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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、、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
9、、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
10、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，
11、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
12、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
13、。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
14、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
15、；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
