機器人工程專業(yè)培養(yǎng)方案

機器人工程專業(yè)一、

專業(yè)簡介本專業(yè)作為教育部備案批準的新工科專業(yè)，是順應國家建設需求和國際發(fā)展趨勢而設立的一個新興專業(yè)。該專業(yè)面向國家特別是京津冀地區(qū)機器人相關應用行業(yè)的發(fā)展需求，深化機器人科學與工程學科特色，培養(yǎng)掌握機器人基礎理論和專業(yè)知識，具有較強的實踐能力與創(chuàng)新意識，從事機器人設計與開發(fā)、機器人系統(tǒng)集成、機器人智能感知與學習等相關工作，能解決復雜工程問題的機器人工程師復合型高級工程技術人才。本專業(yè)將機器人設計與集成作為主要研究對象，主要學習機械、電子、計算機、人工智能等多學科的相關理論知識、方法及技術。學生具有厚基礎、寬口徑、重實踐、富創(chuàng)新的特點，畢業(yè)生能夠勝任機器人及相關領域的設計制造、技術開發(fā)、運行維護、科學研究和生產(chǎn)管理等工作，具備良好的專業(yè)素質(zhì)和人文素養(yǎng)，具備較強的創(chuàng)新意識和實踐動手能力，具有融合多學科基礎理論的專業(yè)優(yōu)勢。本專業(yè)注重學生的項目實踐能力和學術綜合能力的培養(yǎng)。從大二開始對學生實行學術導師制培養(yǎng)方式。根據(jù)學生的學習興趣，引導學生參加學術導師的項目開發(fā)與學術研究，包括參加機器人學科競賽、申報國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、申請國家發(fā)明專利以及發(fā)表學術論文等工作。通過課程學習與項目研究，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐動手能力，引導學生養(yǎng)成良好的學習習慣、學習方法和自主學習能力。二、

培養(yǎng)目標及畢業(yè)要求（一）

培養(yǎng)目標本專業(yè)適應國家特別是京津冀地區(qū)機器人相關應用行業(yè)的發(fā)展需要，培養(yǎng)在跨文化和多學科背景下，能夠考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素，具有實踐能力與創(chuàng)新精神，從事以機器人及相關領域的設計制造、技術開發(fā)、科學研究、工程應用等工作，能解決復雜工程問題的機器人工程師復合型高級工程技術人才。預期畢業(yè)生在畢業(yè)后5年左右能夠達到如下的職業(yè)和專業(yè)成就：培養(yǎng)目標1:

能適應機器人及相關應用行業(yè)的技術發(fā)展，認識工程實踐對于客觀世界和社會的影響；了解相關法律法規(guī)、熟悉行業(yè)標準，深化自身的機械、電子、計算機及人工智能等專業(yè)基礎知識，擴展自身能力，取得職業(yè)生涯上的進步。培養(yǎng)目標2:

能基于良好的科學知識和工程實踐活動，運用科學方法和觀點并使用現(xiàn)代工具分析、設計和研究機器人產(chǎn)品及系統(tǒng)集成；運用工程管理原理與經(jīng)濟決策方法設計及實施機器人工程解決方案，參與解決方案效果的評價并提出改進方案，以滿足企業(yè)和機構的需求。培養(yǎng)目標3:

能基于工程實踐活動，在跨文化和多學科背景下，具有良好的國際視野和溝通技巧；正確認識在項目團隊中的角色定位，依據(jù)相關質(zhì)量標準、程序開展工作，勝任機器人及相關應用行業(yè)的系統(tǒng)方案設計、機器人系統(tǒng)集成、機器人技術開發(fā)、機器人現(xiàn)場安裝、調(diào)試與應用維護等工作。培養(yǎng)目標4:

能在從事專業(yè)相關活動中，全面考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素；具備社會責任感并堅守職業(yè)道德規(guī)范，具有創(chuàng)新意識，成為機器人及相關應用行業(yè)的工程技術人才，并持續(xù)自我發(fā)展。（二）

畢業(yè)要求畢業(yè)生應獲得如下方面的知識和能力：1.工程知識：掌握數(shù)學、自然科學、工程基礎和機器人工程專業(yè)知識，能夠用于解決機器人產(chǎn)品設計及系統(tǒng)集成中的復雜工程問題。2.問題分析：能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析機器人產(chǎn)品設計及系統(tǒng)集成中的復雜工程問題，以獲得有效結論。3.設計/開發(fā)解決方案：在考慮安全與健康、法律法規(guī)與相關標準以及社會、文化、環(huán)境等制約因素的前提下，能夠針對機器人產(chǎn)品設計及系統(tǒng)集成中復雜工程問題的解決方案，設計和集成滿足特定需求的機器人核心零部件、整機和控制系統(tǒng)，并能夠在設計和集成環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。4.研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對機器人產(chǎn)品設計及系統(tǒng)集成中的復雜工程問題進行研究，設計與機構學、控制方法與策略、系統(tǒng)安裝與集成等方面相關的實驗，分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結論。5.使用現(xiàn)代工具：在解決針對機器人產(chǎn)品設計及系統(tǒng)集成等復雜工程問題的活動中，具有開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具進行工程實踐的能力，包括對復雜工程問題的建模、預測與模擬，并能夠理解其局限性。6.工程與社會：能夠基于機器人工程專業(yè)相關背景知識進行合理分析，評價本專業(yè)的工程實踐、復雜工程問題與解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：了解環(huán)境保護的相關法律法規(guī)條例及行業(yè)安全規(guī)范，能夠理解和評價針對復雜工程問題的工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。8.職業(yè)規(guī)范：踐行社會主義核心價值觀，熱愛祖國，具有人文社會科學素養(yǎng)、社會責任感；能夠在機電裝備制造業(yè)及相關行業(yè)的工程實踐中，理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責任。9.個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊中，理解并承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。10.溝通：能夠針對機器人及相關應用行業(yè)中的復雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應指令；掌握一門外語，能夠比較熟練地閱讀機器人工程領域的外文文獻，具有一定的國際化視野，具有在跨文化背景下進行有效溝通的能力。11.項目管理：理解并掌握機器人及相關應用行業(yè)中涉及的工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，并能夠應用于多學科環(huán)境下的工程實踐中。12.終身學習：對自主學習和終身學習有正確的認識，具有不斷學習和適應發(fā)展的能力。（三）

畢業(yè)要求與課程關聯(lián)圖本專業(yè)學生畢業(yè)要求與核心課程之間的關聯(lián)圖畢業(yè)要求核心課程123456789101112工程力學√√√工程制圖√√√電路分析與仿真√√模擬與數(shù)字電子技術√√√機械原理、機械設計√√√√機器人技術基礎√√√√自動控制原理√√√單片機嵌入式系統(tǒng)原理與設計√√√機器人驅(qū)動與控制技術√√機器人機械系統(tǒng)設計√√機器人傳感器及其應用√√機器人系統(tǒng)集成與應用√√圖像處理與機器視覺√√機器學習與人工智能√√機器人創(chuàng)新設計、機器人相關課程設計√√√√√生產(chǎn)實習、專業(yè)設計√√√√√√工業(yè)機器人工程實訓√√√√√畢業(yè)設計√√√√√三、

核心課程及實踐環(huán)節(jié)（一）

核心課程專業(yè)核心課程：工程制圖、工程力學、電路分析與仿真、模擬與數(shù)字電子技術、機械原理、機械設計、機械制造技術基礎、機器人技術基礎、單片機嵌入式系統(tǒng)原理與設計、機器人驅(qū)動與控制技術、自動控制原理、機器人機械系統(tǒng)設計、機器人傳感器及其應用、機器人系統(tǒng)集成與應用、圖像處理與機器視覺、機器學習與人工智能。（二）

主要實踐性教學環(huán)節(jié)主要實踐教學環(huán)節(jié)：軍訓、工程訓練IB、工程訓練IIA、機械制圖與測繪、機器人專業(yè)認識實習、機器人創(chuàng)新設計、機器人結構設計課程設計、機器人運動控制課程設計、生產(chǎn)實習、專業(yè)設計、工業(yè)機器人工程實訓、畢業(yè)設計等。四、

學制、授予學位及學分基本要求學制：學制為4年，彈性修業(yè)年限3-6年。學位：工學學士學位。學分：學生至少獲得165學分才能達到本專業(yè)畢業(yè)要求。

本專業(yè)的指導性最低學分框架如表2所示：機器人工程專業(yè)指導性最低學分框架表課程模塊課程類別最低學分要求1年級2-4年級通識教育課程（49學分）思政類6.510.5外語類8程序設計語言3通用管理知識概論1大學生心理健康教育2創(chuàng)業(yè)基礎2大學生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導2軍事理論2體育22美育實踐1大學生勞動教育理論與實踐1通識教育選修課程6數(shù)學與自然科學類課程（22學分）高等數(shù)學14工程數(shù)學3大學物理及物理實驗5學科基礎課（35學分）工程基礎類5.511.5專業(yè)核心課18專業(yè)課程（24.5學分）專業(yè)必修課13.5專業(yè)選修課11集中性實踐教學環(huán)節(jié)（34.5學分）工程訓練41軍事訓練2專業(yè)集中性實踐環(huán)節(jié)27.5小計54111總學分165五、

課程設置與學分分布機器人工程專業(yè)課程設置表課程類別修讀類別專業(yè)方向課程號課程名稱授課學期周學時學分課內(nèi)總學時授課學時實驗（踐）學時上機學時課外總學時排考方式備注通識教育課（含數(shù)學與自然科學類課程）必修，共65學分，1154學時2490013中國近現(xiàn)代史綱要13348426校級2490063思想道德與法治23348426院級2490083毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論34348426院級2490073馬克思主義基本原理43348426院級2490093習近平新時代中國特色社會主義思想概論62348426院級2490113形勢與政策110.2544院級2490123形勢與政策220.2544院級2490133形勢與政策330.2544院級2490143形勢與政策440.2544院級2490153形勢與政策550.2544院級2490163形勢與政策660.2544院級2490173形勢與政策770.2544院級2490183形勢與政策880.2544院級1090013大學英語（初級）1446464校級1090123大學英語（高級）2446464校級2290133計算思維與程序設計基礎（C語言）233564016校級0990013通用管理知識概論3211616院級2510023大學生心理健康教育22232626院級1690013創(chuàng)業(yè)基礎52232824院級3690023大學生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導42238632院級3300023軍事理論122362412院級網(wǎng)絡課2800013體育Ⅰ12136432院級2800023體育Ⅱ22136432院級2800033體育Ⅲ32136432院級2800043體育Ⅳ42136432院級3470013美育實踐61院級2570023大學生勞動教育理論與實踐62132230院級1590116高等數(shù)學AⅠ1669696校級1590046線性代數(shù)1334848校級1590126高等數(shù)學AⅡ2558080校級1590056概率論與數(shù)理統(tǒng)計4334848校級1590263大學物理C2446464校級1590363大學物理實驗C2213232校級選修通識教育課選修部分：共6.0學分，其中思政選擇性必修課模塊至少選修2門課程（2學分），且須包含“四史”課程至少1門；美育模塊至少修讀1學分。學科基礎課必修，共３５學分，５７６學時0191913工程制圖

AI132.544368校級0191923工程制圖

AII233483414校級0167013機器人工程學科導論31院級注10167403電路分析與仿真333544212校級0167413模擬與數(shù)字電子技術444725616校級0167263工程力學B3446464校級0164673機械原理44468608校級0164683機械設計54468608校級0167023機器人技術基礎4334848校級0167423自動控制原理543.560528校級0167433單片機嵌入式系統(tǒng)原理與設計54352448校級專業(yè)課必修，共１３．５學分，２３４學時0167443機器人驅(qū)動與控制技術6323232院級0167303機器人機械系統(tǒng)設計642.54040校級0167313機器人傳感器及其應用5323232校級0167393機械制造技術基礎632.542384院級0167323機器人系統(tǒng)集成與應用742.54040校級0167123機器人控制綜合實驗7413232院級0167503習近平關于科技創(chuàng)新的重要論述7211616院級選修，修滿１１學分，１７６學時學術創(chuàng)新類0167133機器人工程專業(yè)外語5223232院級0164603科技論文規(guī)范寫作6223232院級0167453機器人相關展會與學術前沿會議41院級注20167463學生機器人技術科研創(chuàng)新活動72院級注3程序算法類0167473C++程序設計與算法實現(xiàn)322382612院級0167143圖像處理與機器視覺52232248院級0167153機器學習與人工智能63348408院級0167213Python編程722322012院級智能控制類0167343機器人控制系統(tǒng)的設計與Matlab仿真6223232院級0167103機器人離線編程與仿真632322012院級0167333系統(tǒng)辨識與自適應控制7223232院級0167193現(xiàn)代控制理論62232266院級0167483機器人智能控制技術7223232院級結構設計類0167363機械精度設計72234304院級0167373現(xiàn)代設計方法與應用62232302院級0167383機器人多體動力學基礎62234304院級0167493三維造型設計與仿真722322012院級智能計算類0169733物聯(lián)網(wǎng)技術及應用73234304院級0169703大數(shù)據(jù)與云計算63234304院級0169773RFID原理與應用74234304院級0169833VR與AR技術及應用7423232院級0169823增材制造技術7423232院級0169873智能工廠621.526224院級其他綜合類0167183工業(yè)機器人技術及應用63232266院級0167353特種機器人及其應用72234304院級0167173機器人操作系統(tǒng)72232266院級0167223人機交互與人機接口技術72232266院級0162953自動駕駛概論7323232院級0164633計算機輔助設計74236288院級0164653機床電氣控制技術73234304院級0180096創(chuàng)新實踐活動72院級注4集中性實踐教學環(huán)節(jié)必修，共３４．５學分3300020軍訓12院級3970023工程訓練IB24院級3970053工程訓練IIA41院級0189413機械制圖與測繪31.5院級0187013機器人專業(yè)認識實習51院級0187153創(chuàng)新設計（機器人）42院級018