研究型大学控制类工程师培养创新实验区项目

“研究型大学控制类工程师培养创新实验区”项目实施方案（讨论稿）项目实施目标：探索在研究型大学培养具有国际化的视野、优秀的综合素质和突出的创新实践能力的高层次工程科技人才之路；探索通过产学研合作，在大型企业开展高强度生产实习和毕业设计，培养现代工程师的有效途径；大力促进与实现教学资源优化配置与共享、学科交叉与融合；探索与实现分层次、分类型培养模式，实验班的成功经验将逐步推广到面上学生培养。项目基本思路：1）以培养控制类工程师和复合型创新人才为目标，由电子信息与电气类专业中与自动控制密切相关的三个专业——自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器专业学生为对象建立实验班，引进国外先进人才培养经验和模式，以实验班为重点进行控制类工程师培养模式探索与创新，并为可能的大类学科招生培养作好基础准备工作。2）以加强高等工程教育为目标，在电类大平台的基础上，将自动化类专业(方向)教育作为电气电子工程（E&EE）教育的一部分，从基础、交叉和实践三个方面进行建设改革，真正实现宽口径培养；按自动化方向专业培养模式，通过加强多学科/专业交叉融合，构建控制类学科课程平台，进行包括教学内容、课程体系、实践环节、教学运行和管理机制、教学组织形式等多方面的综合改革；允许交叉选修其他方向类基础课程（包括基础必修和专业选修课）。3）重点加强与企业的合作，建设稳定的校外实践基地，拓展合作方式，探索形成本科生进入企业进行较长时间的生产实习和毕业设计，直接面向工程实际，接受全面、高强度的工程实践训练和工程设计能力培养的有效方式和途径。4）由自动化学院、电气工程学院和仪器科学与工程学院合作建设若干控制类的共同课程资源、实验资源、学科资源，构建多学科工程训练平台，实现资源优化与共享。在工程实习、工程实验、工程设计和工程研究等工程实践训练方面加强交叉与融合，逐步形成大工程背景与平台。5）集中有限资源，贯彻有所为，有所不为的方针，紧紧抓住：（1）构建以多学科交叉为特点的控制类学科课程平台；（2）建设稳定有效的校外实践基地及相应的工程设计能力培养方式；（3）探索以突出工程研讨和工程实践为特征的教学培养模式。以上几个重点进行改革尝试，争取重点突破，形成培养特色。21．“研究型大学控制类工程师培养创新实验班”构建以培养控制类工程师和复合型拔尖创新人才为目标，由控制类三个专业——自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器专业学生为对象，按学生总数的10-15%比例构成实验班，以实验班为重点进行控制类工程师培养模式探索与创新。实验班组成方式：1）人数——40-45人左右；2）选拔方式——以动态滚动与相对稳定相结合的方式组建，滚动人数原则上不超过实验班总人数的２０％。（1）进入一年级时开始选拔，根据选拔考试成绩（考试科目为：数学、物理和英语）；（2）进入二年级时第一次滚动，根据一年级成绩，适当突出其中实践类课程成绩（加权系数大于1）；（3）进入三年级时第二次滚动，根据二年级成绩（60％）和一年级成绩（40％），适当突出其中实践类课程成绩（加权系数大于1）；（4）三、四年级时，除个别不适应实验班学习的特殊情况外，原则上不再滚动，保持相对稳定；（5）滚动出来的学生仍回原专业。（6）学生毕业专业：入学原专业。2．培养方案将自动化类专业(方向)教育作为电气电子工程（E&EE）/电气信息工程教育的一部分，从基础、交叉和实践三个方面进行建设改革，真正实现宽口径培养，方向课建设，为可能的大类学科招生培养作好基础准备工作。1）培养目标适应自动化领域数字化、综合化和智能化的发展趋势，面向宽范围的自动化领域（包括电力系统自动化、电气传动自动化、过程自动化、楼宇自动化、航空航天自动化等领域），培养具有扎实宽厚理论基础和突出工程实践能力的现代控制类工程师——从事与自动化工程相关的技术研究、系统开发、工程设计、工程组织与实施等工作的创新型、复合型人才。2）基本要求（1）具有较深厚的自然科学知识，较好的人文、艺术和社会科学基础。（2）系统掌握电气电子工程（E&EE）的宽厚的理论知识和技术基础，主要3包括电路和电子理论与技术、信息处理理论与技术、计算机网络与通信技术、计算机软硬件基础及应用等；（3）系统掌握自动化领域必需的理论知识和技术基础，主要包括自动控制理论、系统工程、自动化系统与工程的分析、设计与实现技术；（4）掌握控制类1～2个专业方向的专业知识和技能，具有较强的获取知识、应用知识能力和创新意识；（5）具有较强的自动化系统与工程设计、工程组织实施、计算机硬软件应用设计开发、测控理论与技术研究应用能力；（6）具有宽广的国际视野，交流能力、组织协调能力强，奉献协作精神好。与普通班的学生相比，实验班学生与生产实际及工程实际将具有更强的亲合力，将具有更强的工程设计能力，能更快更好地从事自动化系统与工程设计，特别是基于对生产实际及工程实际的深入了解和多学科交叉与融合的背景，具有解决综合工程、复杂工程和大型工程的能力。实验班的部分具有较强工程背景和能力的优秀人才经过硕博研究生阶段的继续深造培养和一流导师的传帮带，将具有很强的理论或技术创新能力，力争从中培养出能够做出原创性或有重大影响的理论或技术成果或能够解决我国重大自动化工程问题的学术带头人。3）教学计划探索重点内容与方式（1）通过加强理论基础与工程基础，奠定研究型大型控制类工程师的未来发展基石；（2）通过增加工程设计、工程研讨和工程训练，加强实践能力和创新能力培养；（3）通过在企业进行生产实习和毕业设计，并大幅度增加工程实践时间加强工程设计能力和现代控制类工程师全面素质培养。4）指导性教学计划实施说明（1）在通识教育部分，加强自然科学基础与人文社科综合素质培养①由于三个学院通识部分的课程设置基本相同，突出了通识教育和人文社科综合素质培养，故实验班通识教育部分的教学计划统一，增加选修课以适应不同专业分析的需要；②为实验班单独开设《工科数学分析》，增加数学课的选修门数，包括计算方法、离散数学、数学物理方法、数学建模与数学实验等课程，加大适应面。培养深厚的理论基础，增添发展后劲；③其它通识教育课程，实验班学生跟随普通班学生上课，实验班学生可跨学院优先选择任课教师；4④三个学院联合建设若干通识课程和初步工程训练的课程。（2）构建适合控制类工程师培养的课程平台,加强工程设计与研讨①课程平台构成根据研究型大型控制类工程师培养要求，体现与国际电气电子工程（E&EE）教育接轨的原则，参考了MIT等国外著名高校的EE的核心课程，在大电类平台基础上，突出加强工程教育的要求，构建包括EE学科概论、电路基础、计算机结构与逻辑设计、信号与系统、电子电路基础、电磁场与波、微机系统与接口、信息通信网络概论、软件技术基础、自动控制原理（Ⅰ）、工程设计导论11门课程组成的课程平台。②课程平台建设以6门较重要的平台课为重点进行尝试，每门课增加16学时工程研讨（仅对实验班单独开设），以研讨方式，通过工程案例教学，加强基础和工程教育。从3个学院中优选课程负责人。6门平台课为：电路基础计算机结构与逻辑设计电子电路基础微机系统与接口软件技术基础自动控制原理（Ⅰ）③课程平台实施a.聘请校外（企业）高水平工程设计人员主讲《工程设计导论》。工程设计导论建议分三部分：工程设计方法，工程设计规范，工程设计实践初步。考虑在后续的课程中逐步补充研讨部分：电气系统设计、电子系统设计、信息处理工程设计、计算机硬件系统设计、软件工程设计、控制系统设计等。b.6门重点建设的平台课程，采用实验班学生单独开课或和该课程负责（主讲）教师所在院系学生混合编班上课的形式，但其研讨课部分仅面向实验班学生。为有利于组织教学，研讨学时可安排在单或双周进行；c.其它平台课程可由学生跨院系自主选择任课教师。(3）主干课程按3个专业分别设置，保持原有专业方向特色主干课程分3组，分别与自动化、电气、测控3个专业的主干课程相同，根据专业出口，选择其中一组。实验班的主干课程不单独开课，跟普通班上课。实验班学生可优先选课，优先选择授课教师。(4）专业课程设置体现宽口径培养与灵活专业适应5专业课程分为普适课程和方向课程2部分。普适课程为同时适用于3个专业的专业课程（含跨学科选课），其课程分别与3个专业的现有某些专业课程相同或相近，体现了三个学院的多学科交叉与融合。实验班学生必选其中的7学分以上课程。方向课分3组，每组6-10学分。分别涵盖了自动化、电气、测控3个专业的方向课与选修课，可根据专业出口和个人兴趣，选择其中一组，但该组方向课必须与该学生在大型企业进行的毕业设计内容相一致。实验班的专业课程不单独开课，可跟普通班上课。实验班学生可在3个学院范围内优先选课，实验室向实验班学生开放，保证充足的实验时间和良好的实验条件。为进一步拓宽学科基础和强化多学科交叉，给予学生较大的选课自主权。除通识基础、大类学科基础和专业主要主干课外，可在3个学院范围内自主选择课程，可选课程的范围包括：专业任选课、方向课，甚至逐步扩大到部分专业主干课。由于实验班学生毕业时的出口仍是原专业，带来的问题是实验班学生由于3个学院打通选课，无法按原专业培养方案的课程设置完成学业计划，达到毕业要求。考虑到操作上的可行性，因此，请求学校按实验班培养方案要求审核学生毕业资格，并在课程交叉与置换上给予较大的自由度，或给予各学院按实验班培养方案自主审核学生毕业资格的权限。(5）全面、高强度的工程实践训练和工程设计能力培养①在实践教学体系中增加控制工程设计能力培养实践环节增加3个必选的实践环节：《自动化原理专题实验》、《自动化技术专题实验》、《自动化系统专题实验》并重点建设，以加强控制类工程师的基本实践能力与工程能力培养。这3个专题可以选择不同专业背景进行实验：运动控制系统、过程控制系统、电力系统、导航与定位系统等。上述3个实践环节由自动化学院负责，联合电气学院和仪科学院，结合国家一类特色专业建设点项目（自动化专业）共同建设。3个实践环节的开设时间和方式与自动化专业学生基本相同。②加强生产实习，在企业进行《自动化工程实践》将生产实习加强，改为《自动化工程实践》，时间由原来2周拉长为9周，安排在四年级前的整个暑假和四（1）学期进行，地点集中在企业。深入生产第一线，了解自动化技术、自动化系统与过程及其在不同行业的应用。主要方式有：参观与了解企业应用的计算机控制系统、数控机床、柔性生产线、机器人、全自动生产线等；通过跟班实习，对企业的现代化设备进行原理分析、设计、调试、设备维修等。不同专业出口的学生可选择不同类型的企业或部门。根据其实习内容、成果与报告情况，可酌情免修2-4门实践类课程，如：PLC综合课程设计、6嵌入式系统及课程设计、控制系统专题实践和大学生课外研学等。免修课程与学分由相关教学院长审批。③集中在企业进行毕业设计，强化工程实践和工程设计能力培养毕业设计集中在企业，参与企业的新产品开发和技术改造项目，由企业高水平设计人员负责指导，接受实践能力与工程能力的全面训练。按专业出口的不同，可选择2-3个大型企业。3．培养与建设措施1）实现资源共享——三个院系合作建设控制类的共同课程资源、实验资源、学科资源。面向实验班，实现资源优化与共享；2）实践基地与工程训练基地建设——以机电综合工程中心和罗克韦尔自动化实验中心为依托，结合三个一级学科建设，在工程实习、工程实验、工程设计和工程研究等工程实践训练方面着力加强学科交叉与融合，建设不同实际工程背景的自动化应用与工程系统，构建控制类多学科工程训练平台，形成大工程背景与平台。3）推动与大型企业产学研结合，充实加强实践训练——安排学生在完成基础学习阶段之后更多地到企业和工程部门接受工程训练，从事工程项目研究；鼓励大学生早期介入科研活动，特别是校企合作项目，这也是国内外工程教育共同关注的培养途径。4）实行导师制——为实验班每一位学生配备高水平导师，加强对学习与研究过程的指导；5）各类实验室开放——各类教学实验室、学科实验室向实验班学生开放，建设专用创新实验室为学生提供一流条件和环境；6）参加各类创新和竞赛活动——利用大学生课外创新实践基地的良好条件，要求实