动化专业卓越工程师培养方案
武汉理工大学自动化专业卓越工程师培养方案
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自动化专业“卓越工程师培养计划”
试点方案
二○一一年十月
1.专业基本情况
武汉理工大学有交通信息与控制工程二级学科博士学位点,控制科学与工程一级学科硕士学位点以及电力电子与电力传动、电工理论与新技术、电机与电器3个二级学科硕士学位点。
自动化专业每年招收本科生245人左右，研究生120人左右（控制科学与工程）。
自动化专业始建于1958年。
经过50多年的建设发展，依托建材建工、交通和汽车三大行业,形成了建材生产过程自动化技术、港口船舶自动化技术、汽车电子与电动汽车控制技术等主要研究方向。
与建材、交通、汽车行业的企业、设计（研究）院建立了长期的科研合作与办学的机制,使专业发展成为以建筑材料、交通、汽车为背景、具有浓厚行业特色的专业.先后承担和参加了国家攻关项目、国家“973”项目、国家“863”项目、国家自然科学基金项目、省部级科技攻关项目等49项，获省部级一、二、三等奖6项.获湖北省教学成果一等奖1项,二等奖1项；获得湖北省省级精品课程2门，校级精品课程3门，校级优质课程2门。
依托校电工电子实验中心、自动化学院“大学生科技创新基地”和“电子设计竞赛基地"，成立了大学生科技创新协会,每年举办大学生科技文化节和机器人设计大赛等科技创新活动。
自动化专业本科生近3年来在“挑战杯"、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生数学建模竞赛等各类大赛中，有60人次获得国家级和省部级奖项;89篇本科毕业论文人获得省级优秀学士学位论文奖。
培养的学生专业理论基础扎实、软硬件应用能力强、适应面宽、深受各界好评,自动化专业毕业生中超过25%的学生被中科院、清华大学等知名院校录取为研究生;历年自动化专业毕业生就业率均在96%以上，供需比在1：
7左右，其中约1/3的学生在建材、交通、汽车行业就业。
2。
实施卓越工程师培养计划的基础
2.1教学研究和办学效果
自动化专业积极开展教学研究，在教学成果、精品课程、教材建设方面取得了一批成果。
《基于网络的自动化专业远程实验教学》获得湖北省教学成果一等奖，《创新人才培养机制及评价体系的研究与实践》获得湖北省教学成果二等奖。
近五年开展了《国内外理工科大学电气学科（专业）教学模式的比较与借鉴研究》,《面向自动化学科的实践教学体系创新研究》、《自动化及相关专业主干课程综合实验平台与教学模式的研究》等15项省级和校级教学研究项目。
在办学过程中，注重将科研成果和教研成果应用于本科教学中.通过项目研究，不仅进一步提高了教师解决工程实际问题的能力和创新能力,也使课堂教学更为生动、更为贴合工程实际，深受学生欢迎，教学质量明显提高；同时通过组织学生参与开放实验和科技创新实践，提高了学生综合运用专业知识、工程实践和创新能力.
本专业学生毕业设计选题98％来源于生产实际应用和教师科研课题。
由于毕业设计贴近工程实际和学科前沿，激发了学生兴趣,锻炼了工程设计实践能力,提高了毕业设计质量.2006年-2010年，本专业有89篇毕业论文被评为湖北省大学生优秀学士论文.
本专业教师积极指导本科生参加大学生电子竞赛、创新杯、节能减排大赛、国家创新实验计划、大学生创新计划、开放实验等多项竞赛和实践活动,并取得优异的成绩。
其中2008～2009年自动化专业本科生在大学生电子竞赛获得国家一等奖1项、省特等奖1项等，共计10项，2010年获得六省市TI杯，全国机器人大赛第二名。
2。
2校内支撑和保障条件
师资力量
本专业拥有一支结构合理，整体素质高的教师队伍。
自动化专业教师队伍整体结构表
教师
总数
职称结构
年龄结构
学历结构
正高
副高
中级
初级
＞50
35～50
＜35
博士
硕士
本科
49
16
21
12
6
32
11
28
17
4
32.7％
42。
9％
24.5%
12.2％
65。
3%
22。
4%
57。
1％
34.7％
8.2%
目前自动化专业教学的专职教师49名，其中博士生导师3名。
35岁以下的年轻教师为专业教师人数的22。
4%，57%的教师具有博士学位。
有50％教师长期从事与工程密切结合的科研课题.在专业教学中，已经形成知识结构、年龄结构合理,能够为高水平工程教育提供充分知识储备和质量保障的教师队伍。
与行业结合的科学研究
在自动化专业的建设中，以科研引领教学，并通过科研锻炼队伍，提高专业建设水平。
自动化专业教师近5年来，承担了各类研究项目264项，研究经费5570万,其中23％经费来自国家“973”、“863”、国家自然科学基金、国家支撑计划、省部级科研项目,77％经费来自于企业。
不论是国家、省部级项目，还是与企业合作开展的科研项目中，大部分源于建材建工、交通、汽车三大行业，如《白玻璃全自动精益配料控制系统及成套技术装备的研制》、《陶瓷窑炉先进控制与健康监测技术及装备研究》、《混凝土拌和楼上料系统控制软件开发》、《40米长江及沿海航道铺排船自动监控软件开发》、《混合动力轮胎式起重机的研发》、《门座起重机单机考核管理系统开发》、《燃料电池电堆及关键材料的研制开发》、《燃料电池汽车动力系统的多模型自适应预测控制研究》、《燃料电池汽车混合动力仿真及测试系统研发》等，体现了很强的行业背景。
实验室条件
拥有专业实验教学的面积800m2，仪器设备1400台套，设备资产约860万元.在满足高要求的实验教学的同时,还为学生的科研训练、开放实验小组、大学生创新计划等提供开放式的教学服务。
拥有电机与拖动实验室、微机原理实验室、自控原理实验室、传感与检测技术实验室，智能仪器仪表实验室、武汉理工大学-台达自动化实验中心、大学生科技创新基地.学校电工电子实验中心是湖北省实验教学示范中心,为大学生科技创新提供平台。
专业实验室在近几年的建设过程中,注重与工程实际与工业系统、装备结合。
其中武汉理工大学-台达自动化实验中心是校企联合建立的实验室，配备有工业控制网络、控制器、计算机及上位组态软件，与现代工业网络控制系统接轨,可以开展工业控制的系统实验；传感与检测技术实验室2009年获得国家修购计划的资助，已建有自制的管控一体化测控装置样机，可以开展管控一体化综合实验，智能仪器仪表实验室拥有嵌入式系统及配套的自制旋风预热器装置，可以开展嵌入式系统的设计和综合实验（见培养计划），为自动化专业卓越计划的实施提供了良好的实验条件。
2。
3产学合作培养基础
自动化专业在专业建设中，充分利用行业优势，建立了长期的产学研合作关系。
目前已经在相关企业建立了16个稳定的专业实习基地，包括武汉市华中数控股份有限公司，东风汽车股份有限公司汽车分公司、襄樊台基半导体有限公司、中国长江三峡工程开发总公司、武汉港迪电气集团有限公司等实习基地。
这些企业为自动化专业学生提供了良好的实习条件。
学校与企业的长期密切合作，建立了武汉理工大学与荆门市楚大机电有限公司共建玻璃机械自动化技术研发中心（产学研基地）.武汉理工大学武汉铱莱迈科技有限公司电磁技术研发基地，湖北省电动机软启动工程研究中心（武汉理工大学与大禹电气科技股份有限公司共建产学研基地）,武汉同力机电控制技术产学研基地，为卓越工程师培养计划的实施创造了条件.
本次围绕卓越工程师培养计划的制定与实施，学院组织专家、教授开展了广泛调研，并得到了相关企业和协会的大力支持。
与武汉港迪电气集团有限公司、武汉南华工业设备责任有限公司、大禹电气、武汉同力机电有限公司、东风电动车股份有限公司、武汉理工新能源有限公司、武汉银泰科技有限公司商讨卓越工程师培养计划、实施方式、基地建设等方面的方案，签定了卓越工程师培养计划合作协议.这些企业基地与自动化专业教师有着长期的项目合作关系,是校企联合培养卓越工程师坚实的基础。
3.试点规模及学制
自动化专业卓越工程师项目试点班每年招收70人/年.采取零批次单独招生,根据成绩择优选拔.
现场工程师的基本学制为本科4年，完成学业后授予工学学士学位。
卓越工程师项目试点班学生中的30%可以免试进入硕士研究生阶段学习，进入设计开发工程师培养阶段。
硕士研究生学制2年,完成学业后授予工学工程硕士学位。
4。
合作培养依托单位（协议见附件1）
武汉港迪电气集团有限公司
武汉南华工业设备责任有限公司
大禹电气有限公司
武汉同力机电有限公司
东风电动车股份有限公司
华新水泥股份有限集团
武汉理工新能源有限公司
武汉银泰科技有限公司
5.本科阶段培养方案
5。
1培养目标和要求
5。
1.1培养目标
培养具有坚实的自然科学基础、自动化专业基础，良好的人文社会科学基础，拥有良好的工程素质、较强的工程实践能力和创新精神，具有较强的自动化领域的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力以及良好的交流和沟通能力、组织管理能力，全面发展的具有国际视野的工程技术及管理人才。
本专业毕业的学生，既可在运动控制、过程控制、电力电子技术、自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面的工作,也可承担企业管理、生产技术管理及企业市场经营等工作。
5.1.2培养规格
本专业学生完成培养方案规定的各教学环节的学习，修满规定学分，答辩合格，授予工学学士学位。
达到了见习（初级）自动化领域工程师技术能力要求，可获得见习（初级）控制工程师技术资格。
5.1。
3知识、能力与素质
本专业培养的学生，其基本知识、能力和素质要求为：
（1）具有较好的人文科学素养、较强的社会责任感和良好的工程职业道德;
（2）具有扎实的数学、物理等自然科学基础,以及良好的人文社会科学基础和管理科学基础。
（3）具有本专业必需的电路、模拟/数字电子技术基础、自动控制原理以及计算机应用技术的基本知识和技能.
（4）系统地掌握本专业领域技术基础理论，具有本专业领域1—2个专业方向的专业知识和技能，综合运用所学科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题，能够参与生产及运作系统的设计，并具有运行和维护能力，熟悉本专业学科前沿和发展趋势、相关专业领域的基本知识.
（5）具有较强的知识迁移能力,能够集成控制工程中系统分析、设计、应用、测试等四方面知识并应用于系统的技术改造、产品的开发，具备较强的工程创新意识和工程创新的基本能力。
（6）具备系统思维和工程推理能力，具有对工程问题的基本认知和判断能力,能够根据实际工程的要求提出问题，并具有解决问题的能力。
（7）具有较强的自我获取知识的能力，信息收集、处理能力，具备终生学习的能力.
（8）具有较强的交流和沟通能力、团队合作的能力，具有一定的组织管理能力、价值效益意识,能够参与跨专业及国际性的竞争与合作。
（9）面对社会和环境的各种变迁具有较强的调节和适应能力，良好的身体素质、心理素质，较强的社会责任感和良好的工程职业道德及社会服务意识。
（10）熟悉本专业领域技术标准,相关行业的政策、法律和法规。
学校培养标准见附件2
5.2培养模式
采用“3+1+1+1”校企联合培养模式.本科毕业30%学生通过保送直接攻读工程硕士.卓越工程师计划实施的全过程实行导师负责制。
在企业学习阶段，实行“双导师"制。
本科阶段：
按照“3+1”模式进行培养，即3年在校学习，累计1年与企业联合培养.3年学校学习的主要任务是着重进行工科基础教育，1年企业培养的主要任务是进行与实际工程相结合的工程实践,主要任务是通过直接参与企业的实际生产及工程项目,研究学习企业的先进技术、先进设备和先进企业文化,增强大学生毕业生对企业的适应能力.
工程硕士阶段：
实行“1+1”模式培养。
即1年在校学习，提升理论水平及综合分析问题能力；1年以“双导师”制的形式与企业联合培养，在企业顶岗工作，同时针对现场生产问题开展系统研究，完成课题研究任务。
5.3知识体系的基本框架
知识领域
知识单元
知识点
一般基础知识
道德修养等政治类课程
道德修养、法律基础、马克思主义基本原理、中国近代史、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、军事理论；大学英语、英语口语、英语听力、科技写作与交流；计算机基础知识、C语言程序设计基础
外语
大学计算机基础
计算机程序设计基础
专业及专业发展
自动化概论
自动化学科（控制学科）范畴、沿革与发展、与其他专业领域的相互关联；自动化学科（控制学科）体系、知识结构；专业领域职业发展、现代工程师的职业要求，学习和心理指导。
控制科学与工程领域的研究进展与展望；新控制方法、控制理论、检测技术、典型电子/电气设备与工艺等，各种控制新技术的应用
基础科学知识
工程科学知识
高等数学、线性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换、大学物理及实验、计算机程序设计基础、大学计算机基础
工程技术知识
工程图学、模拟电子技术基础与实验、数字电子技术基础与实验、电路原理与实验、金工实习、电工电子实习
人文与社会科学的知识
哲学、社会学、心理学等文化素质通识教育课程
专业基础知识
核心
单元
控制理论基础
控制系统模型建立、控制系统的分析方法、设计方法、控制方式与决策行为
控制工程基础
电机与拖动、电力电子技术、运动控制系统、微控制器技术、计算机控制技术、PLC技术、传感器原理及应用、仪表与过程控制系统
选修单元
工业网络技术及系统集成
计算机网络基础、现场总线技术及工业以太网技术、组态软件技术、底层硬件基础
数据检测、处理、管理
信号检测理论与方法、图像处理与模式识别、数据库技术、智能仪器仪表
嵌入式系统技术
电子设计自动化、嵌入式系统技术与应用、DSP技术及应用
实验技术与系统设计
基础
单元
电力电子与传动技术
电机与拖动基础、电力电子、运动控制实验
微控制器技术
微机原理与接口技术、单片机原理、DSP技术
电气控制与供电技术
低压电器、可编程控制器、供电技术
拓展单元
工业控制系统实验
底层硬件电路及系统设计、网络技术、数据通信、上位机监控
嵌入式系统技术实验
微处理器、系统接口单元技术、系统功能设计、软件开发，电子设计自动化
测控管一体化系统实验
现代检测技术、数据处理技术、数据库技术、可视化程序设计、智能仪器仪表、控制算法
管理技术知识
核心单元
控制工程项目管理
工程造价与估算基础、技术经济分析的有关数据及经济效果的评价方法；工程项目组织形式的选择，项目成本控制、进度控制、风险控制技术，开发应急方案技术，控制工程项目实施各阶段的职责、内容和深度等。
5。
4课程体系设计及学分要求
5。
4.1理论课程体系
（1）公共基础课
课程
性质
课程名称
学时
学分
开课学期
必修课
思想道德修养与法律基础
48
3
2
马克思主义基本原理
48
3
5
中国近现代史纲要
32
2
1
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论
96
4
4
军事理论
32
2
3
体育
128
4
1/2/3/4
大学英语
256
12
1/2/3/4
大学计算机基础
32
2
1
计算机程序设计基础（C语言）
48
3
2
高等数学
160
10
1/2
线性代数
40
2。
5
2
概率论与数理统计
48
3
4
复变函数与积分变换B
48
3
3
大学物理B
88
5.5
2/3
物理实验B
36
1
4
选修课
文化素质教育课程
144
9
1/2/3/4
（2）学科大类课程
课程性质
课程名称
学时
学分
开课学期
必
修
课
自动化专业导论
16
1
1
电路原理A
96
6
2/3
电路原理实验A
32
1
2/3
模拟电子技术基础B
56
3。
5
3
模拟电子技术基础实验
20
0。
5
3
数字电子技术基础B
56
3.5
4
数字电子技术基础实验
20
0。
5
4
工程图学B
64
4
1
（3）专业课
课程性质
课程名称
学时
学分
开课学期
必修课
微机原理及接口技术A
72
4.5
5
电机与拖动基础
64
4
5
自动控制原理B
64
4
5
电力电子技术B
48
3
5
传感与检测技术
48
3
6
运动控制系统B
64
4
6
仪表与过程控制系统B
48
3
7
计算机控制技术B
40
2.5
6
单片机原理与应用
40
2。
5
6
电器控制与可编程控制器
56
3。
5
6
选修课
电气CAD
48
3
4
计算机软件技术基础
32
2
3
数据库技术
32
2
4
控制系统仿真技术
32
2
6
检测理论与方法
32
2
5
工厂供电与节能技术
48
3
6
汽车电子与信息系统
32
2
6
DSP技术与应用
32
2
6
图像处理B
32
2
4
系统工程导论
32
2
5
模式识别概论
32
2
5
专门化方向
模块一
工业控制网络与系统集成技术
48
3
6
控制工程项目管理
32
2
5
工业控制系统综合实验
32
1
6
模块二
嵌入式系统技术与应用
48
3
6
电子设计自动化
32
2
5
嵌入式系统技术与应用综合实验
32
1
6
模
块
三
数据处理方法与技术
48
3
6
智能仪器仪表
32
2
6
测控管一体化系统实验
32
1
6
专业培养计划见附件3
5。
4.2校内实践教学
校内实践教学体系由两部分构成：
一部分是在课内教学统一安排的集中实践教学任务；一部分是学生在课外通过自主性学习与实践完成.
（1）课内实践教学环节
实践环节名称
内容
要求
英语听说训练
听力理解能力、口语表达能力、推荐词汇量、交谈中使用基本的会话策略
熟悉英语语言知识与应用技能、学习策略，用英语有效地进行口头和书面的信息交流，达到跨文化交流交际的初步能力
金工实习B
铸造实习、压力加工实习、焊接实习、钳工实习、车工实习、磨工实习
铣工实习、数控机床加工实习
了解现代机械制造的一般过程、基本工艺知识、新工艺、新技术、新材料在现代机械制造中的应用；熟悉机械零件的常用加工方法、所用主要设备的工作原理和典型机构、工夹量具及安全操作技术
电工电子综合课程设计
集成直流稳压电源的设计、音响防大器的设计、函数发生器的设计，语音防大电路、数字频率计、数字电压表，数字时钟，出租汽车里程计价表。
数字电子称;红外线数字转速表;数字温度计；电容数字测量仪；大电流检测仪；加减法运算电路;音乐数字彩灯电路；电子密码锁
掌握有关电路的基本原理，画出实验设计电路图与接线图；掌握组装调试的方法和技巧，测试时出现的故障、原因及排除方法。
电工电子实习A
安全用电的基本知识、手工锡焊技术、常用电子元器件及测试方法、实习产品的制作及调试、印制电路板的基本知识,印制电路板计算机辅助设计
掌握安全用电的重要性、焊料的基本知识及使用方法；掌握常用电子元器件的功能和基本参数、基本参数的识别、性能和基本参数的测试方法以及元器件的测试方法
了解电子产品的生产流程和制作要求掌握实习产品的安装工艺及调试；掌握印制电路板计算机辅助设计方法
微机原理及接口技术课程设计
交通红绿灯控制、交通灯控制（用8253控制延时）、用发光二极管显示开关量输入、双机通讯程序设计、电子琴设计、用汇编语言编写霓虹灯的模拟显示程序、用汇编语言编写一个图形变换的程序
深入理解和掌握微机原理及接口技术的基础知识和基本理论，培养学生利用计算机软、硬件技术解决实际问题的能力
仪表与过程控制系统课程设计
智能仪表温度过程控制系统设计、双容水箱液位过程控制系统设计、计算机压力过程控制系统设计等
加深理解过程控制系统的基本理论、基本方法,提高对过程控制系统的分析与设计能力.
结合工程或生产的实际问题,锻炼学生分析和解决实际问题的能力；提高学生使用技术资料、进行计算和绘图以及编写技术文件的能力。
运动控制系统课程设计
电路（主电路、控制电路、保护电路等）的设计、电路主要元件参数的计算及电气元件的选择、系统特性分析和评价、绘制电路图或编制程
要求学生利用所有理论知识和设计方法完成某种运动控制系统设计。
通过课程设计要求学生掌握设计的步骤和一般方法，学会电路的设计，电器元件参数的计算和选型及系统特性分析和评价
（2）课外实践环节
序号
项目名称
课外活动和社会实践的内容与要求
学分
1
自动化创新设计训练
在老师指导下利用课外时间参加1~2项国家、校、院创新课题以及指导老师的实际科研课题，并独立承担部分工作，提交相关报告或论文，并参加答辩。
2
2
能力拓展训练
在指导老师的引导下，自主选择设计能力、表达能力、管理能力等方面的训练项目,并通过相应考核
2
3
开放实验室项目
在指导老师的引导下,参加开放实验室项目的设计、立项及相应的研究工作，并通过结题考核。
2
4
企业岗位实践
在企业人员指导下利用课外时间在企业参加6～8周的生产、经营、辅助管理等工作，提交技术报告或经营管理报告，并参加答辩.
3
5
控制学科竞赛
大学生电子设计竞赛、机器人竞赛
2
6
其他学科竞赛
数学建模、节能减排及文化、体育等方面,根据不同奖项给予不同的奖励学分
1~2
7
社会实践
提交社会调查报告，并在报告中提出有效建议及问题解决方案
1
8
英语及计算机考试
全国大学英语六级考试
获六级证书
2
全国计算机等级考试、水平考试并获相关证书者
2
9
论文
在全国性刊物发表论文或被录入会议论文集
每篇论文
2
10
参加讲座或学术报告会
参加规定次数的讲座或学术报告会，并提交详细记录与心得
2
注:
（1）每个学生在校学习期间课外特色实践环节不得少于10个学分。
超过的学分不计入总学分数内。
（2）凡同一奖项多次获奖，均按最高级别计学分，不重复计学分。
5.4。
3校外实践教学体系
实践环节名称
内容
要求
专业实践
了解企业从产品构思、设计、制造、检测、质控到销售的完整生产过程.了解企业的企业文化、生产组织和管理方式、行业标准、行业法规。
了解企业实际应用的典型制造设备和工艺，特别是先进制造设备和新的工艺。
掌握自动化领域电子、电气装备的设计技术以及新器件、新技术和新设备、新工艺，培养学生熟悉本专业学科前沿和发展趋势、相关专业领域的基本知识等能力学生完成上述内容的学习调研后，提交实习报告.
生产实习
结合自动化技术与设备在工厂的应用、自动化检测仪表及传感技术在工厂的应用实例、工业控制机在工厂的应用、典型电子装备与工艺、典型电气装备与工艺，完成某一机电设备电控系统设计.
培养分析和解决工程实际问题的初步能力、了解控制仪表与设备的使用范围和选型方法。
熟悉工程技术人员的工作职责和工作程序，获得组织和管理生产的初步知识.提交设计图纸和设计说明书。
岗位实习
升级会员 