清华大学自动化专业卓越工程师培养方案

自动化专业本科“卓越工程师教育培养计划”我校“卓越计划”的总体思路是继续强化“厚基础、重实践、求创新”的人才培养特色，着力提高工程教育质量，致力于培养“研究型、管理型、创新型、国际型”的卓越工程人才，具体而言，实施以能力提升为核心的培养体系和课程改革，加强与国外一流大学和国内外知名企业联合培养卓越工程技术人才，重点提高工科学生的国际视野、团队沟通与协作能力、创新与工程实践能力。目标思路：“适合学生成长、切合清华实际、符合国家战略、汇合全球发展”，持续保持我校工科人才培养的优势。一、自动化专业本科“卓越工程师教育培养计划”培养标准自动化专业本科层次工程师应达到如下知识、能力与素质的要求：1.系统化的知识结构基础知识：具有从事工程工作所需的数学、自然科学、人文社会科学的基础知识，包括数学、物理学、管理、政治学、文学、法律、艺术等。专业基础知识：掌握自动化领域所需的专业基础知识，包括工程图学原理，电路原理，程序设计、信号与系统、自动控制原理、通信原理、计算机原理、电力电子技术、计算机网络等。专业核心知识：掌握自动化领域所需的专业知识，包括运筹学、人工智能，电力拖动与运动控制、过程控制、检测原理等。领域应用知识：设置特色专业课程使学生了解一个或多个应用领域的基础知识，如模式识别、智能优化算法、机器人智能控制、现场总线技术、嵌入式系统、企业信息化建模等。2.较强的运用知识能力实际问题分析与研发能力：包括建模与分析、软件设计编程与测试、硬件设计与实现等。工具使用与实验技能：包括阅读和理解、分析和解决问题、检索文献、使用软件工程工具等。团队协作与沟通能力：包括组建高效团队、领导能力、书面交流与口头表达、倾听和交流、协商与化解冲突等。面向领域的应用能力：了解外部、社会、经济与环境背景，了解企业与商业环境，能够针对特定领域进行系统工程的设计、实施与运行。3.良好的创新发展能力创新能力：包括批判性思维、创造性思维与想象力、设计创新产品和新的服务流程。创业能力：包括公司的创办和组建、构思围绕新技术的产品与服务、创新系统、网络、基础设施和服务、管理知识产权等。二、本专业本科人才培养标准实现矩阵类别培养标准主要实现途径系统化的知识结构基础知识清华大学人文社科和自然科学基础类课程专业基础知识信息大类课程和自动化专业基础课程：工程图学原理，电路原理，模拟电子、数字电子、程序设计、数据结构、信号与系统、自动控制原理、通信原理、计算机原理、电力电子技术基础、计算机网络与应用等专业知识专业核心课程：运筹学、人工智能导论，电力拖动与运动控制、过程控制、检测原理等领域应用知识特色的专业限选课程：模式识别、计算机仿真、数字图像处理、系统辨识基础、系统工程导论、CIM系统导论、智能优化算法及其应用、机器人智能控制、现场总线技术及其应用、嵌入式系统设计与应用、企业信息化系统与工程导论、数字视频基础与应用、电子商务概论、多媒体技术与应用、离散时间信号处理、UNIX系统基础、现代检测技术基础、电子测量、智能仪表设计等较强的运用知识能力实际问题分析与研发能力人工智能、模式识别、数字图像处理、智能优化算法及其应用、机器人智能控制、现场总线技术及其应用、嵌入式系统设计与应用、数字视频基础与应用、多媒体技术与应用、自动化综合实践等工具使用与实验技能程序设计基础、C++、嵌入式系统设计与应用、控制理论专题实验、过程控制专题实验、运动控制专题实验、检测技术系列实验、机器人控制综合实验、自动化综合实践、暑期实践课程等。团队协作与沟通能力在专业基础和专业课程的教学中，鼓励案例教学和大作业、项目训练，要求学生以团队的方式完成作业或项目，最终通过答辩和演讲的方式对大作业或实训项目进行验收。另外，在暑期的实践类课程中，特别是专业实践和自动化综合实践课程中，对学生进行较好的团队协作与沟通能力的培养。面向领域的应用能力暑期的实践课程、SRT、学科竞赛、自动化综合实践等良好的创新发展能力创新能力暑期的实践课程、SRT、学科竞赛、自动化综合实践、新生研讨课、高年级研讨课、实验室探究课，训练学生开放式思维，提出新想法、用新方法解决新问题创业能力清华大学举办的职业生涯发展规划、创业教育课程和创业讲座三、本科专业培养方案自动化专业本科培养方案一、培养目标本专业培养掌握信息科学技术大类领域（含电子信息科学与技术、计算机科学与技术、自动化、微电子学、计算机软件五个本科专业）共同的基础理论、基本知识和基本能力，掌握自动化专业专门知识与技能，具有健全人格、综合素质、国际视野和社会责任，个性鲜明、能力突出，具备在相关领域跟踪、发展新理论、新知识、新技术的能力，能从事相关领域的科学研究、技术开发、教育和管理等工作的信息科学技术专业卓越创新人才。二、基本要求通过低年级信息大类培养和高年级专业培养相结合的模式，依托各种教育教学活动，自动化专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事国民经济、国防和科研各部门的运动控制、过程控制、机器人智能控制、导航制导与控制，现代集成制造系统、模式识别与智能系统、生物信息学、人工智能与神经网络、系统工程理论与实践、新型传感器、电子与自动检测系统、复杂网络与计算机应用系统等领域的科学研究、技术开发、教育及管理等工作。三、学制与学位授予本科学制四年，按照学分制管理机制，实行弹性学习年限。授予学位：工学学士学位。四、基本学分学时培养总学分不少于170，其中春、秋季学期课程总学分138，夏季学期实践环节17学分，综合论文训练15学分。五、信息大类平台课信息大类平台课程是电子信息科学与技术、计算机科学与技术、自动化、微电子学、计算机软件五个本科专业学生在数学及自然科学基础、学科基础、实践环节等方面课程和学分的统一要求，帮助学生掌握信息科学技术领域进行较为深入学习和研究所必须的基础理论和知识、科学方法、基本能力和技能培养。一般安排在一、二年级学习，以利于学生选择后续专业发展方向。课程分为必修课程组、必修学分课程组和选修学分，学生可以在各专业院系指导下按学分要求选修同类的高档课程替代。必修课程组：含不少于31学分的数学和自然科学基础课、3学分学科基础课、12学分实践环节必修学分课程：含不少于6学分的数学和自然科学基础课、不少于21学分的学科基础课建议选修学科基础实践环节《电工电子工艺实习》（不少于1学分）。各组课程情况详见七。六、自动化专业核心课程本专业核心课共4门，13学分，其中5学分为实践教育环节。电力电子技术基础2学分检测原理2学分电力拖动与运动控制4学分，可选过程控制4学分专业实践5学分七、课程设置与学分分布1．公共基础课程（26学分）公共课程是清华大学要求学生在思想政治理论课、军训、体育及外语等方面的必修课程和文化素质方面的选修课程，这些课程的学习一般贯穿于整个本科学习阶段。目的是通过这些课程的学习，使学生能够面向世界、面向未来，以历史的观点了解我们所处的时代；能够用科学的思想方法看待科技与社会的变化和发展。(1)思想政治理论课4门14学分思想道德修养与法律基础3学分中国近现代史纲要3学分马克思主义基本原理4学分毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论4学分(2)体育4学分第1-4学期的体育(1)-(4)为必修，每学期1学分；第5-8学期的体育专项不设学分，其中第5-6学期为限选，第7-8学期为任选。(3)外语8学分大学英语课程必修8学分，安排在大学1-2年级，每学期必修1门，其中必修课组的课程至少占4学分。新生入学进行英语分级考试，分4个级别，建议进入相应级别的“学术英语读写”或“学术英语听说”课程学习，也可选修必修课组的其它课程。外语课程目录请见附件。清华大学英语水平（1）考试作为非英语专业本科生英语水平检测，学生必须在完成四个学期的英语课程学习之后，于第三学期秋季学期开始报考。考试成绩以等级记录（清华大学英语水平4-8级，8级为最高等级），不计学分。日语、德语、法语、俄语等小语种外语课程的选课要求详见《学生手册》(2011)。2、文化素质课13学分文化素质教育课程体系包括文化素质教育核心课程、新生研讨课、文化素质教育讲座和选修课程四个部分，要求在本科学习阶段修满13学分。其中，《文化素质教育讲座》课程为必修，1学分。文化素质教育核心课程和新生研讨课为限选，至少修满5门或8学分，建议其中1门为新生研讨课。文化素质教育核心课程共划分为八大课组：哲学与人生；历史与文化；语言与文学；艺术与审美；环境科技与社会；当代中国与世界；基础社会科学；数学与自然科学。其中必须在课组5中选修1门核心课程。每学期开设的文化素质教育课程及核心课程目录详见当学期选课手册。（建议理工科专业要加强人文和艺术教育，人文社科类专业要加强科学与艺术的教育，艺术类专业要侧重科学与人文的教育。）3．信息大类平台课程（不少于73分，其中实践教育环节不少于12学分）(1)数学与自然科学基础课(不少于37学分)1)必修10门课，不少于31学分数学6门不少于21学分微积分A（1）5学分微积分A（2）5学分线性代数(1)4学分线性代数(2)2学分随机数学方法3学分概率论与数理统计3学分概率论与随机过程（1）2学分复变函数引论2学分复变函数与数理方程3学分自然科学基础4门不少于10学分大学物理（1）4学分大学物理（2）4学分物理实验A(1)2学分物理实验B(1)1学分物理实验A(2)2学分物理实验B(2)1学分2)必修学分，不少于6学分其中数学不少于4学分数理方程引论2学分数值分析3学分离散数学(1)3学分离散数学(2)3学分离散数学4学分离散数学3学分运筹学3学分泛函分析(1)3学分流形上的微积分4学分代数编码理论3学分初等数论与多项式2学分应用统计3学分自然科学基础量子与统计4学分统计力学2学分现代生物学导论2学分近代物理3学分高新技术物理基础3学分大学化学B2学分(2)学科基础课不少于24学分1）必修2门课，3学分工程图学基础2学分信息科学技术概论1学分2）必修学分不少于21学分电路原理4学分电路原理实验1学分计算机语言与程序设计3学分三选一二选一二选一二选一模拟电子技术基础4学分数字电子技术基础3学分电子技术实验2学分数据结构3学分信号与系统分析4学分计算机原理及应用4学分自动控制理论（1）4学分自动控制理论（1）（英）4学分3)建议选修电子工艺实习1学分电子工艺实习2学分(3)实践环节13学分军事理论与技能训练3学分入学教育期间完成大一外语强化训练2学分c程序设计与训练2学分电子技术课程设计3学分计算机原理实验1学分金工实习2学分4．专业相关课程（1）专业核心课共4门，13学分，其中5学分为实践教育环节。电力电子技术基础2学分检测原理2学分电力拖动与运动控制4学分，可选过程控制4学分专业实践5学分（2）专业限选课程不少于14学分自动化专业限选课程不少于14学分，其中课程学分不少于12学分，实验学分不少于2学分课程名学分说明及先修要求自动控制理论(2)3自动控制理论(1)四选二计算机原理C语言、数据结构微积分线代随机计算机网络与应用3人工智能导论2应用随机过程3系统辨识基础3自动控制理论(1)(2)模式识别基础2微积分线代随机计算机仿真3计算机原理自控理论计算机控制系统3计算机原理自控理论数字图像处理3信号与系统系统工程导论2运筹学CIM系统导论2运筹学c语言与程序设计控制理论专题实验（1）1*自控理论控制理论专题实验（2）1*自控理论过程控制专题实验（1）1*过程控制二选一过程控制专题实验（2）1*过程控制运动控制专题实验（1）1*运动控制运动控制专题实验（2）1*运动控制检测技术系列实验（1）1电路原理检测技术系列实验（2）1电路原理机器人控制综合实验1自动控制理论（1）、电路原理自动化综合实践（1）3自动化综合实践（2）3*：其中控制专题实验必选1学分；“自动化综合实践”课可替代自动化专业限选课组2—4学分、专业任选课组2—4学分，共6学分。（3）任选课程不少于4学分课程名学分说明及先修要求机器人智能控制3自控理论电子测量2模电数电现代检测技术基础2电子技术智能仪表设计2微机原理生产系统计