汕头大学机械设计制造及其自动化专业.docx

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汕头大学机械设计制造及其自动化专业

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CDIO能力培养大纲

（卓越工程师培养计划学校培养标准）

一、总体要求

本能力培养大纲在CDIO国际组织通用能力培养大纲和国家通用标准的指导下，按照行业专业标准的基本要求，结合汕头大学特色、办学理念和人才培养定位，制定本校机械设计制造及其自动化专业的CDIO能力培养大纲和卓越工程师培养标准。

汕头大学机械制造及其自动化专业将按照此标准培养学生，使学生：

1.具备并能应用与本专业相关的科学、数学、工程科学基础知识；

2.具有本专业分析问题与解决问题的能力，并掌握与本专业相关的个人能力和专业素质；

3.能在实际多学科合作团队里工作并进行并有效的交流；

4.具备一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验。

二、专业特征目标

以上四类为汕头大学工程类专业人才培养的基本目标。

本专业对以上基本目标进行进一步分解，成为17项可以用以定义本专业工程师的专业特征目标。

专业特征目标来源于国家通用标准、机械行业标准、本专业国内外教学实践、本专业师生、校友和社会，规定本专业人才培养的基本规格和特色。

这些特征目标描述一个机械设计制造及其自动化专业工程师所应该具备的知识、能力和素质。

这17项特征目标按照四大类，以二级目标的形式分列如下：

1具备并能应用与本专业相关的科学、数学、工程科学基础知识

1.1掌握并能应用基本科学与数学知识，包括数学、物理、化学等；

1.2将这些核心基础知识的原理运用在固体力学、流体力学、热力学、动力学、电学、计算机基础、电工电子学、控制理论、材料科学、计算机技术等相关学科，侧重于应用工程技术知识解决实际工程问题；

1.3在工程图学、运动学与机构、工程测量、工程计算、机械振动、产品设计、制造工程、工业自动化、工程管理等方面具有较熟练的专业工程知识和应用能力；

2具有本专业分析问题与解决问题的能力，并掌握与本专业相关的个人能力和专业能力

2.1能分析和解决工程问题

2.2能对具体的工程问题进行有效的探索和实验

2.3整体性、系统性地思考问题

2.4掌握成功进行工程实践所需的个人能力，如主动性、应变能力、创造力、求知欲和时间管理

2.5掌握成功进行工程实践所需的职业（执业）能力，如职业道德、诚信、现时问题和终身学习能力

3能在实际多学科合作团队里工作并进行并有效的交流

3.1在团队中工作和领导

3.2以书面形式、电子形式、图表以及口头等方式进行有效的交流

3.3具备应用英语作日常和专业交流的基本能力

4具备一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验

4.1认识到社会环境在工程实践中的重要性

4.2理解不同的企业文化，并能在不同的组织中顺利工作

4.3初步了解工程系统的构思，包括制定要求、界定功能、建模和项目管理

4.4理解复杂系统的设计

4.5参加过部分实际软硬件过程和管理程序的实施环节

4.6了解复杂系统、过程和管理的运行

三、细化的专业标准

1专业知识及其应用

1.1基础科学与数学知识

1.1.1高等数学（包括统计学）

1.1.1.1函数与极限

1.1.1.2导数与微分

1.1.1.3中值定理与导数的应用

1.1.1.4不定积分

1.1.1.5定积分

1.1.1.6微分方程

1.1.1.7空间解析几何和向量代数

1.1.1.8多元函数微分法及其应用

1.1.1.9重积分

1.1.1.10曲线积分与曲面积分

1.1.1.11无穷级数

1.1.2线性代数

1.1.2.1行列式及其计算

1.1.2.2矩阵及其运算

1.1.2.3初等矩阵及变换

1.1.2.4线性方程组

1.1.2.5向量组与线性方程组的解

1.1.2.6线性空间

1.1.2.7特征值特征向量

1.1.2.8对角化及二次型

1.1.3概率论与数理统计

1.1.3.1随机变量

1.1.3.2二维随机变量

1.1.3.3概率论基本概念

1.1.3.4大数定律与中心极限定理

1.1.3.5假设检验

1.1.4物理

1.1.4.1质点运动学

1.1.4.2牛顿运动定律

1.1.4.3质心

1.1.4.4功和能

1.1.4.5刚体的运动

1.1.4.6温度

1.1.4.7气体动理论

1.1.4.8热力学第一定律

1.1.4.9热力学第二定律

1.1.4.10振动

1.1.4.11波动

1.1.4.12波动光学

1.1.5化学

1.1.5.1热化学

1.1.5.2化学反应的基本原理

1.1.5.3水化学

1.1.5.4电化学

1.1.5.6物质结构基础

1.1.5.7元素化学与无机材料

1.1.5.8高分子化合物与材料

1.1.5.9生命物质与人体健康

1.2工程科学与技术基础知识

1.2.1固体力学

1.2.1.1静力学

1.2.1.2运动学

1.2.1.3机器人静力学

1.2.1.4应力与应变

1.2.1.5强度理论

1.2.2流体力学

1.2.2.1流体的基本概念

1.2.2.2流体静力学

1.2.2.3流体动力学

1.2.2.4管流分析

1.2.3热力学

1.2.3.1热力系统

1.2.3.2热力学基本定律

1.2.3.3热力循环

1.2.3.4传热学

1.2.4动力学

1.2.4.1质点与刚体动力学

1.2.4.2机器人动力学

1.2.5电学

1.2.5.1直流电路分析

1.2.5.2交流电路分析

1.2.5.3模拟电路

1.2.5.4数字电路

1.2.5.5模数电路的综合分析设计

1.2.6计算机基础

1.2.6.1微型计算机

1.2.6.2C语言编程

1.2.6.3办公自动化软件

1.2.6.4工程计算软件

1.2.6.5工程设计软件

1.2.7工程图学

1.2.7.1技术制图的相关国家标准

1.2.7.2投影基础

1.2.7.3机件表示法

1.2.7.4零件图

1.2.7.5标准件与常用件

1.2.7.6装配图

1.2.7.7测绘

1.2.7.8计算机辅助制图

1.2.8运动学与机构

1.2.8.1机构结构及动力学分析

1.2.8.2机械的效率与自锁

1.2.8.3机械的平衡

1.2.8.4机械的运转状态及速度波动调节方法

1.2.8.5机构设计

1.2.8.6机构系统的方案设计

1.2.8.7机器人机构与运动学

1.2.8.8数控机床传动机构

1.2.9工程材料

1.2.9.1工程材料分类及特点

1.2.9.2金属材料组织和性能控制

1.2.9.3金属材料

1.2.9.4机构零件失效形式分析

1.2.9.5机构零件选材原则

1.2.9.6典型工件的选材及工艺路线设计

1.2.10控制工程

1.2.10.1反馈控制基本描述

1.2.10.2数学模型与建模

1.2.10.3控制系统分析

1.2.10.4稳定性及其分析

1.2.10.5控制器设计

1.2.11工程测量

1.2.11.1测试系统简介

1.2.11.2典型信号特性

1.2.11.3传感器技术

1.2.11.4常用工程信号检测

1.2.11.5互换性基本概念

1.2.11.6公差配合

1.2.11.7误差

1.2.11.8形位误差

1.2.11.9表面粗糙度

1.2.11.10齿轮测量

1.2.11.11尺寸链

1.2.12工程计算

1.2.12.1有限元法基本概念

1.2.12.2有限元建模

1.2.12.3有限元仿真实验

1.2.12.4插值法

1.2.12.5数值积分

1.2.12.6常微分方程数值解

1.2.12.7代数方程求解

1.2.12.8线性方程组求解

1.2.13机械振动

1.2.13.1离散系统的振动微分方程

1.2.13.2两自由度系统

1.2.13.3多自由度系统

1.2.13.4振动信号分析

1.2.13.5系统动力学专题

1.3专业工程基础知识

1.3.1产品设计

1.3.1.1机电产品及设计

1.3.1.2机械零件设计

1.3.1.3面向功能的设计（DFX）

1.3.1.4液压、传动与设计

1.3.1.5塑料模具设计

1.3.1.6现代设计方法

1.3.2制造工程

1.3.2.1制造系统及现代制造模式

1.3.2.2金属切削基本理论

1.3.2.3加工装备知识

1.3.2.4工件定位与夹紧

1.3.2.5加工质量与控制

1.3.2.6零件制造的工艺过程

1.3.2.7机械装配工艺

1.3.2.8特种加工

1.3.3工业自动化

1.3.3.1PLC原理及应用

1.3.3.2交直流电机

1.3.3.3直流电机调速

1.3.3.4交流电机调速

1.3.3.5控制电机

1.3.3.6变频与调速

1.3.3.7伺服控制系统

1.3.3.8控制系统设计应用

1.3.4工程管理

1.3.4.1当代工程及工程师社会职责

1.3.4.2当代工程相关法律法规

1.3.4.3企业基本形态

1.3.4.4企业战略规划

1.3.4.5工程项目管理

1.3.4.6产品开发过程管理

1.3.4.7制造过程管理

1.3.4.8制造流程规划与管理

1.3.4.9制造过程物流管理

2个人能力、职业能力和态度

2.1工程推理和解决问题的能力

2.1.1发现问题和表述问题

2.1.1.1评估数据和问题表像

2.1.1.2分析假设和偏差源

2.1.1.3把握总体目标、分清事情的主次

2.1.1.4制定解决方案（包括建模、求解析解和数字解、定性分析、实验、不确定性分析）"

2.1.2建模

2.1.2.1应用假设简化复杂的系统和环境

2.1.2.2选择并应用概念性和定性模型

2.1.2.3选择并应用定量模型与模拟

2.1.3估计与定性分析

2.1.3.1估计量级、范围、趋势

2.1.3.2应用实验验证一致性和误差（范围、单位等）

2.1.3.3展示解析解的一般性

2.1.4带有不确定性问题的分析

2.1.4.1提取不完整和不清晰的信息

2.1.4.2应用事件和序列的概率统计模型

2.1.4.3工程成本效益分析和风险分析

2.1.4.4讨论决策分析

2.1.4.5安排裕量和储备

2.1.5解决方法和建议

2.1.5.1综合问题的解决方案

2.1.5.2分析解决方案的关键结果和测试数据

2.1.5.3分析并调整结果中的偏差

2.1.5.4形成总结性建议

2.1.5.5评估解决问题过程中可以改善的地方

2.2实验和发现知识

 2.2.1建立问题的假设

2.2.1.1选择需要验证的关键问题

2.2.1.2建立需要测试的假设

2.2.1.3讨论对照和对照组

 2.2.2查询印刷资料和电子文献

2.2.2.1选择文献检索的策略

2.2.2.2应用图书馆工具（在线检索、数据库、搜索引擎等）检索并获取信息

2.2.2.3主要信息的整理与分类

2.2.2.4信息的质量和可靠性甄别

2.2.2.5提取信息中重点和创新的内容

2.2.2.6找出尚未解决的研究问题

2.2.2.7列出参考文献

2.2.3实验性的设计与分析

2.2.3.1制定实验概念和策略

2.2.3.2讨论当人为实验对象时应考虑的问题

2.2.3.3构建实验

2.2.3.4执行实验规定和实验步骤

2.2.3.5进行实验测量

2.2.3.6分析和报告实验数据

2.2.3.7对照已有模型比较实验数据

2.2.4假设检验与评估

2.2.4.1讨论数据的统计有效性

2.2.4.2讨论所用数据的局限性

2.2.4.3形成由数据、有需求和价值支持的结论

2.2.4.4评估知识发现过程中可以改善的地方

2.3系统的思维方法

2.3.1全方位思维

2.3.1.1识别并定义一个系统、系统行为和系统单元

2.3.1.2应用跨相关学科的方法，保证对系统的全方位理解

2.3.1.3认识系统的社会、企业和技术的背景环境

2.3.1.4识别系统与外界的交互作用和对系统行为的影响

2.3.2系统的显现和交互作用

2.3.2.1讨论为定义系统和系统建模所需的抽象化

2.3.2.2识别系统所表现的行为和功能特性（意向中和意向外的）

2.3.2.3识别系统单元间的重要接口

2.3.2.4认识系统随时间的演化

2.3.3确定主次与重点

2.3.3.1找出并区分与系统整体相关的全部因素

2.3.3.2找出整体系统中的驱动因素

2.3.3.3解释为解决驱动问题所进行的资源分配

2.3.4解决问题时的妥协、判断和平衡

2.3.4.1找到系统的紧张关系和用妥协方法去解决问题的因素

"2.3.4.2选择并使用解决问题的办法，通过平衡各种因素消除

紧张关系，优化整体系统"

2.3.4.3对比性描述系统在生命周期内的灵活解和最优解

2.3.4.4评估系统思维过程中可以改进的地方

2.4个人能力和态度

2.4.1主动性与愿意承担风险的态度

2.4.1.1看到主动采取行动的必要性和机会

2.4.1.2讨论一个行动所带来的利益和风险

2.4.1.3解释启动项目的方法和时机

2.4.1.4以适当的行动展示开拓新生事物的领导才能

2.4.1.5采取明确行动、做出结果、总结工作

2.4.2执着追求与变通能力

2.4.2.1有自信、有激情、热爱事业

2.4.2.2强调努力和紧张工作、关注细节的重要性

2.4.2.3展示具有应变能力

2.4.2.4愿意并且能够独立工作

2.4.2.5愿意与他人合作，考虑和接受各种观点

2.4.2.6能接受并正面对待批评

2.4.2.7平衡个人生活和职业工作

2.4.3创造性思维能力

2.4.3.1具有概念化和抽象化能力

2.4.3.2具有综合和通用化能力

2.4.3.3解释发明过程

2.4.3.4讨论创造性在艺术、科学、人文与技术中的作用

2.4.4批判性思维能力

2.4.4.1分析问题

2.4.4.2选择逻辑论点和解决方法

2.4.4.3评价支持证据

2.4.4.4找出有矛盾的观点、理论和事实

2.4.4.5找出逻辑谬误

2.4.4.6验证假设与结论

2.4.5了解自己的知识、能力和态度

2.4.5.1描述个人的能力、兴趣、强项与弱点

2.4.5.2讨论个人的能力范围以及在自我改善主要弱点方面的责任

2.4.5.3讨论知识的深度和广度的重要性

 2.4.6求知欲和终身学习能力

2.4.6.1讨论继续自我教育的动力

2.4.6.2展示自我教育的能力

2.4.6.3讨论个人的学习风格

2.4.6.4讨论与导师建立关系

2.4.7时间和资源的管理方法与能力

2.4.7.1讨论任务安排的主次

2.4.7.2解释任务的重要性和/或紧迫性

2.4.7.3解释有效地执行任务

2.5职业能力和态度的培养

2.5.1职业道德、正直、责任感并勇于负责的态度

2.5.1.1展示个人的道德标准和原则

2.5.1.2具有敢于为坚持原则而承担风险的勇气

2.5.1.3了解职业道德要求之间产生冲突的可能性

2.5.1.4理解和接受出错，但犯错者必须承担责任

2.5.1.5实事求是地承认合作者的工作

2.5.1.6对工作尽职尽责

2.5.2职业行为和培养

2.5.2.1讨论职业举止

2.5.2.2解释职业礼仪

2.5.2.3认识国际惯例和人际交往习惯

2.5.3主动规划个人职业生涯

2.5.3.1讨论个人职业发展的愿景

2.5.3.2说明职业人际关系网络

2.5.3.3认识自己所具备的职业能力范畴

2.5.4与世界工程发展保持同步

2.5.4.1讨论科学新发现可能带来的影响

2.5.4.2描述新技术和创新对社会和技术发展的影响

2.5.4.3讨论对现有工程实践和技术的熟悉程度

2.5.4.4解释工程理论与工程实践的联系

3人际交往能力：

团队工作和交流

3.1团队工作

3.1.1如何组建有效的团队

3.1.1.1了解团队形成的步骤和生命周期

3.1.1.2解释任务和团队工作过程

3.1.1.3分清团队的作用与责任

"3.1.1.4分析每个成员的目标、需求和特征（工作风格、文化差异

等）"

3.1.1.5分析团队的强项和弱点

3.1.1.6讨论团队工作在保密、问责和主动性方面的基本规定

3.1.2团队工作运行方式与过程

3.1.2.1选择目标和议程

3.1.2.2实施计划和组织有效会议

3.1.2.3执行团队基本规定

3.1.2.4实施有效交流（聆听、合作、提供和接受信息）

3.1.2.5进行正面和有效的反馈

3.1.2.6实现项目的规划、安排和执行

3.1.2.7形成问题的解决方案（创造性和决策能力）

3.1.2.8谈判并解决冲突

3.1.3团队成长和演变过程

3.1.3.1讨论阶段性小结、评估和自评的策略

3.1.3.2认识保障团队运行和成长的技巧

3.1.3.3认识使团队内每个成员成长的技巧

3.1.3.4解释团队交流和写作策略

3.1.4领导能力培养与锻炼

3.1.4.1解释团队的整体目标和具体目标

3.1.4.2实施团队工作的过程管理

3.1.4.3实施领导并展示组织风格（指导、教练、支持、授权）

3.1.4.4解释提高积极性的方法（激励、榜样、认可等）

3.1.4.5对外代表团队

3.1.4.6描述指导和咨询

3.1.5组建技术团队

3.1.5.1描述在不同类型的团队中工作

3.1.5.2跨学科团队（包括非工程人员）

3.1.5.3小型团队相对于大型团队

3.1.5.4远距、分散、电子化环境

3.1.5.5展示与团队成员的技术合作

3.2交流

3.2.1交流的策略

3.2.1.1分析交流环境

3.2.1.2选择交流策略

3.2.2交流的结构与方式

3.2.2.1提出逻辑和具有说服力的论点

3.2.2.2建立概念间合理的结构和关系

3.2.2.3选择相关、可信和准确的有利证据

3.2.2.4采用简练、明了、精确和清晰的语言

3.2.2.5分析修辞因素（如考虑听众的偏好等）

3.2.2.6理解跨学科和跨文化的交流

3.2.3书面的交流

3.2.3.1展示文章内容的连贯性和流畅性

3.2.3.2以正确的拼写、标点符号和语法教学写作

3.2.3.3对文件格式化

3.2.3.4展示技术写作能力

3.2.3.5使用不同的写作风格（非正式和正式的备忘录，报告等）

3.2.4电子及多媒体交流

3.2.4.1能制作电子演示材料

3.2.4.2认识电邮、电话留言和视频会议中的工作惯例

3.2.4.3应用各种电子表达形式（图形、网页等）

3.2.5图表交流与使用

3.2.5.1能画草图和正式图纸

3.2.5.2制作表图

3.2.5.3解释正式技术图纸和图像效果

3.2.6口头表达和人际交流

3.2.6.1能够使用适当的语言、风格、时间和流程准备报告和相应的支撑媒介

3.2.6.2应用适当的非语言交流方式（手势、眼神接触、姿态）

3.2.6.3能有效回答问题

3.3使用外语的交流能力

3.3.1英语交流能力

3.3.1.1能够阅读、理解技术文献

3.3.1.2能够书面、口头清晰表达观点

3.3.2其他区域工业国的语言

3.3.3其他语言

4 在企业和社会环境下构思、设计、实施、运行系统

4.1外部和社会背景环境

4.1.1接受工程师的角色与责任

4.1.1.1接受工程职业的目标和角色

4.1.1.2接受工程师的社会责任

4.1.2了解工程对社会的影响

4.1.2.1解释工程对现代文化下是环境、社会、知识、和经济体系的影响

4.1.3认识和接受社会对工程的规范

4.1.3.1接受社会及其代理人对工程进行规范

4.1.3.2认识法律和政治系统规范和影响工程的方式

4.1.3.3描述职业学会如何发放执照和建立标准

4.1.3.4描述知识产权是如何产生、利用和保护的

4.1.4认识和了解历史和文化背景环境

4.1.4.1描述人类社会的多样性和历史以及文学、哲学和艺术的传统

4.1.4.2与语言、思想和价值观的讨论相适宜的论述与分析

4.1.5了解当代主题和正确价值观的确定

4.1.5.1描述当代重要的政治、社会、法律和环境课题和价值观

4.1.5.2确定当代价值观形成的过程以及个人在这些过程中的作用

4.1.5.3定义知识的扩展和扩散的机制

4.1.6培养全球发展观

4.1.6.1描述人类活动的国际化

4.1.6.2认识各种文化中的政治、社会、经济、工商和技术行为习惯的相似和差异处

4.1.6.3认识国际上企业间和政府间的条约和联盟

4.2了解和认识企业与商业环境

4.2.1重视不同的企业文化

4.2.1.1认识各种企业文化中成功的过程、文化和指标系统的差异：

4.2.1.2企业、相对于学术机构、相对于政府、相对于非营利和非政府机构

4.2.1.3市场驱动相对于政策驱动

4.2.1.4大型相对于小型

4.2.1.5集中相对于分散

4.2.1.6研发相对于运行

4.2.1.7成熟相对于成长，相对于创业

4.2.1.8长远发展相对于快速发展周期

4.2.1.9有组织的劳动力的参与相对于无组织的劳动力的参与

4.2.2了解与认识企业的战略、目标和规划

4.2.2.1表述企业的使命和规模

4.2.2.2认知企业的核心竞争力和市场

4.2.2.3认识研究和技术开发的过程

4.2.2.4认识重要联盟和供应商关系

4.2.2.5列出财务和管理的目标和指标

4.2.2.6认识财务计划和财务控制

4.2.2.7描述与利益相关者的关系（与所有者、雇员、顾客等）

4.2.3技术创业

4.2.3.1认识到技术创业的机会

4.2.3.2认识能创造新产品和新系统的技术

4.2.3.3描述创业融资和组织

4.2.4做好个人在团队中的角色

4.2.4.1定义管理的功能

4.2.4.2描述组织内各种角色和相应的责任

4.2.4.3描述功能组织