機器人工程專業本科培養方案
一、專業代碼及名稱
專業代碼:080303T
專業名稱:機器人工程
二、專業培養目標
培養具有良好的人文、學術和工程素養, 系統掌握機器人工程專業所需的的設計、控制、傳感、智能信息處理等方面的基礎理論知識和系統的專門知識以及應用能力, 獲得作為機器人工程領域內的工程師必須的基本工程訓練,具有創新精神、實踐能力和國際視野的工程技術人才,為獨立從事機器人工程領域的設計、編程、應用研究、系統維護、生產管理打下堅實的基礎。
畢業五年后,期望畢業生成長為科研、工程設計崗位的技術骨干或生產崗位的技術管理者,并達到:
(1)具備合格的機器人工程師的素質和能力;
(2)能夠獨立從事機器人工程領域的工程設計、應用研究和生產管理工作;
(3)能在一個設計、生產或科研團隊中擔任領導者或重要角色;
(4)能夠通過繼續教育或其它途徑更新自己的知識,提高自己的能力,緊跟相關領域新理論和新技術的發展;
(5)有良好的修養與道德水準,有意愿并有能力服務社會。
三、畢業要求
(一)知識和能力要求
1. 能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決機器人工程領域內復雜工程問題。
2. 能夠應用數學、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工程領域內復雜工程問題,以獲得有效結論。
3. 在機器人工程領域內能夠設計針對復雜工程問題的解決方案,設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程,并能夠在設計環節中體現創新意識,考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。
4. 能夠基于科學原理并采用科學方法對機器人工程領域內復雜工程問題進行研究,包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。
5. 能夠針對機器人工程領域內復雜工程問題,開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具,包括對復雜工程問題的預測與模擬,并能夠理解其局限性。
6. 能夠基于工程相關背景知識進行合理分析,評價機器人工程領域內的專業工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響,并理解應承擔的責任。
7. 能夠理解和評價針對機器人工程領域內復雜工程問題的專業工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。
8. 具有人文社會科學素養、社會責任感,能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范,履行責任。
9. 能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。
10. 能夠就機器人工程領域內的復雜工程問題與業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、陳述發言、清晰表達或回應指令。并具備一定的國際視野,能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。
11. 理解并掌握工程管理原理與經濟決策方法,并能在多學科環境中應用。
12. 具有自主學習和終身學習的意識,有不斷學習和適應發展的能力。
(二)知識和能力達成方案
針對上述12項畢業要求,安排落實了具體的實現其各項要求的配套課程(表1)。
表1 中國石油大學(北京)機器人工程專業知識、能力達成方案
畢業要求 |
觀測點 |
課程 |
1.工程知識:能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決機器人工程領域內復雜工程問題。 |
1.1掌握用于解決復雜機器人工程問題的數學及自然科學等基本概念、基本原理和基礎知識。 |
高等數學、線性代數、概率論與數理統計、計算方法、大學物理、大學物理實驗 |
1.2掌握用于解決復雜機器人工程問題的工程基礎知識 |
工程力學、電路分析、電子技術基礎、信號與系統、機器學習、機械原理 |
|
1.3掌握用于解決復雜機器人工程問題的專業知識 |
機械設計、機電傳動控制、機器人學、機器人感知與人機交互技術、機器人系統設計與應用、油氣特種機器人、軟體機器人基礎、自主移動機器人基礎 |
|
2.問題分析:能夠應用數學、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工程領域內復雜工程問題,以獲得有效結論。 |
2.1能運用相關科學原理,識別和判斷復雜機器人工程問題的關鍵環節,并結合專業知識進行有效分解。 |
機器人感知與人機交互技術、機械原理、機械設計、機器人機構與結構設計、機械設計課程設計、信號與系統 |
2.2能具備應用工程科學的基本原理對機器人工程領域內復雜工程問題進行表達與建模的能力。 |
控制工程基礎、工程力學、機械設計、畫法幾何與機械制圖、機器人學 |
|
2.3能夠運用基本原理借助文獻研究,對復雜機器人工程問題進行分析,以獲得有效結論 |
機械原理、機械設計課程設計、機器人學、油氣特種機器人、軟體機器人基礎、自主移動機器人基礎、畢業設計 |
|
3.設計/開發解決方案:在機器人工程領域內能夠設計針對復雜工程問題的解決方案,設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程,并能夠在設計環節中體現創新意識,考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。 |
3.1在機器人領域的工程設計、應用研究設計和生產管理工作中,設計針對復雜工程問題的解決方案,體現創新意識,并考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。 |
能源、環境與社會發展、創新創業實踐、文藝創作與審美體驗、工程素養與計算思維 |
3.2在機器人工程領域內能夠設計針對復雜工程問題的解決方案,設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程,并能夠在設計環節中體現創新意識。 |
控制工程基礎、機電傳動控制、機械數控加工過程仿真與實踐、機器人機構與結構設計、機械設計課程設計 |
|
4.研究:能夠基于科學原理并采用科學方法對機器人工程領域內復雜工程問題進行研究,包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。 |
4.1 能夠基于科學原理和文獻調研,采用科學方法對復雜機器人工程問題進行方案分析 |
機械設計課程設計、單片機原理及應用、機器人機構與結構設計、軟體機器人基礎、自主移動機器人基礎 |
4.2掌握科學研究基本方法,應用基礎知識擬定機器人工程領域內復雜問題解決思路,制訂實驗方案、構建實驗系統。 |
機械制圖工程實踐、機器人感知與人機交互技術、機電傳動控制、機械數控加工過程仿真與實踐、機械工程基礎實驗、工程力學 |
|
4.3:應用科學原理對機器人工程領域內復雜工程問題實驗結果進行分析與解釋數據,獲取合理有效規律及結論 |
機器人感知與人機交互技術、機械工程基礎實驗、機器人系統設計與應用、RobMaster機器人工程實訓項目 |
|
5.使用現代工具:能夠針對機器人工程領域內復雜工程問題,開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具,包括對復雜工程問題的預測與模擬,并能夠理解其局限性。 |
5.1能夠了解、選擇與使用恰當技術、資源、現代工程工具和信息技術工具,實現對復雜機器人工程問題的預測和模擬,并正確理解其局限性 |
機械制圖工程實踐、控制工程基礎、機械工程基礎實驗、機器人感知與人機交互技術 |
5.2能夠開發專用的現代工程工具和信息技術工具,滿足進行機器人設計、制造和研發工程實踐的需要 |
C語言程序設計、單片機原理及應用、信號與系統、畢業設計 |
|
6.工程與社會:能夠基于工程相關背景知識進行合理分析,評價機器人工程領域內的專業工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響,并理解應承擔的責任。 |
6.1了解并掌握機器人工程特別是石油工程裝備領域內的相關技術標準、知識產權、行業政策和法律法規。 |
油氣特種機器人、軟體機器人基礎、自主移動機器人基礎、機械設計、畫法幾何與機械制圖 |
6.2理解機器人工程師應承擔的對社會安全、健康和法律責任。 |
機械數控加工過程仿真與實踐、RobMaster機器人工程實訓項目、機器人系統設計與應用、思想道德與法治社會實踐、中國近現代史綱要社會實踐、機械設計、導學類課程 |
|
7.環境與可持續發展:能夠理解和評價針對機器人工程領域內復雜工程問題的專業工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。 |
7.1充分理解和認識機器人工程領域可能涉及的環境問題及社會可持續發展問題。 |
工程化學、機械數控加工過程仿真與實踐、油氣特種機器人、導學類課程 |
7.2在機器人工程實踐環節或提出復雜工程問題解決方案時充分考慮環境因素,將潛在的威脅環境的因素降到最低。 |
機器人學、油氣特種機器人、軟體機器人基礎、自主移動機器人基礎、工程化學 |
|
8.職業規范:具有人文社會科學素養、社會責任感,能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范,履行責任。 |
8.1熱愛祖國,樹立正確的人生觀、世界觀、價值觀,具備良好的思想道德、人文社會科學素養和社會責任感。 |
思想道德與法治、中國近現代史綱要、馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學體育 |
8.2理解機器人工程技術的社會價值以及工程師的社會責任,能夠在機械工程實踐中遵守工程職業道德和規范,履行責任。 |
RobMaster機器人工程實訓項目、機械工程基礎實驗、機械設計課程設計、機械制圖工程實踐、馬克思主義基本原理社會實踐、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論社會實踐 |
|
9.個人和團隊:能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。 |
9.1具有良好的團隊合作意識,能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員的角色。 |
機械制圖工程實踐、機械數控加工過程仿真與實踐、RobMaster機器人工程實訓項目 |
9.2具有一定的組織管理和協調能力,合理處理團隊中遇到的矛盾和問題,能夠承擔團隊負責人的角色。 |
機械數控加工過程仿真與實踐、RobMaster機器人工程實訓項目 |
|
10.溝通:能夠就機器人工程領域內的復雜工程問題與業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、陳述發言、清晰表達或回應指令。并具備一定的國際視野,能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。 |
10.1能夠就機器人工程領域內的復雜工程問題與業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、陳述發言、清晰表達或回應指令。 |
畫法幾何與機械制圖、機械設計課程設計、機械制圖工程實踐、畢業設計、導學類課程 |
10.2掌握一門外語,具有良好的外語應用能力和一定的國際化視野,能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。 |
高級學術英語I/基礎學術英語I/通用大學英語I |
|
10.3具有扎實的機器人工程專業英語基礎和專業英語應用能力,能夠合理使用專業外文文獻。 |
機械原理、畢業設計、工程力學 |
|
11.項目管理:理解并掌握工程管理原理與經濟決策方法,并能在多學科環境中應用。 |
11.1:理解并掌握工程管理和經濟決策方法的基礎知識。 |
項目管理與經濟決策、機械設計 |
11.2:具備復雜工程問題的管理和經濟決策的能力,并能在多學科環境中應用。 |
畢業設計、機械數控加工過程仿真與實踐、RobMaster機器人工程實訓項目 |
|
12.終身學習:具有自主學習和終身學習的意識,有不斷學習和適應發展的能力。 |
12.1:具有競爭和終身學習的意識。 |
單片機原理及應用、導學類課程 |
12.2:掌握良好的自主學習方法,有不斷學習和適應發展的能力。 |
畢業設計、創新創業實踐、就業指導 |
四、主干學科
機器人工程
五、專業核心課程
畫法幾何與機械制圖,C語言程序設計,工程力學,機械原理,機械設計,機電傳動控制,電路分析,電子技術基礎,機器人學,單片機原理及應用,控制工程基礎,信號與系統,機器學習,機器人機構與結構設計,機器人感知與人機交互技術、機器人系統設計與應用、機器人機構與結構設計、油氣特種機器人、軟體機器人基礎、自主移動機器人基礎。
六、學制與授予學位
學制:四年,學生修業年限三至六年
授予學位:工學學士學位
七、畢業合格標準及學分要求
分類 |
學分 |
必修課 |
118.5 |
選修課 |
21.5 |
單獨設置的實踐教學環節 |
25 |
最低總學分 |
165 |
獲得學士學位要求 |
滿足學校規定的學位授予條件 |
專業負責人: |
2022年 7 月 31 日 |
|
分 管 院長: |
|
2022年 7 月 31 日 |
分 管 校長: |
2022年 7 月 31 日 |
機器人專業2022級本科培養方案課程安排表
課程類別 |
課程性質 |
課程代碼 |
課程名稱 |
學分 |
學時 |
學時分配 |
課外上機 |
開課學期 |
學分要求 |
||
課內 |
上機 |
實驗 |
|||||||||
通識教育課 |
通識必修 |
100616M016 |
高等數學A(Ⅰ) |
6 |
96 |
96 |
一 |
51 |
|||
100844M014 |
思想道德與法治 |
2 |
32 |
32 |
一 |
||||||
100844M002 |
中國近現代史綱要 |
2 |
32 |
32 |
一 |
||||||
101099M001 |
大學體育Ⅰ(必修項目) |
1 |
32 |
32 |
一 |
||||||
10EY01G007 |
當代大學生國家安全教育 |
1 |
12 |
12 |
一 |
||||||
100616M017 |
高等數學A(Ⅱ) |
6 |
96 |
96 |
二 |
||||||
100627M009 |
大學物理B(Ⅰ) |
4 |
64 |
64 |
二 |
||||||
100844M015 |
馬克思主義基本原理 |
2 |
32 |
32 |
二 |
||||||
101099M002 |
大學體育Ⅱ(必修項目) |
1 |
32 |
32 |
二 |
||||||
100617E005 |
工程化學 |
2.5 |
40 |
32 |
8 |
二 |
|||||
100616M003 |
線性代數 |
3 |
48 |
48 |
三 |
||||||
100627M010 |
大學物理B(Ⅱ) |
4 |
64 |
64 |
三 |
||||||
100627M016 |
大學物理實驗B(Ⅰ) |
2 |
32 |
32 |
三 |
||||||
100844M016 |
毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論 |
2 |
32 |
32 |
三 |
||||||
101099M003 |
大學體育Ⅲ(必修項目) |
1 |
32 |
32 |
三 |
||||||
100616M005 |
概率統計基礎 |
3 |
48 |
48 |
四 |
||||||
100616T055 |
計算方法 |
2 |
32 |
32 |
四 |
||||||
100627M017 |
大學物理實驗B(Ⅱ) |
1.5 |
24 |
24 |
四 |
||||||
100838T008 |
習近平新時代中國特色社會主義思想概論 |
2 |
32 |
32 |
四 |
||||||
101099M004 |
大學體育Ⅳ(必修項目) |
1 |
32 |
32 |
四 |
||||||
101000T001 |
項目管理與經濟決策 |
2 |
32 |
26 |
6 |
七 |
|||||
100925M018 |
高級學術英語Ⅰ |
4 |
64 |
64 |
一 |
4 |
|||||
100925M019 |
基礎學術英語Ⅰ |
4 |
64 |
64 |
一 |
||||||
100925M020 |
通用大學英語Ⅰ |
4 |
64 |
64 |
一 |
||||||
必修環節(二選一) |
10EY01G006 |
新青年·習黨史 (爾雅通識課) |
0 |
10 |
10 |
一 |
0 |
||||
10EY01G008 |
改革開放史 (爾雅通識課) |
0 |
12 |
12 |
一 |
||||||
通識選修 |
哲學思維與文化傳承 |
8 |
|||||||||
文藝創作與審美體驗 |
|||||||||||
國際語言與文化(其中學術英語類必修4學分) |
|||||||||||
工程素養與計算思維(要求選修環境類課程) |
2 |
||||||||||
社會素養與創新能力(限選創新創業課必修2學分) |
2 |
||||||||||
身心健康與發展(限選《大學生心理素質調適》) |
1 |
||||||||||
專業必修課 |
專業基礎課 |
100306T016 |
能源、環境與社會發展 |
0.5 |
8 |
8 |
分散進行 |
32 |
|||
100408C014 |
畫法幾何與機械制圖 |
4 |
64 |
48 |
16 |
一 |
|||||
100514C066 |
C語言程序設計(A) |
3 |
48 |
36 |
12 |
二 |
|||||
102013D003 |
電路分析 |
3 |
48 |
40 |
4 |
4 |
四 |
||||
102013D004 |
電子技術基礎 |
4 |
64 |
50 |
4 |
10 |
五 |
||||
100410D001 |
工程力學(雙語) |
5 |
80 |
62 |
10 |
8 |
10 |
三 |
|||
102013C001 |
信號與系統 |
4 |
64 |
58 |
6 |
四 |
|||||
102133C003 |
機器學習 |
3 |
48 |
32 |
16 |
五 |
|||||
100408E035 |
單片機原理及應用 |
2.5 |
40 |
28 |
12 |
五 |
|||||
100408T003 |
機械設計 |
3 |
48 |
48 |
五 |
||||||
100408T040 |
機械原理(雙語) |
3 |
48 |
48 |
五 |
3 |
|||||
100408T035 |
機械原理(全英文) |
3 |
48 |
48 |
五 |
||||||
專業主干課 |
100434E002 |
機器人機構與結構設計 |
2 |
32 |
26 |
4 |
五 |
21.5 |
|||
100434E003 |
機器人感知與人機交互技術 |
3 |
48 |
32 |
16 |
五 |
|||||
100434E004 |
機器人系統設計與應用 |
2 |
32 |
16 |
16 |
六 |
|||||
100408E036 |
機電傳動控制 |
3 |
48 |
32 |
16 |
六 |
|||||
100408C015 |
控制工程基礎 |
2.5 |
40 |
36 |
4 |
六 |
|||||
100434E005 |
機器人學 |
3 |
48 |
32 |
16 |
五 |
|||||
100434E006 |
油氣特種機器人 |
2 |
32 |
26 |
6 |
六 |
|||||
100434E007 |
軟體機器人基礎 |
2 |
32 |
24 |
8 |
七 |
|||||
100434T006 |
自主移動機器人基礎 |
2 |
32 |
32 |
七 |
||||||
專業選修課 |
專業導學課 |
100408T017 |
機械工程導論 |
1 |
16 |
16 |
2 |
||||
100306T010 |
過程裝備與控制工程導論 |
1 |
16 |
16 |
|||||||
導學類課程 |
1 |
16 |
16 |
||||||||
專業選修模塊 |
101932T020 |
儲能與能源互聯網 |
2 |
32 |
32 |
五 |
6.5 |
||||
100408E038 |
液壓傳動與控制 |
3 |
48 |
42 |
6 |
六 |
|||||
100514G047 |
Python |
2 |
32 |
22 |
10 |
全年 |
|||||
100514G033 |
Android應用程序開發 |
2 |
32 |
16 |
六 |
||||||
100724C004 |
數據倉庫與數據挖掘 |
3 |
48 |
32 |
16 |
20 |
六 |
||||
100514T003 |
人工智能導論 |
2 |
32 |
32 |
六后 |
||||||
100616T062 |
數字圖像處理 |
2 |
32 |
32 |
七前 |
||||||
100408C017 |
虛擬儀器技術 |
2 |
32 |
16 |
16 |
七 |
|||||
100408D013 |
可編程控制器原理及應用 |
2 |
32 |
8 |
8 |
16 |
七 |
||||
100408C016 |
三維機械設計方法及應用 |
2 |
32 |
8 |
24 |
七 |
|||||
實踐教學環節(必修) |
公共實踐 |
100844X020 |
思想道德與法治社會實踐 |
1 |
16 |
16 |
一 |
5 |
|||
100844X016 |
中國近現代史綱要社會實踐 |
1 |
16 |
16 |
一 |
||||||
100844X021 |
馬克思主義基本原理社會 |
1 |
16 |
16 |
二 |
||||||
100844X017 |
毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論社會實踐 |
1 |
16 |
16 |
三 |
||||||
100844X022 |
習近平新時代中國特色社會主義思想概論社會實踐 |
1 |
16 |
16 |
四 |
||||||
專業實踐 |
100408P010 |
機械制圖工程實踐 |
2 |
2周 |
20 |
20 |
一短 |
20 |
|||
100434P001 |
機械數控加工過程仿真與 |
3 |
3周 |
二短 |
|||||||
100434P002 |
RobMaster機器人工程實訓項目 |
3 |
3周 |
三短 |
|||||||
100408L001 |
機械工程基礎實驗I |
1 |
16 |
16 |
五 |
||||||
100408L002 |
機械工程基礎實驗II |
1 |
16 |
16 |
五 |
||||||
100408P004 |
機械設計課程設計 |
2 |
2周 |
20 |
五 |
||||||
100434P003 |
畢業設計 |
8 |
14周 |
八 |
|||||||
第二課堂 |
必修 |
101300X002 |
大學生就業指導 (職業生涯規劃部分) |
0.5 |
12 |
12 |
一 |
7 |
|||
105900X001 |
軍事技能 |
1 |
2周 |
一 |
|||||||
105900X002 |
軍事理論 |
1 |
36 |
一 |
|||||||
100844X015 |
形勢與政策教育(Ⅰ) |
0.5 |
8 |
8 |
一 |
||||||
100844X018 |
形勢與政策教育(Ⅱ) |
0.5 |
8 |
8 |
二 |
||||||
101300X003 |
就業指導 |
0.5 |
12 |
12 |
六 |
||||||
100844X019 |
形勢與政策教育(Ⅲ) |
1 |
48 |
48 |
分散進行 |
||||||
101200X006 |
創新創業實踐 |
2 |
分散進行 |
||||||||
必修環節 |
101500X001 |
入學教育與安全教育 |
0 |
一 |
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105700X001 |
大學生社會調查與實踐 |
0 |
16 |
4 |
12 |
二 |
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101200X017 |
勞動教育 |
0 |
38 |
分散進行 |
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101099X001 |
學生體質健康測試 |
0 |
分散進行 |
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101200X007 |
素質拓展 |
0 |
分散進行 |
1