机器人工程专业人才培养方案

发布者:dzdq发布时间:2023-06-30浏览次数:945

一、培养目标

本专业培养德、智、体、美、劳全面发展,掌握数学与自然科学基础知识和机器人领域相关的基理论、基本方法和基本技能,具有良好的科学思维能力和解决机器人领域工程问题能力,能够在机器人、自动化和智能制造等领域和行业,从事机器人系统研究技术开发、工程设计经营管理等工作具有较强的创新意识、创业精神、创新创业能力和社会责任感的高素质应用型专门人才。

本专业学生毕业后5年左右能达成下列目标:

目标1: 具有良好社会责任感、社会公德、职业道德及人文素养;

目标2: 能够跟踪机器人及相关领域的前沿技术,利用现代机器人工程相关基础理论、专业知识和基本技能,从事综合性机器人工程的相关科学研究;

目标3: 能够应用现代工具和资源进行机器人工程领域的工程设计、技术开发能够在工程实践中考虑对社会、健康、安全、法律、环境与可持续性发展等因素影响

目标4具备团队合作能力、沟通表达能力和工程项目管理能力;

目标5:具备创新精神、可持续发展理念和国际化视野,能不断学习和适应发展。

、培养规格  

1. 工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决机器人相关领域复杂工程问题。

1.1 掌握数学、物理等自然科学基本知识,能够应用于机器人工程领域复杂工程的描述。

1.2 掌握机器人工程领域必要的力学、机械工程原理、机械系统建模与仿真等知识,能够应用于机器人工程领域的复杂系统设计与仿真。

1.3 掌握机器人工程领域控制理论、嵌入式系统、软件工程、人工智能,解决机器人工程领域复杂的控制系统设计和智能化解决方案。

2. 问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,能够通过文献研究分析机器人相关领域复杂工程问题,以获得有效结论。

2.1 能够综合应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,分析机器人工程系统的数学建模、工程设计和应用仿真。

2.2 能够运用机械工程、计算机工程和控制工程的基本原理,分析机器人工程的系统设计和关键技术问题。

2.3 能够通过文献查阅并分析研究,进行机器人工程类复杂工程问题求解,以获得有效结论的能力。

3. 设计/开发解决方案:能够设计机器人领域复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元和自动化流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

3.1 针对机器人设计与制造复杂工程问题,能够根据应用场景和特定需求,给出系统设计方案、流程设计和单元设计。

3.2 能够根据应用场景和特定需求,进行分析问题和解决问题,能够培养创新精神、体现创新意识

3.3 能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的影响,对复杂机器人工程问题的解决方案进行可行性分析与论证

4. 研究:能够基于机器人工程基本理论并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

4.1 能够基于科学原理并采用科学方法对机器人复杂工程问题进行分析研究,给出具体的开发设计和实验方案。

4.2 能够根据设计实验方案,搭建和选择实验系统,开展实验并进行实验数据分析。

4.3 能够根据实验结论和相关文献资料,结合理论模型进行比较分析,通过信息综合得到合理有效的结论。

5. 使用现代工具:能够针对机器人相关领域复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的分析仿真,并能够理解其局限性。

5.1 能够熟练选择和使用机器人工程等相关领域的现代工具和软件知识,进行复杂工程问题的分析和仿真。

5.2 能够针对机器人工程的复杂问题,能够利用恰当的技术、资源和工具,对问题进行分析和求解。

5.3 能够理解现代工具对复杂工程问题设计与仿真的优势和局限性。

6. 工程与社会:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。

6.1 具有机器人工程领域实习和社会实践经历

6.2 熟悉与机器人工程相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规

6.3 能分析和评价与机器人相关的新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律、文化的潜在影响。

7. 环境和可持续发展:能够理解和评价针对机器人相关领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7.1 了解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义,熟悉环境保护的相关法律法规。

7.2 能够正确评价机器人工程领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

8. 职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

8.1 能够尊重生命、热爱社会、诚实守信,具有人文知识、思辨能力和科学精神

8.2 理解社会主义核心价值观,爱国爱民,维护国家利益,具有推动民族复兴和社会进步的责任感

8.3 理解机器人工程师的职业性质和责任在工程实践中能自觉遵守职业道德和规范,具有法律意识

9. 个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

9.1 能够正确认识和理解团队对解决复杂工程问题的意义和作用,具有团队合作意识和精神。

9.2 能够在相关机器人工程活动中承担特定角色,并与团队其他成员进行有效合作

9.3 能够在多学科背景下的机器人工程团队中承担负责人的角色,具有一定的管理能力。

10. 沟通:能够就机器人相关领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

10.1 具有一定的沟通能力和外语水平,能够与国内外的业界同行及社会公众进行沟通和交流。

10.2 能够就机器人相关领域复杂工程问题撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。

10.3 具备一定的国际视野跨文化的沟通与交流、竞争与合作的能力。

11. 项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。

11.1 掌握在多学科环境下解决复杂的机器人工程问题所涉及的相关工程管理原理与经济决策方法。

11.2 能够将工程管理原理和经济决策的基本方法应用于机器人工程中,并具有一定的技术经济分析与评价能力

12. 终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

12.1 认识到社会和行业发展的现状和趋势以及自主和终身学习的必要性

12.2 掌握自主学习的方法,具备不断学习和适应机器人工程技术发展的能力。

、学制与学分

1.学制:基本学制为4年,修业年限为4-6

2.学分:毕业最低要求学分为181学分其中通识教育选修课不少于8学分,专业选课不少于6学分,创新创业实践不少于4学分,社会责任教育实践不少于5学分,劳动教育理论与实践不少于2学分。

、毕业与授予学位

学生在规定的修业年限内,完成专业培养方案规定的课程和学分要求,考核合格,准予毕业,颁发普通高等学校全日制本科毕业证书。符合蚌埠学院学士学位授予条件规定的,授予学士学位。

、主干学科、核心课程、特色课程与主要实践性教学环节

1.主干学科:控制科学与工程、机械工程、计算机科学与技术

2.核心课程及简介:

电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、机器人学、自动控制原理、嵌入式系统及应用、运动控制、图像处理与机器视觉等。

1电路分析IIP012904

授课总学时:64 ;学分:4;课程性质:学科专业基础课

课程内容概要:本课程主要介绍电路的基本理论和分析计算方法,使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能,为后继专业技术课程提供必要的电路知识,对树立学生严谨的科学作风和理论联系实际的工程观点都有着重要的作用。本课程额外设置课外线上自主学习学时24学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用翻转课堂、讨论式教学等多种教学方法

2)模拟电子技术IIP012909

授课总学时:48;学分:3;课程性质:学科专业基础课

课程内容概要:本课程主要介绍模拟电子技术方面的基本理论、基本知识,使学生比较系统地掌握一些常用电子器件和基本电子电路的工作原理及分析设计方法,掌握常用电子仪器的使用方法和基本单元电路的调试方法,为后续有关课程的学习和电子技术在专业中的应用奠定基础。本课程额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用翻转课堂、讨论式教学等多种教学方法。

3)数字电子技术IIP012914

授课总学时:48;学分:3;课程性质:学科专业基础课

课程内容概要:本课程主要介绍数字电子技术的基本概念和基本理论,使学生掌握数字电路的分析方法和设计方法,应用常用的中、小规模数字集成电路进行逻辑电路设计等。为今后学习有关专业课,以及为解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。本课程为省级精品课程,额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用翻转课堂、讨论式教学、案例教学等多种教学方法。

4)机器人学(P013502

授课总学时:48;学分:3;课程性质:专业必修课

课程内容概要:本课程主要介绍了机器人学的概况、数学基础、运动学、动力学、控制与运动规划、程序设计、应用和展望等,使学生了解机器人研究的现状与最新发展趋势,初步掌握机器人技术的基本知识和关键技术。本课程额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用翻转课堂、讨论式教学、案例教学等多种教学方法

5)自动控制原理IP012507

授课总学时:56;学分:3.5;课程性质:学科专业基础课

课程内容概要:本课程主要介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法,内容十分丰富。通过自动控制原理的教学,应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法,以便将来胜任实际工作,具有从事相关工程和技术工作的基本素质,同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。本课程额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用讨论式教学、案例教学等多种教学方法

6)嵌入式系统及应用(P014113

授课总学时:48;学分:3;课程性质:专业限选

课程内容概要:本课程主要介绍嵌入式系统领域的基本原理、技术和方法。本课程的目的和任务是使学生了解嵌入式系统的组成、基本原理和体系结构特点,掌握嵌入式系统设计的一般方法以及嵌入式系统应用,为学生从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。本课程额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用翻转课堂、案例教学等多种教学方法

7)运动控制(P013504

授课总学时:48;学分:3;课程性质:专业必修课

课程内容概要:本课程主要介绍了直流电动机和交流电动机的基本工作原理、传动及其控制系统的原理、建模和设计。本课程的目的和任务是使学生掌握直流电动机和交流电动机传动及其控制系统的原理、分析和设计方法,在实际工作中具备运动控制系统的设计、调试和维修的初步能力。本课程额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用讨论式教学、案例教学等多种教学方法

 (8)图像处理与机器视觉(P014504

授课总学时:48;学分:3;课程性质:专业限选

课程内容概要:本课程主要介绍了图像的基础处理图像编码与压缩、图像特征表示和视觉检测与识别等。本课程的目的和任务是使学生掌握基本的图像处理和变换方法,能够针对特定任务对图像进行特征提取和表示,最终实现机器视觉任务进行目标的检测、定位、测量和识别等,在实际工作中搭建视觉系统编写视觉算法和系统调试的能力本课程额外设置课外线上自主学习学时16学时,实施线上线下混合式教学;线下教学采用翻转课堂、讨论式教学、案例教学等多种教学方法

3.特色课程及简介:

数字电子技术、自动控制原理、单片机原理及应用、机器人学、运动控制、机器人操作系统、图像处理与机器视觉

1数字电子技术P012914

授课总学时:48;学分:3;课程性质:学科专业基础课

特色类型:课程思政示范课程、赛学融合课程

课程特色:本课程为省级精品资源共享课,线上教学资源丰富。把“立德树人”作为教育的根本任务,挖掘思政案例融入课程教学内容。优化课程评价方式,加强过程性考核,重视学生的实际应用能力,为学生参加大学生创新创业计划训练项目、单片机竞赛、电子设计竞赛等学科竞赛提供理论支撑

(2)自动控制原理IP012507

授课总学时:56 ;学分:3.5;课程性质:学科专业基础课

特色类型:省级一流本科课程

课程特色:省级大规模在线开放课程(MOOC)和省级教学示范课程,课程拥有较强的教学团队,建设有视频、教学课件、习题和参考资料等丰富的课程资源。

3)单片机原理及应用IIP013501

授课总学时:48 ;学分:3;课程性质:专业必修

特色类型:专创融合、赛学融合课程

课程特色:本课程为省级MOOC,拥有丰富的线上资源。支撑大学生创新创业计划项目、为学生参加大学生创新创业计划训练项目、单片机竞赛、电子设计竞赛等学科竞赛的技术支撑。

4机器人学P013502

授课总学时:48 ;学分:3;课程性质:专业必修课

特色类型:校企(校地、校校、校所)合作共建课程

课程特色:课程为校企合作共建课程,与相关企业如合肥中科深谷科技有限公司、安徽凌坤科技有限公司进行课程资源共建,企业工程师为学生授课开展广泛合作。

5运动控制P013504

授课总学时:48 ;学分:3;课程性质:专业必修课

特色类型:校企(校地、校校、校所)合作共建课程

课程特色:课程为校企合作共建课程思政示范课程,与相关企业如合肥中科深谷科技有限公司、固高科技有限公司进行课程资源共建,企业工程师为学生授课开展广泛合作。

6机器人操作系统P013505

授课总学时:40 ;学分:2.5;课程性质:专业必修课

特色类型:专创融合、赛学融合课程、校企(校地、校校、校所)合作共建课程

课程特色:课程为专业教育与创新创业教育融合课程、校企合作共建课程,课程支撑全国大学生智能车竞赛,支撑服务大创计划项目,与相关企业如合肥中科深谷科技有限公司、哈工大机器人(合肥)有限公司进行机器人创新创业教育、课程资源共建以及企业工程师为学生授课开展广泛合作。

7图像处理与机器视觉P014504

授课总学时:48 ;学分:3;课程性质:专业限选

特色类型:校企(校地、校校、校所)合作共建课程

课程特色:课程为校企合作共建课程,与相关企业如安徽配天机器人有限公司、合肥中科深谷科技有限公司进行课程资源共建,企业工程师为学生授课开展广泛合作。

4.主要实践性教学环节:包括军事训练、社会实践、机器人认知实习、金工实习、机器人操作与编程实训、电子技术课程设计、控制理论课程设计、PLC应用课程设计、工业机器人应用实训、移动机器人开发实训、毕业实习、毕业设计(论文)等

、课程结构及学时(学分)比例

本专业课程(集中安排的实践教学活动除外)分为通识教育必修课、学科专业基础课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和通识教育选修课六大类。课堂教学总学时数(不含集中安排的实践教学活动学时数)为2282学时,其中通识教育必修课为706学时,占30.93%;学科专业基础课为808学时,占35.40%;专业必修课为352学时,占15.43%;专业限选课192学时,占8.41%;专业任选课96学时,占4.21%;通识教育选修课128学时,占5.61%

本专业规定最低毕业总学分为181学分(含集中安排的实践教学活动学分)。其中通识教育必修课为40.5学分,占22.37%;学科专业基础课为48.5学分,占26.79%;专业必修课为22学分,占12.15%;专业限选课12学分,占6.63%;专业任选课6学分,占3.31%;通识教育选修课8学分,占4.42%;集中安排的实践教学活动(不含课内实验教学)44学分,占24.31%

必要说明

      1. 制定依据

(1) 蚌埠学院关于制(修)订2021版本科专业人才培养方案的指导性意见。等要求,进一步修改完善专业培养目标。

(2) 普通高等学校本科专业类教学质量国家标准(自动化类)。

(3) 普通高等学校本科专业目录和专业介绍及工程教育专业认证标准。

(4) 结合学校办学定位和人才培养总目标,突出服务地方相关的产业发展需要。

      2. 创新创业教育

(1) 提倡工程化、应用型教育教学,把创新教育贯穿在理论和实践教学的全过程。

(2) 通过课程设计、综合训练和毕业设计等实践性教学环节培养学生的创新能力。

(3) 创造条件使学生尽早参加教师指导的应用开发实践和科学研究,鼓励学生申报专利及公开发表学术论文。

(4) 组织学生参与大学生创新创业训练计划,加强暑期小学期制的科技活动,积极参加各级各类的科技竞赛。

3. 创新人才培养机制

(1) 坚持OBE理念,加强新工科建设,坚持校企、校校合作,探索有效产教融合合作机制;

(2) 利用现有“国显科技产业学院”,探索校企合作人才培养模式的新方法及新模式;

(3) 推行与合肥中科深谷技术有限公司、哈工大机器人(合肥)国际创新研究院合作开展课程设计模式,提升人才培养质量与企业需求的契合度。

(4) 坚持科研反哺教学,把教师的科研项目引入课堂教学、实践教学与毕业设计等教学环节,同时鼓励学生积极参与教师科研项目。

      4. 强化学科交叉与融合

加强与机械设计制造及其自动化、计算机科学与技术等学科交叉与融合,拓宽学生知识面,促进将来就业面提升,进一步提升就业率。