机电技术应用专业人才培养方案:上海硕博科教设备有限公司

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2022年11月26日

机电技术应用专业人才培养方案

机电技术应用专业人才培养方案

职业面向：机电技术应用专业的特点及现状
机电技术应用专业是机械与电气结合专业，发展非常迅速，随着现代化的水平提高，尤其是可编程及数控技术的发展，机电专业应用范围越来越广，机电专业人才有广阔的就业市场，社会对机电人才的需求量非常大。
培养目标与规格
一、培养目标
专业主要面向汽车、机械加工、电子、家电、纺织、新能源等行业企业，主要从事自动化成套装备中工业机器人工作站的现场编程、调试维护、人机界面编程、系统集成等生产技术管理工作，以及工业机器人销售和售后服务工作，具有职业岗位（群）所需的基础知识及专业技能、具有较强综合职业能力的高素质技术技能型人才。
二、培养规格
1、素质要求
（1）具有坚定正确的政治方向，热爱祖国，拥护中国共产党的领导；
（2）具有良好的心理素质与健康体魄；
（3）具有良好的职业道德和科学的创新精神；
（4）具有良好的英语、计算机应用能力；
（5）具有与他人合作、沟通，团队工作能力；
（6）具有社会责任心；
（7）具有自我学习、追求进步不断超越能力。
2、专业岗位能力要求
（1）熟悉机械制图、掌握电气制图的基础知识；
（2）掌握工业机器人的基础知识；
（3）掌握电工电子的基础知识；
（4）掌握电气控制的基础知识；
（5）掌握电机传动的知识；
（6）掌握PLC控制的基础知识；
（7）掌握传感器的选择及运用知识；
（8）掌握液压与气动方面的基础知识；
（9）熟悉工业机器人辅具设计、制造的知识；
（10）掌握工控机、触摸屏等上位机的知识；
（11）熟悉数控机床电气接口知识；
（12）熟悉机器视觉相关知识；
（13）掌握工业机器人与周边设备的通讯知识；
（14）掌握工业机器人工作站系统集成的基本知识；
（15）熟悉产品营销、企业管理方面的基础知识。
3、职业岗位知识要求
（1）能读懂工业机器人、自动化生产线的机械结构图，液压、气动、电气系统图；
（2）会使用电工、电子常用工具和仪表；
（3）能对PLC控制系统进行基本的调试和维护；
（4）能拆装、维护工业机器人工作站电气系统；
（5）能使用工业机器人仿真软件对工业机器人工作站系统进行仿真；
（6）能熟练对工业机器人进行现场编程；
（7）会使用现场总线进行组网控制；
（8）会使用工控机、触摸屏，能编写基本人机界面程序；
（9）能组装、安装、调试常用工业机器人辅具；
（10）能基本看懂工业机器人及自动化生产线相关英文操作手册；
（11）能进行工业机器人产品应用和销售。
课程设置及学时安排
一、课程体系的构架与说明
本专业课程体系如下图所示，其构建思路如下。
1、调研岗位（群）及工作任务，确定职业技能需求。
深入专业主要面的行业与典型企业调研，通过与企业专家探讨交流、对毕业生主体就业状况调查与回访，掌握本专业领域主要工作岗位（群）及岗位工作任务，并动态跟踪岗位及工作任务的变化。对行业企业调研所获取的岗位及工作任务需求进行分析、归纳，根据能力复杂程度整合典型工作任务形成综合能力。
2、根据认知及职业成长规律，结合教学论/方法论及专业资源构建课程体系并确定专业核心课程，强调素质与职业技能培养协调。
针对职业岗位的典型任务的需求分析归纳结果，确定课程学习目标；以“实践主流技术+出色岗位技能”为标准结合学习目标确定核心课程内容；完善课程标准及资源，优化教学设计、实施、评价方式，强调理论和实践紧密结合，融“教、学、做”一体，引导学生职业素质与职业能力的培养，形成集“职业素质培养、能力训练、技能鉴定及应用”为一体的核心课程。
文化素质平台课程
公共专业课程
电气工程制图与CAD、电工基础、机械基础、模拟电子技术、数字电子技术、电机与电气控制技术、自动检测与转换技术、液压与气动技术、单片机应用技术、可编程序控制器应用技术、工业机器人技术基础、运动控制技术
专业核心课程（含综合实训）
工业机器人应用建模与虚拟仿真、工控组态与现场总线技术、工业机器人编程技术、自动线安装与维护、工业机器人系统维护、工业机器人工作站系统集成
公共专业实践
钳工实习、内线电工实训、电子产品装配实训、维修电工实训、可编程序控制器应用技术实训、机加工实习拓展课程数控加工编程及操作、过程控制技术、机电设备管理、专业英语、机电设备管理、市场营销。
二、主要课程及教学进度
《工业机器人技术》专业课程及教学进度安排见附表一
三、专业核心课程简介
1、电气工程制图与CAD
课程涉及机械制图、电气制图及CAD软件使用，基于计算机平台锻炼机、电领域基础制图与电子化制图能力。课程主要内容包括：制图的基本知识与技能、正投影法与三视图、轴测图、组合体、机件的基本表示法、零件图、装配图、电气工程制图、计算机绘图—AutoCAD和Altium Designer等软件的应用。
2、电机与电气控制技术
课程将电机技术和电气控制技术相互贯通，强化电机与电气控制技术在工业生产的应用，注重提高学生素质和技能训练。课程主要内容包括：变压器、交流异步电动机、直流电机、控制电机、常用低压电器、继电器一接触器基本控制环节、三相交流异步电动机的启动制动和调速控制、常用机床的电气控制、磨床的电气控制、摇臂钻床的电气控制、卧式镗床的电气控制、铣床的电气控制。
3、自动检测与转换技术
课程主要介绍工业应用背景下机电与自动化控制领域非电量检测的形式、技术手段与应用，以常用的十大类传感器原理、特性参数、选型、安装使用、调试等为主体，辅助介绍测量技术基础、抗干扰技术、EMC电磁兼容、传感器与工业检测技术综合应用案例。
4、现代电气控制技术
可编程控制器（PLC）是集成了自动化技术、微电子技术、计算机技术、通信技术的通用数字化控制平台，广泛应用于机电控制、工业过程控制及其他控制领域。课程重点介绍三菱FX3U、欧姆龙CPM2*系列（或西门子S7系列）PLC的组成、原理、指令和编程方法，深入浅出地讨论了PLC控制系统的设计方法。课程主要内容包括：PLC相关基础知识、PLC的基本指令和常用的控制方法、基于时间环节的控制方法、基于计数环节的控制方法、PLC的应用指令功能和使用方法、子程序控制技术、顺序控制技术、PLC在机床改造中的应用、欧姆龙PLC的编程环境和调试技术。
5、液压与气动技术
课程涉及气动应用技术基础、液压气动图形规范、气动回路及纯气动、电-气动系统设计、液压传动与控制。主要内容包括：流体力学基础、液压/气动元件原理/结构/其选用、液压/气动基本回路和典型系统的组成与分析、液压/气动系统的电-气动控制、液压与气动回路的设计方法等。课程引用工业自动化生产背景，从低压气动技术入手介绍流体传动的基本应用，通过液压气动图形规范建立气动技术与液压技术的内在联系，通过控制系统建立流体传动与电气控制之间的联系。
6、工控组态与现场总线技术
主要讲授现场总线技术和工控组态技术的概念、特点，总线技术的通信协议、总线技术的构建以及现场总线监控系统的设计等内容。本课程主要培养学生工控项目构建、编程、调试能力，让学生具备一定的现场总线控制系统的设计和正常运行的能力。
7、工业机器人技术基础
课程讲授工业机器人定义、技术参数，典型的机械结构及传动方式，常用的传感器类型与控制编程方式和机器人的应用等内容，培养学生看懂工业器人技术文献，识别机构运动类型和传动器、传感器等的能力。编程方式及编程语言的讲解能为后续《工业机器人编程技术》等课程做知识准备；机构与驱动元件等的介绍为后续《工业机器人系统维护》等课程服务；传感技术与控制技术解析能为后续《工业机器人工作站系统集成》等课程中技术的综合应用奠定良好的基础。
8、工业机器人编程技术
工业机器人编程技术是工业机器人技术专业的一门专业核心课程，以传感器技术、电气控制技术等为基础，以适应工业机器人应用系统集成、安装调试等岗位对工业机器人编程的需要为目标。课程主要讲授工业机器人的系统构成、示教系统的使用、程序指令等知识，综合运用气动技术、电气控制技术、伺服电机驱动、运动与控制等技术，培养学生工业机器人基本操作与应用、工业机器人编程、工业机器人系统维护等方法和能力。
9、自动线安装与维护
自动线安装与维护是工业机器人技术专业的一门专业核心课程，课程采用基于工作过程导向，体现专业综合职业能力培养的“教、学、做”一体化项目化教材，围绕自动化生产线安装与调试的工作过程，设置了多个学习项目，课程主要内容包括：自动化生产线各站的拆装、编程与调试，自动化生产线整体的组网控制。涵盖了机械安装、PLC控制、气动控制、传感器、变频器控制、步进电动机控制、工业控制网络等自动化生产线的关键技术。
10、工业机器人系统维护
工业机器人系统维护是工业机器人技术专业的核心课程，工业机器人系统维护涉及到工业机器人、PLC、自动控制、检测与传感及通信等技术内容，该课程的核心技能是工业机器人的周期性（预）维护及系统运行故障处理的应用技能，满足工业机器人技术专业岗位群的需要。
11、工业机器人应用建模与虚拟仿真
工业机器人应用建模与虚拟仿真是工业机器人技术专业的一门核心课程，课程是工程设计、机电产品设计与制造、工业自动化等领域使用广泛的重要工具。主要培养学生在零件的造型设计、结构设计、运动仿真、产品优化以等方面的能力以及系统方案设计、系统仿真、系统离线编程的方法，为后续的工作站系统集成、工作站系统综合仿真调试等能力培养打下基础。
12、工业机器人工作站系统集成
工业机器人工作站系统集成是工业机器人技术专业的一门核心课程，课程讲授工业机器人工作站的组成、工业机器人与外围设备的接口技术，培养学生工业机器人工作站系统设计、安装与调试的能力。
专业办学基本条件和教学标准
一、专业教学团队
专业教学团队由专业带头人、专任教师和来自行业企业—线的兼职教师组成。
专业教学团队人数按生师比24：1配置，专、兼职教师比例一般为2：1，校企合作条件和专业特色特别适宜的可以为1：1，专、兼职教师任专业课学时比例一般不超过3：1。
二、教学设施
教学设施包括必要的教学实验／实训室、校内实训车间、校外实训基地及信息网络教学条件，具体设计如下。
1、校内教学条件基本要求
(1)电工电子实训室
服务课程：可用于电工电子技术、电工技能实训等课程的实验／实训教学。
基本配置：电工实验台、电工(电子)实验器材、电工(电子)教学实验板、学生用计算机、晶体管测试仪、集成电路测试仪、信号发生器、数字式示波器、测量电桥、交(直)流电压表、交(直)流电流表、交(直)流电功率表、兆欧表、数字万用表、钳型电流表、电烙铁、线路扳、电子元件、集成电路、镊子、电工工具等。
实训项目：安全用电操作，触电急救，甚本电钳工工艺训练，照明与动力线路的安装、调试，异步电动机控制系统的安装调试及故障处理，电子仪器的使用，常用电子元器件的识别与测试，模拟电路测量，数字电路测量，线路扳焊接等，与维修电工取证相关的训练项目。
(2)单片机实训室
服务课程：主要用于单片机技术与应用、电子线路设计与制作、单片机应用实训课程的实验／实训教学。
基本配置：电工实验台、计算机、学生用单片机实验箱、编程器、仿真器、开发实验板、数字式万用表、电烙铁、电子元件、集成电路、镊子、电工工具等。
实训项目：单片机典型实验、单片机系统设计、单片机编程操作、单片机仿真操作、单片机项目开发。
(3)现代控制技术实训室
服务课程：可用于可编程控制器应用、PLC控制系统设计与调试、简单机电一体化系统制作等课程的实验／实训教学。
基本配置：可编程序控制器、编程软件、数字量实验模型、模拟量实验模型、触摸屏、手持式编程器、计算机、控制对象(PLC控制系统实验台或工控载体)、兆欧表、数字万用表、压线钳、剥线钳及电烙铁等。
实训项目：PLC硬件组态、电机正反转控制程序的设计与调试、Y—△控制程序的设计与调试、红绿灯控制程序的设计与调试、运料小车控制程序的设计与调试、典型工控系统程序的设计及工控组态等及与维修电工取证相关的训练项目。
(4)自动化生产线实训室
服务课程：可用于自动化生产线安装与调试、机器人组装实训、机电一体化设备管理、电气控制系统安装与调试等课程的实验／实训教学。
基本配置：自动生产线、触摸屏、编程软件、学生用计算机或编程器、万用表、
实训项目；自动化生产线拆装项目和工控组态等。
(5)钳工车间
服务课程：可用于钳工基础训练、机械零件与典型机构机械装配等课程的实验／实训教学。
基本配置：锯、锉、改锥、榔头、样冲、錾子、防护镜、划规、丝锥、攻丝扳手、板牙、板牙扳手、钢丝钳、尖嘴钳、内卡钳、外卡钳等常用的拆装工具，台钻、工作台、台钳、小型车床或机床减速箱、卧式千斤顶，游标卡尺、干分尺、钢板尺、角尺、量角器、米尺等常用量具。
实训项目：典型零件的制作与装配，带传动、链传动、齿轮传动、变速箱等常用机构的安装与调试。
(6)过程控制实训室
服务课程：主要用于传感器与驱动技术、可编程控制技术与应用、工业组态控制技术、PLC控制系统设计与编程、过程控制系统运行与维护课程的实验／实训教学。
基本配置：过程控制实训室、学生用计算机、触摸屏、可编程控制器、操作员面板、传感器、变送器、驱动器、执行器、阀门、显示单元、低压电器元件、兆欧表、数字万用表、压线钳、剥线钳、电烙铁、电子元件、集成电路、镊子、电工工具等。
实训项目：传感器信息检测、驱动（执行）器控制、伺服控制、PLC控制、工业组态编程设计、典型过程控制。
2．校外实训基地基本要求
根据实训和顶岗实习的需求，选择行业特点突出、具有行业引领作用、经济增长势头强劲、人才需求量较大的企业作为高效依托型、合作紧密型、动态遴选型校外实训基地，其中高效依托型校外实训基地应达到2-3个，(按同级2个并行班计算)。校外实训基地主要开展企业认知实习、综合实习、顶岗实习，
3．信息网络教学条件
(1)教师办公场所建有互联网接口，教师可通过网络在线答疑，及时了解学生掌握知识的情况，在网络环境下实现便捷、快速的信息交流。
(2)建设l—2个具有互联网接口、拥有局域网教学条件的专业实训室，根据教学要求学生可随时、便捷地浏览相关网站的学习资源及进行模拟仿真学习。
(3)建设电子图书阅览室以及可支持学生自主学习和浏览相关知识的精品课程网站。
三、教材及图书、数字化(网络)资料等学习资源
（1）高等教育“十一五”、“十二五”国家级规化教材。
（2）教育部专业教学指导委员会推荐教材或重点建设教材。
（3）校企合作教材、校内自编教材和活页教材。
（4）数字化教学资源，如“网络课程”、“网络课件”、“教学录像”、 “网上答疑”、“模拟考试”等。
（5）精品课程网。
四、教学方法、手段与教学组织形式
工业机器人技术专业构建实施“项目引领、岗位实境”工学结合人才培养模式，在人才培养过程中有以下几点建议：
1、营造真实岗位环境
本专业在建设过程中，ABB（中国）有限公司、三菱电机（中国）有限公司、浙江亚龙教育装备股份有限公司等单位合作，建设了集教学、科研、社会服务与一体的实训中心，实训项目实现了与企业工作内容的无缝对接。在实施人才培养的过程中，还需要将岗位的工作流程、工作要求等渗透到每一门课程中去，使学生在真实岗位中学习专业核心能力。
2、课程的项目化改造
建议核心课程结合职业岗位工作任务需求进行项目化改造，同时便于“教、学、做”一体化教学的实施。改造的原则是：“以典型工作任务为载体，以行动为导向设计项目单元”。基本思想是确定的项目单元与工作任务的关系，即工作过程所需项目经整合改造作为课程开发项目的主体，强调工作过程的系统性和完整性，知识要素服务于能力项目需求，培养学生的综合职业能力。
3、“教、学、做”一体化
核心课程建议采用“教、学、做”一体化教学，将课程在专门化的“教、学、做”场地进行，根据课程的项目及内容选择合理具体的教学形式，重点强化训练课程所涉及的专项能力。同时，结合核心课程的技术应用与岗位背景，必要时综合前期课程内容进行适量的综合能力训练，并将必要的素质训练融入其中。
4、强化基础知识掌握与基础实践训练
电工/电子技术、机械制图等方面的基础课程需强化基础知识的掌握及基础实践技能的训练。基础课程的教学效果是保障后续核心课程的项目化教学或“教、学、做”一体化实施的基础。基础实践要精选实践项目，锻炼基础技能并通过实践反馈改进基础理论教学，使学生真正掌握专业岗位工作任务及机电技术应用所需的扎实基础知识与基础实践技能。
5、充分利用现代技术手段
本专业建设了专业教学资源库，具有丰富的视频、动画、文本等教学资源。在教学中，充分利用网络平台发布课程教学内容，使学生使用手机、平板、笔记本等设备可以随时在线学习。
五、教学评价、考核
1、教学评价
教学评价主要包括用人单位对毕业生的综合评价，行业企业对顶岗实习学生的知、能、素的评价。教学督导对教学过程组织实施的评价，教师对教学效果的评价，学生对教学团队教学能力的评价，学生专业技能认证水平和职业资格通过率的评价，专业技能竞赛参赛成绩的评价，社会对专业的认可度等。
2、教学考核
（1）职业基础课程建议技术采用笔试与实践能力考核相结合的形式。
（2）职业能力课程和职业拓展课程采用技能测试、笔试、职业素养相结合的方法，部分课程可采用口试。
（3）职业技能训练课主要采用技能测试和职业素养，重点关注功能测试、工艺评测和过程评价。
（4）学生毕业前应考取相应的职业资格证书，相应的职业资格证书标准应该纳入专业培养方案。
继续专业学习深造
本专业合格毕业生可选择本科层次机电一体化（机械电子）工程、机械设计制造及自动化、电气工程及自动化、电子信息工程、工业机器人技术、楼宇智能化等专业继续深造。
教师基本要求
1、专业带头人
除满足专任教师应具备的基本条件外，应具有一定的累计企业工作经历和深厚专业背景，能把握行业发展动态，在本专业具有较高的能力；能统筹规划和组织专业建设，引领专业发展；能够主持专业的教改科研和产品研发、技术服务等工作。
2、专任教师
专任教师的基本条件如下：
（1）具有良好的职业素养、职业道德及现代的职教理念，具有可持续发展的能力。
（2）具有先进的电气自动化专业知识。
（3）能够调配、规划实验实训设备，完善符合现代教学方式的教学场所。
（4）能够指导高职学生完成高质量的企业实习和项目设汁。
（5）能够为企业工程技术人员开设专业技术短训班。
（6）能够胜任校企合作工作，为企业提供技术服务，解决企业的实际问题。
（7）专任骨干教师要定期深入企业生产一线进行实践锻炼，并具有中、高级以上的资格证书(含具有中、高技术职称或中、高级技工证书)。
（8）专任骨干教师应接受过职业教育教学方法论的培训，具有开发专业课程的能力，指导新教师完成上岗实习工作。
3、兼职教师
兼职教师包括课程任课教师和顶岗实习指导教师。聘请具有工程师、技师职称的技术人员，现岗在企业及连续工作5年以上。在专业技术与技能方面具有较高水平，具有良好语言表达能力，通过教学法培训合格后，主要承担实训教学或顶岗实习指导教师工作。
毕业要求
学生同时满足下列条件，准予毕业并颁发淮北职业技术学院毕业证书，国家承认学历。
（1）具有正式学籍的学生在规定的学习年限内，所修课程的成绩全部合格，取得规定的必修、选修课学分，其中，公共选修课为5学分。
(2)外语、计算机及其他职业技能、职业资格证书等级要求，达到专业教学标准规定的相应水平：