湖南工程学院机械设计制造与其自动化“卓越工程师教育培养计划”本科专业培养方案

机械设计制造及其自动化专业“卓越工程师培养计划”培养方案湖南工程学院机械工程学院

2010年3月TOC\o"1-5"\h\z一、 专业现状 1\o"CurrentDocument"二、 培养目标 2三、 培养标准与实现 2（一） 培养标准 … 2（二） 知识能力大纲 10（三） 知识能力实现表 44TOC\o"1-5"\h\z（四） 实现矩阵 51四、培养模式与教学计划 6（一） 培养模式 ……… 56（二） 培养计划 58主干学科与主要课程 ………… 58总学时、学分及分配 …… 58集中性实践教学环节 ………… 58课程安排表 … 59五、企业学习培养方案 … … 1（一） 培养目标 … … 61（二） 培养标准 61（三） 能力培养实现矩阵 62（四） 培养方式 63（五） 企业学习计划 63（六） 管理办法 72（七） 考核评价与成绩评定 73（八） 实施企业 73

附件1专业课程主讲教师一览表 84附件2专业课教师情况一览表 -86附件3机械工程学院“卓越工程师培养计划”专业师资队伍建设规划 89一、专业现状湖南工程学院机械设计制造及其自动化专业办学始于1958年，50多年来为国家建设培养了一大批高素质工程应用型人才，在机械制造领域赢得了良好的声誉。机械设计制造及其自动化专业2008年被确定为湖南省普通高等学校特色专业。本专业师资队伍实力雄厚，共有专业及专业基础课教师26人，其中教授7人，副高职称14人，讲师5人，博士7人；具备企业工作5年以上工程实践经验的教师14人，占53.8%；教学团队成员均为中青年教师，年富力强，敬业爱岗，是学校教学科研的中坚力量。近3年来，主持了各类纵向科研项目22项，其中国家自然科学基金项目2项，国家中小企业技术创新基金项目1项。近年来专业教学基础条件建设的力度大。依托中央与地方共建实验室项目，近五年购置实验仪器设备1800余万元，扩建了机械基础实验中心、工业工程基础实验中心、现代设计与制造实验中心、材料成型工艺与质量控制实验中心、机电控制技术实验中心等5个实验室和工程训练中心，其中机械基础实验中心为湖南省首批基础课示范实验室，工程训练中心为教育部全国金工教学指导人员培训及考试中心。拥有包括五坐标数控机床、三坐标测量机、快速成型机等高精实验设备和基础设施，在国内同类院校中居于领先，为人才培养和科学研究提供了有力的支撑。机械设计制造及其自动化专业主动服务地方经济，与湘电集团有限公司、江南机器（集团）有限公司、湖南江滨机器（集团）有限责任公司等大中型企业建立了稳固的产学研合作关系，与株洲齿轮有限责任公司共同建成了湖南省高校“机械设计制造”产学研合作示范基地。本专业人才培养特色鲜明，提出了“重基础、宽口径、攻专长、强应用”的应用型人才培养指导方针为同类院校所认同，被推举为全国高校机械类应用型本科教学协作组组长单位和全国高校机械类应用型本科教材编写委员会组长单位，先后举办了8次全国性教学改革研讨会议。主持了“机械基础实验教学改革的研究与实践”等省级教研教改课题5项；建设了《机械工程材料》省级精品课程，《机床数控技术》、《液压与气压传动》、《互换性与技术测量》、《机械原理及设计》、《材料力学》等校级精品课程。近3年主编出版了11部教材，其中4部被确定为普通高等教育“十一五”国家级规划教材；获省级教学成果奖5项；国家级多媒体优秀课件奖2项，省级多媒体优秀课件奖5项。本专业教学一贯注重学生的实践技能和科技创新能力培养。近5年来，指导本科专业学生在省级以上学术期刊上公开发表科技论文数十篇，获“挑战杯”全国大学生

科技创新竞赛奖5项，省市级大学生课外学术科技作品竞赛奖106项。二、 培养目标本专业培养适应社会主义建设需要，德智体美全面发展，受到工程师初步训练，能够适应经济、科技、社会发展对高素质工程技术人才的要求，满足机械工程领域的实际需求，具备机械设计、制造及自动化基础知识、专业知识与应用能力，能在生产一线从事机械设计制造、工程应用、运行管理和经营销售等方面工作，具有较高的综合素质、创新能力、团队精神和专业技术能力的应用型高级工程技术人才。三、 培养标准与实现（一）培养标准总体要求在国家通用标准的指导下，按照行业专业标准的基本要求，结合湖南工程学院的办学特色、办学理念、人才培养定位和本专业的优势，制定湖南工程学院的机械设计制造及其自动化专业培养标准。使学生具有：（1） 必要的工程科学知识、一定的人文和社会科学知识，与本专业相关的专业技术知识，初步的相关工程技术能力；（2） 本专业分析问题与解决工程实际问题的能力，与本专业相关的个人能力和综合素质；（3） 工程管理的基本知识，项目的参与能力；（4） 较强的交流、沟通和协调能力；（5） 良好的职业道德和社会责任感。培养标准对以上总体要求进行进一步分解，成为可用以定义本专业学生具备工程师素质的培养标准。本专业培养标准依赖于国家通用标准、机械行业标准，适应本专业教学实践和机械行业的社会需求，规定了本专业人才培养的基本规格和特色。本培养标准描述了一个机械设计制造及其自动化专业本科毕业生应具备的知识、素质和能力的培养模式。按照本标准培养的机械设计制造及自动化专业本科毕业生可获得工学学士学位。1机械工程基本知识

1.1工程科学技术知识以及一定的人文和社会科学知识（1） 掌握必要的工程科学基础知识，具有数学、物理等自然科学以及机械工程科学知识的应用能力；（2） 掌握理论力学、材料力学、传热学、工程材料的基本知识，能应用力学基本理论进行工程结构受力分析，能使用专业工程应用软件建立结构分析模型，并进行强度分析；（3） 掌握工程图学的基本知识，熟悉机械工程相关标准及机械工程图样的表达方法，能熟练应用CAD作图，正确表达工程实践中的各种复杂图样；（4） 具有较好的人文、艺术、社会科学和企业管理基础知识，熟练地掌握一门外语，有一定的法律、环保知识与意识，能够使用专业技术语言进行跨文化技术交流1.2工程基础知识和本专业的基本理论知识（1） 机械设计原理与方法掌握机构结构及运动学分析方法熟悉机械的效率、自锁与机械的平衡掌握机械的运转状态及速度波动调节方法掌握机械产品设计的基本知识与技能掌握机构设计方法熟悉数控机床传动机构掌握机械零、部件计算机辅助设计熟悉实用设计方法和现代设计方法（2） 常用工程材料掌握常用工程材料的种类、性能掌握常用工程材料性能的改进方法能够针对零、部件性能要求合理选材（3） 机械制造工艺熟悉机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点熟悉车、铣、刨、磨等加工技术与制造工艺了解特种加工、表面工程技术的基本技术内容、方法和特点熟悉工艺过程与工艺装备设计掌握制订相关工艺过程的基本知识与方法了解生产线和车间平面布置设计的基本知识

熟悉分析、解决现场出现的工艺问题的方法（4） 机械制造装备熟悉机械制造主要设备的工艺范围、设计原则与程序熟悉技术经济评价指标熟悉工艺装备验证的有关知识了解工艺装备验证方法（5） 了解本专业的发展现状和趋势1.3机械系统的传动与控制基本知识（1） 熟悉常用传动与控制技术，能够进行常用传动与控制设备、零部件的选择、调试和维护；（2） 掌握流体传动、电工电子、电动机、电器、拖动控制等原理，具备初步分析、处理机电液传动与控制系统的能力；（3） 熟悉液压传动与设计的基本原理与方法；（4） 熟悉机械制造自动化的有关知识。1.4机械系统检测与质量管理的基本知识（1） 熟悉机械产品及零部件的检测技术及机械精度的检测方法，并具备解决相关问题的方法；（2） 掌握检测技术及机械精度的检测方法；（3） 熟悉质量管理和质量保证体系；（4） 了解最新的生产管理思想、方式和方法；（5） 熟悉产品开发过程管理；（6） 了解过程控制的方法和基本工具。1.5计算机应用和数控技术的基本知识（1） 掌握计算机基础知识及应用；（2） 熟悉计算机辅助技术；（3） 掌握数控技术基本知识；（4） 掌握计算机数控（CNC）系统的构成、作用，能够进行数控编程、调试和维护；（5） 掌握数控机床的伺服系统、机械系统、程序编制中的工艺处理、数控加工编程技术；（6） 掌握计算机网络常用软件的特点及应用；

（7）熟练掌握本专业常用软件的应用。1.6工程计算基本方法（1） 了解有限元法基本概念，熟悉有限元建模和仿真；（2） 了解插值法。1.7本专业领域技术标准（1） 了解机械工程基础标准；（2） 了解常用机械零部件标准及其他相关的标准。2产品的工艺设计、运行或解决实际工程问题的系统化训练2.1熟悉市场、用户需求以及技术发展的调研方法，具备编制支持产品形成过程的策划和改进方案的能力（1） 深入进行市场调研，了解市场、用户的实际需求，不断改进产品设计、工艺、售后服务等；（2） 掌握技术发展的调研方法，跟踪技术发展的前沿发展动态，不断进行技术革新和工艺改进，提高自身的综合素质和能力；（3） 熟悉产品生产流程编制的基本方法与步骤；具备编制产品生产流程的初步能力，能够优化与修改产品生产的工艺，并及时解决生产中出现的问题；（4） 熟悉产品的生产工艺流程，能够较熟练地提出生产工艺的改进方案，解决实际生产中出现的工艺问题。2.2参与工程解决方案的设计、开发，综合分析成本、质量、环保性、安全性、可靠性、外形、适应性以及环境等因素的综合影响，评估和选择完成工程任务所需的技术、工艺和方法（1） 熟悉工程项目解决方案设计、开发过程中的影响因素、基本步骤与过程，参与工程项目解决方案设计、开发以及产品的后续技术服务；（2） 具备成本、质量、可靠性、安全性、环境影响等因素的综合分析与判断的初步能力，并提出合理化的改进意见；（3） 掌握工程项目的基本解决方案的制定过程与步骤，综合评估和选择所采用的工程技术、工艺方法，能够制定局部的解决方案。2.3参与制定实施计划以及实施解决方案、工程任务（1）熟悉工程项目的实施的基本过程，能够参与工程项目实施计划、解决方案、工程任务的制定，能够解决工程项目的实施计划、解决方案、工程任务制定过程中出现的局部问题；

（2）具备工程项目实施计划、解决方案、工程任务评价的初步能力。2.4参与改进方案的制定，不断改进生产工艺，并从结果反馈中学习和积累知识与技能（1） 善于在实施过程中发现问题，提出初步解决方案；针对问题改进和优化生产工艺，解决方案的试验验证，形成确定工艺。（2） 熟悉工程项目实施的全过程，工程项目实施过程全面总结，形成工程项目实施的总结报告。（3） 不断总结实施过程中的基本经验，积累知识和能力；通过总结提高自身的综合素质，加强自我学习能力的培养。2.5具备较强的创新意识，勇于进行产品开发和设计、工艺改进与创新（1） 熟悉产品的生产环节及其相互联系，结合问题优化与创新，通过工艺改进与培养创新能力；（2） 熟悉产品开发、技术改造的一般方法与流程，能进行产品开发、技术改造方案的分析与制定，在技术改造中进行改革与创新。3项目及工程管理的基本知识和参与能力3.1具有一定的质量、环境、职业健康安全和法律意识，在项目实施和工程管理中具备参与贯彻实施的能力（1） 具有一定的质量、环境、职业健康安全意识；（2） 具有一定的质量、环境、职业健康法律意识；（3） 承担有关环境、健康、安全等事务的责任，主动完善并贯彻实施危险源鉴别和风险控制系统。3.2具备使用合适的管理方法，管理计划和预算，组织任务、人力和资源，以及应对危机与突发事件的初步能力，能够发现质量标准、程序和预算的变化，并采取恰当措施的能力（1） 具有设计和确认实施计划和程序的能力，构建合适的管理体系；（2） 熟悉金融和商业限制并且能够收集与工作相关的预算信息，能够根据相关的质量标准、程序和预算开展工作；（3） 适当分解生产任务和工程项目，组织所需人力和资源，维护和提高项目整体质量和经济目标；（4） 实施过程中能够洞察质量标准、程序和预算的变化，采取相应的修正措施。3.3初步具备参与管理、协调工作、团队，确保工作进度，以及参与评估项目，提

出改进建议的能力（1） 具有安排、实施、落实与相关方约定合同的基本能力，能够组织正常运作，保持质量水准；（2） 能够正确认识在项目团队中的角色地位，与来自许多学科和各种级别的个人和团队有效的工作；（3） 具有认可质量标准、程序和预算的能力；能够发现影响项目实施的因素，并加以确认。4有效沟通与交流的能力4・1能够使用技术语言，在跨文化环境下进行沟通与表达（1） 能熟练制作电子演示材料，熟悉电子邮件、电话留言和视频会议中的工作惯例，熟悉各种电子表达形式（图形、网页等）；（2） 能熟练画出草图和正式图纸，制作表图，解释正式技术图纸和图像效果；（3） 能够正确阅读、理解技术文献，能够采用书面、口头形式准确表达自己的观点；八\\；（4） 了解跨学科和跨文化的交流，能够使用适当的语言、风格。4.2具备较强的人际交往能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿。（1） 分析交流环境，选择交流策略；（2） 提出逻辑和具有说服力的论点，建立概念间合理的结构和关系，选择相关、可信和准确的依据，采用简练、精确和清晰的语言，分析修辞因素（如考虑听众的偏好等）；（3） 能以正确的拼写和语法进行写作，使用不同的写作风格（非正式和正式的备忘录，报告等），展示文章内容的连贯性和流畅性；（4） 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，应用适当的非语言交流方式（手势、眼神接触、姿态）；（5） 能有效回答问题，理解他人需求和意愿。4.3具备较强的适应能力，自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境（1） 具有独立生活能力、与人和谐相处能力、化解矛盾的能力；（2） 具有主动适应环境的能力，了解同事性格、融洽人际关系，熟悉工作环境、了解工作流程，自信、灵活地处理现场的各项技术问题，具有较好的心理适应能力。4.4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

（1）掌握文献资料的查阅方法、文献资料分类、整理以及文献资料的归纳、总结等；（2）熟悉本专业技术前沿的相关动态，了解新知识、新技术、新工艺，能根据工程实际需要，获取专业技术信息。4.5具备团队合作精神，并具备一定的协调、管理、竞争与合作的初步能力（1） 了解团队形成的步骤和生命周期，解释任务和团队工作过程，分清团队的作用与责任，分析每个成员的目标、需求和特征（工作风格、文化差异等），分析团队的强项和弱点，熟悉团队工作在保密、问责和主动性方面的基本规定；（2） 选择目标和议程，实施计划和组织有效会议，执行团队的基本规定，实施有效交流（聆听、合作、提供和接受信息），实现项目的规划、安排和执行，形成问题的解决方案（创造性和决策能力），谈判并解决冲突；（3） 认识保障团队运行和成长技巧，解释团队交流和写作策略；（4） 解释团队的整体目标和具体目标，实施团队工作的过程管理，解释提高积极性的方法（激励、榜样、认可等），做好指导和咨询工作；（5） 描述在不同类型的团队中工作，跨学科团队（包括非工程人员），展示与团队成员的技术合作。5良好的职业道德，体现对职业、社会、环境的责任5.1具有遵守职业道德规范和所属职业体系的职业行为准则的意识（1） 了解机械工程师的职业道德规范和相关法律法规，熟悉机械工程师的社会责任；（2） 熟悉职业举止和职业礼仪，了解国际惯例和人际交往习惯，规范个人职业行为准则；（3） 了解企业员工的职业道德规范和规章制度，并熟悉其适应性；（4） 了解职业道德要求之间产生冲突的可能性，诚实守信、求真务实，有社会责任感，具有敢于为坚持原则而承担风险的勇气，对工作尽职尽责。5.2具有良好的质量、安全、服务和环保意识，积极承担有关健康、安全、福利等事务的责任（1） 了解质量、服务、安全和环保等方面的相关标准与规范，包括质量意识和法律法规、服务意识和法律法规、安全意识和法律法规、环境保护的法律法规、知识产权法律法规等；（2） 了解当代工程及工程师社会职责，熟悉技术、经济、道德价值，了解当代工

程相关法律法规，具有较强的公众健康、福利及社会安全意识。5.3保持和增强其职业素养，具备不断反省、学习、积累知识和提高技能的意识和能力（1） 了解科学新发现可能带来的影响，分析新技术和创新对社会和技术发展的影响，熟悉工程实践和技术的发展，解释工程理论与工程实践的联系；（2） 分析个人的知识、能力和技能，强项与弱点，熟悉个人的职业能力范围和自我完善的责任，了解现代知识的深度和广度的重要性；（3） 增强自我教育的动力，展示自我教育的能力，形成个人的学习风格；（4） 规划个人职业发展的愿景，认识自己所具备的职业能力范畴，建立自己的创业意识，正确定位与规划自己的职业发展的初步能力。（二）知识能力大纲1机械工程基本知识1.1工程科学技术知识及初步相关技能1.1.1数学函数与极限数列与函数的极限无穷小、无穷大及无穷小的比较极限运算法则与极限存在准则函数的连续性及连续函数的基本定理实数系的基本定理区间套定理波尔查诺-韦尔斯特拉斯定理导数与微分函数的导数、高阶导数与微分隐函数和参数方程的导数相关变化率中值定理与导数的应用微分中值定理洛必达法则泰勒公式函数的几何形态不定积分不定积分的概念与性质不定积分的基本积分方法有理函数的积分定积分定积分的概念、性质、基本定理定积分的基本积分方法反常积分定积分的几何应用定积分的物理应用

微分方程一阶微分方程可降阶的高阶微分方程高阶线性微分方程二阶常系数线性微分方程空间解析几何和向量代数向量代数曲面及其方程空间曲线及其方程平面及其方程空间直线及其方程多元函数微分法及其应用多元函数的偏导数多元函数全微分多元复合函数导数隐函数导数微分法在几何上的应用方向导数与梯度多元函数极值的求解重积分二重积分的概念与性质二重积分计算三重积分的概念与直角坐标系下的计算利用柱面坐标和球面坐标计算三重积分重积分的应用曲线积分与曲面积分第一类曲线积分第二类曲线积分格林公式及其应用全微分方程第一类曲面积分

第二类曲面积分高斯公式斯托克斯公式无穷级数常数项级数幕级数函数展开成幕级数傅里叶级数一般周期函数的傅里叶级数线性代数行列式及其计算矩阵及其运算初等矩阵及变换线性方程组向量和矩阵范数，矩阵的条件数向量组与线性方程组的解线性空间特征值特征向量对角化及二次型线性方程组求解消去法分解法迭代法概率论基本概念数学期望方差协方差相关系数矩、协方差矩阵大数定律与中心极限定理总体与样本及样本分布函数的分布

点估计与极大似然估计估计量的评选标准区间估计正态总体均值与方差的区间估计单侧置信区间假设检验正态总体均值的假设检验正态总体方差的假设检验复变函数复数与复变函数解析函数及其充要条件初等解析函数复积分柯西积分定理柯西积分公式1.1.2物理刚体的运动转动中的功和能转动惯量刚体的定轴转动定律定轴转动角动量守恒定律狭义相对论基础温度温度的概念理想气体温度理想气体状态方程气动理论理想气体的压强温度的微观意义能量均分定律麦克斯韦速率分布律

等温线气体分子的平均自由程振动简谐运动旋转矢量单摆简谐运动的能量简谐运动的合成阻尼振动受迫振动共振电磁振荡波动机械波的概念平面简谐波的波函数波的能量惠更斯原理波的干涉驻波声波超声波次声波多普勒效应电磁波光学相干光杨氏双缝干涉实验、劳埃德镜光程薄膜干涉劈尖牛顿环迈克耳孙干涉仪光的衍射单缝衍射园孔衍射光学仪器的分辨率

衍射光栅X射线的衍射光的偏振性马吕斯定律反射光和折射光的偏振双折射旋光现象1.1.3力学静力学约束与受力分析平面力系的合成与平衡空间力系的合成与平衡运动学质点运动学参照系质点的位矢、位移、速度、加速度匀加速运动直线匀加速运动抛体运动圆周运动相对运动牛顿运动定律牛顿运动定律及应用常见力与基本自然力非惯性系与惯性系动量与角动量冲量动量定律动量守恒定律质心质心运动定律质点的角动量定律

角动量守恒定律功和能动能定律势能机械能守恒定律碰撞点的运动学点的合成运动刚体的简单运动刚体的平面运动应力与应变拉伸及压缩剪切扭转弯曲组合变形和叠加原理强度理论应力状态分析失效、安全系数和强度计算压杆的稳定问题流体的基本概念流体的主要物理性质作用在流体上的力流体静力学流体静压强及其特性流体静力学基本方程及其在工程中的应用流体动力学连续性方程动量方程能量方程管流分析

层流与紊流流动阻力沿程及局部损失的计算1.1.4传热学导热基本定律对流换热辐射基本定律传热过程和换热器非稳态导热导热问题的数值解1.1.5工程材料工程材料分类及特点金属材料组织和性能控制晶体结