机械设计制造和自动化专业先进制造技术卓越工程师教育培养方案说明Word文档下载推荐.docx
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机械设计制造和自动化专业先进制造技术卓越工程师教育培养方案说明Word文档下载推荐.docx
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(6)培养学生在掌握数控机床基本工作原理的基础上,熟练操作和使用各类数控机床,制造合格的机械零件,并且能够科学合理地维护、保养和维修,以发挥出数控机床的综合效能;
(7)通过专业素质拓展培养学生解决机械制造工程实际技术问题的能力,跟踪先进制造技术的最新发展趋势,及时更新和提升专业技能,并具备终身学习意识和获取新知识的能力;
(8)通过企业实习将理论与实践相结合,并加以综合运用,培养学生具有现场工程师良好的职业道德和工程意识;
(9)通过多层次、多种形式的课外教学环节,培养学生团队协作精神以及合理构思,创新设计和科学实施本专业领域有关的工程项目的能力。
三、基本学制
四年。
四、培养模式
依据机械制造行业对本专业现场工程师的能力要求与课程及教学活动关联矩阵(附件1),具体实施“基础教育+专业教育”、“校内教学+企业实践”两个两段式(1+2+0.5+0.5)的教育培养模式,即:
一年级为基础教育,二年级和三年级为专业教育,前三年在校内培养,第四年在相关企业进行专业实践(顶岗实习),并完成毕业设计。
五、理论课程体系
根据学校实施“卓越计划”总体方案,结合先进制造技术卓越工程师教育的培养目标和培养标准,打破传统的“基础课-专业课-工程实习”三段分割的教学模式,以如图1所示的“专业能力进阶”培养方式对应用型先进制造技术卓越工程师的教学计划进行科学合理安排,全过程采用“系列化项目教学法”,多维度、交错融合、螺旋式提升学生的综合工程应用能力,通过项目内容侧重点的差异实现因材施教和个性化能力培养。
依据机械设计制造及其自动化专业先进制造技术卓越工程师面向机械制造行业的需求,重点培养学生在机械制造工艺、计算机辅助设计与制造、可编程控制系统设计与集成、数控机床操作以及故障诊断维修等方面的专业知识与能力。
根据该专业的人才培养目标和培养标准,将学生的基础知识、专业能力与综合素质要求按照公共基础模块、机电系统控制基础模块、顺序控制系统模块、机械设计制造基础模块、CAD/CAM模块、数控机床综合运用模块、综合素质拓展模块、校企联合培养模块、综合能力课外培养模块等9个模块进行划分,具体的模块构成如图2所示。
人
才
培
养
体
系
1、主要课程
紧紧围绕每个知识点制订先进制造技术卓越工程师教育培养的实施方案,并设置相应的主要课程包括:
工程制图(含AutoCAD)、机械设计基础、数控加工技术、数控加工工艺与夹具、数控机床及刀具系统、机床电气与PLC、数控技术、数控机床故障诊断与维修,等等。
2、课程模块
(1)公共基础模块
教学目的:
基础教育主要包括数理知识、思想道德、法律意识和社会责任感等方面的学习和培养,强调德、智、体全面发展,通过扩大学生的知识广度,拓展学生的视野,使学生兼备人文、社科与科学素养。
模块构成:
该模块包含政治思想、人文社会科学方面所有的“两课”教育;
工科学生必备的数学(高等数学和工程数学)、大学物理基础知识;
英语应用能力;
计算机基础知识;
大学体育等。
整合内容:
学校统一将对“两课”教育、大学英语考级(CET4)和大学体育在全校层面上进行大胆改革与创新,注重实效和应用能力的提高。
(2)机电系统控制基础模块
要求学生熟练掌握电工、电子、微处理器应用以及机电系统运行所需的控制理论方面的基础理论知识和能力。
电工、电子技术及其实验,微处理器原理及应用和综合训练,机电一体化系统及其控制理论,电力拖动伺服系统以及数控检测技术等。
以机电一体化系统作为应用背景和控制对象,强调够用的控制理论基础知识和实用的控制手段。
(3)顺序控制系统模块
掌握常规低压电气元件的基础知识与应用方法;
掌握可编程控制(PLC)系统的设计与集成方法;
了解液气压传动的基本知识、执行元件和气动基本回路的组成及控制;
掌握数控机床中“液-气-电”控制系统的设计、调试、使用和维护(维修)。
机床电气与PLC及其课程设计、液压与气压传动等。
将常用的机床低压电气控制线路与可编程控制器应用进行整合,在整个模块教学过程中紧紧围绕数控机床对象进行展开,并注重理论教学和工程实践环节相结合。
(4)机械设计制造基础模块
要求学生通过本模块的学习掌握基本的机械设计理论和技能,掌握机械制造工艺基础知识,编写出科学合理的工艺流程,并运用先进制造设备完成整个机械加工过程。
工程力学、金属材料及加工、机械设计基础、互换性与测量技术、数控加工工艺与夹具以及相应的课程设计和综合训练实习等。
《机械设计基础》课程要考虑到学生已有的知识结构,尽量避免内容重复;
《数控加工工艺与夹具》课程要求重点介绍夹具的设计规律和先进的设计理念,并强调其重要性。
(5)CAD/CAM模块
掌握机械制造所需要的机械CAD和CAM知识,熟练使用比较流行的相关软件,培养相应的二次应用开发能力,特别强调与机械设计、机械制造知识的紧密结合和综合运用。
工程制图及其软件应用实训、机床测绘、CAD/CAM实习(含机房理论授课)等。
《工程制图》重点在于运用相关软件绘制标准的机械图纸,根据实习企业的需要优先使用Solidworks软件;
工程制图测绘训练对象确定为机床,为后续课程的学习提供支撑;
《CAD/CAM实习》重点介绍实用软件的工程应用,期间在计算机房完成理论授课。
(6)数控机床综合运用模块
在掌握数控机床基本工作原理的基础上,熟练操作和使用各类数控机床制造合格的机械零件,熟悉数控机床设备电气设计和安装调试方法,并能够科学合理地维护、保养和维修,以发挥出数控机床的较高综合效能。
数控机床及刀具系统、数控技术、数控加工技术、数控机床故障诊断与维修,以及两个独立环节的数控加工实习等。
在普通数控车削和数控铣削加工的基础上,要求充分利用流行的CAM软件能够完成复杂机械零件的加工及精密测量,特别强调多轴联动数控加工中心的高效运用;
还包括数控设备的装调、维护和维修。
(7)综合素质拓展模块
要求学生通过文学类、艺术类、社科类公共选修课程的学习,具备良好的人文素养;
根据个人职业发展规划的需要,通过专业素质拓展课程的学习,对相关专业领域进行更加深入地了解和应用。
公共素质类拓展课程包含文学类、艺术类、社科类、经管类选修课程;
专业素质拓展在前面相关课程模块基础上,继续向最新前沿技术、知识综合技术、跨领域交叉技术和顶岗实习企业所涉及领域进行拓展,主要包括企业管理、职业教育心理学、专业英语、机电一体化系统概论、先进制造技术概论、特种加工技术、逆向工程及应用、计算机辅助质量管理和企业实习预备知识概论等。
(8)校企联合培养模块
参与企业的研发设计、生产制造、企业管理等工作,将所学理论知识与企业实践相结合,并加以综合运用。
教育培养学生具有现场工程师良好的职业道德和工程意识,进一步强化学生在相关行业及企业生产第一线现场分析和解决本专业方向工程实际问题的能力。
企业顶岗实习、企业毕业设计。
(9)综合能力课外培养模块
通过多层次、多种形式的课外教学环节,培养学生资料收集、项目研发和自我学习的能力、团队合作的精神以及工程意识和创新意识等,使学生的专业技能与综合素质得到锻炼和提高。
学生参加社会实践、组织活动、参加科技竞赛、课外系列化创新项目教学、教师科研、专业技能培训与认证等。
3、理论课程体系鱼骨图
机械设计制造及其自动化专业先进制造技术卓越工程师教育培养的模块化理论课程体系鱼骨图如图3所示。
图3机械设计制造及其自动化专业先进制造技术卓越工程师教育培养的模块化理论课程体系
六、实践教学体系
与理论教学体系相对应,在上述课程模块中基本都设置有相应的工程实践环节,以锻炼和提高学生综合运用知识的能力。
除常规课程实验和课程设计以外,综合性集中实践(实习)教学环节主要包括:
计算机基础技能实训、金工实习、电工实习、电子实习、CAD工程制图实训、工程制图测绘、数控加工实习、数控机床安装调试实习、CAD/CAM实习、数控机床故障诊断实践、课外系列化项目教学、企业顶岗实习、企业毕业设计,等等。
1、实践教学体系鱼骨图
机械设计制造及其自动化专业先进制造技术卓越工程师教育培养的模块化实践教学体系鱼骨图如图4所示。
图4机械设计制造及其自动化专业先进制造技术卓越工程师教育培养的模块化实践教学体系
2、系列化项目教学安排
从进入专业基础课程开始,通过课程实验、课程设计、实习实训、毕业设计和大学生课外科技创新等课内、外教学实践环节,开展多种形式的能力进阶系列化项目教学,在部门成立项目教学指导委员会,开设相应的管理网站,对训练过程进行全面监督和管理,以培养学生的综合工程实践能力。
借鉴和对应“CDIO工程教育”理念,依据项目所涉及的专业知识以及项目本身的规模大小,相当于对应设置一级项目、二级项目和三级项目。
其中,一级项目包含和综合了本专业主要核心课程,体现了本专业主要能力要求;
二级项目则引导一组相关核心课程(课程模块)的学习,重点突出了某项能力要求;
三级项目则针对单门课程,是为增强学生对该门课程内容的理解而设置。
原则上,单门课程的实验项目主要属于三级项目,课程设计和课程模块项目主要属于二级项目,实习实训、课外科技创新和毕业设计主要属于一级项目。
当然,这种划分是相对的依据,不是绝对的规定,根据项目内容和任务性质允许交叉。
例如,课程实验中除验证性实验项目均属于三级项目以外,也可能安排设计性和综合性的二级项目;
如果实习实训项目的综合性很强,工作量很大,目标要求很高时,也可以提升为一级项目。
在设计和构建整个项目教学体系时,要求遵照以下原则:
由简单到复杂,由单一到综合,从低级到高级,目的明确,循序渐进,逐层提高,构建能力进阶的探究式系列化项目教学体系。
系列化项目教学体系包括课内项目和课外项目。
其中,课内项目按相应的课程教学大纲执行,并且在制订大纲过程中必须贯彻与实施项目教学的思想,要求“系列化”和“探究式”地构建。
对于课外项目教学的总体要求是,学生在四年内,必须完成三轮(相当于三个学年)项目训练,并且至少涉及到两个不同的知识类型(信息类、偏机类、偏电类、机电类)。
对于能力较强的学生,允许一个学年完成或参与多个项目的训练,但以完成质量最好的项目作为成绩记分和获得相应学分。
学生项目组根据兴趣、爱好和职业生涯规划自由组合,采取虚拟分组方式,允许动态调整和协商重组,每组3-5人,推选组长和副组长各1名,每位同学在三轮项目教学过程中必须至少担任过一轮组长或者副组长。
每个学期指导委员会分批组织项目立项和项目验收,由学生组长根据项目组准备和完成情况提前1周自由申请。
项目组每周必须通过管理网站上传项目进展,指导老师给予远程网上或现场指导,项目过程的评价占总评成绩30%的比例。
在批准立项和评价课外教学项目的成绩时,不能单以实物结果作为唯一的考核标准,重在训练的过程,主要目的是让学生亲身体验一个项目完成的全过程。
课外项目教学成绩分为五档:
优秀(≥90)、良好(≥80)、中等(≥70)、及格(≥60)和暂缓结题(<
60)。
“卓越计划”学生三轮课外项目教学的训练原则上分别对应大二(第一轮)、大三(第二轮)和大四(第三轮)。
如因特殊原因影响了项目进度,要求在相应学年结束前4周由组长提出书面申请,在该学期第17周向指导委员会当面陈述理由,经批准后备案,但延长时间不允许超过1个学期。
在原有项目延长期内,允许项目组同学参与其他项目组申请立项新一轮的项目,但延长项目组长在组织完成其项目之前不允许再担任新项目组长。
大一主要熟悉大学学习环境,掌握大学学习方法,完成基础课和社科选修课程的学习,充分理解教学改革的真正目的和意义,了解“卓越计划”工程和顶岗实习企业(行业)的有关情况,以培养学生的学习兴趣。
大二对应课外项目教学第一轮实施和训练过程,主要让学生理解“项目教学”的流程,初步培养其团队合作精神,接触和经历工程项目的研发过程,为第二轮(大三)项目教学的综合训练打下良好的基础。
大三对应课外项目教学第二轮实施和训练过程,主要让学生在“项目教学”过程中有所创新,注重专业知识的综合应用,完全了解工程项目的研发过程,为第三轮(大四)进入企业顶岗实习和完成毕业设计做好准备。
大四对应项目教学第三轮实施和训练过程,主要让学生结合顶岗实习的专业内容,在整个企业范围内寻找技术攻关和技术创新(革新)项目,然后与企业指导老师和校内指导老师讨论和交流,拟定“项目名称和内容要求”,特别强调专业知识在企业现场的运用,亲身经历工程项目的全过程(题目拟定-方案论证-组织实施-应用完善),以便毕业后能够尽快适应和胜任工作岗位。
在校内实施第一轮和第二轮课外项目教学的过程中,要求相关实验室对学生开放,题目原则上由指导老师拟定,指导委员会审查批准后发布,但鼓励学生在课内项目教学的过程中,针对发现的新问题自行拟题,但必须预先拟出详细的项目任务书,并得到指导委员会的确认和批准,然后纳入项目教学网站进行统一管理。
允许双向选择指导老师,组成项目组。
在企业实施的第三轮项目教学,要求学生在顶岗实习的过程中,结合生产实际需要和碰到的技术难题,提出一个自己感兴趣的项目进行训练,并且还可以与第8学期的毕业设计课题兼顾考虑,但不允许雷同。
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