一、培养目标

本专业面向机器人科技发展趋势，适应国家发展战略，以产业需求为导向，体现海洋特色，培养德智体美劳全面发展，基础扎实、实践能力强、具有创新能力，系统地掌握机器人及工程应用的理论和知识，能够进行机器人及工程应用领域的研究、设计、开发、操控、维护、集成应用等工作的应用型人才。

本专业学生毕业后5年内，预期达到以下目标：

目标1：具有良好的人文科学素养、社会责任感、职业道德和敬业精神，能够积极服务于机器人行业、尤其是水下机器人行业。

目标2：具有分析和解决机器人工程问题的能力，了解机器人行业的特点、发展趋势、管理体系和质量标准，能够胜任机器人产品设计与制造、技术开发、工程应用、生产运行与技术管理等工作。

目标3：具有团队意识、国际视野和海洋精神，能够在多学科团队中承担负责人或成员角色，能与他人进行有效沟通、交流与合作。

目标4：具备自主学习能力，勇于创新和实践，不断积累和总结工作经验，提高服务社会的能力。

 

二、毕业要求

按照工程教育专业认证的标准和要求，制定本专业的毕业要求如下：

（1）工程知识：具有从事机器人工程所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够综合应用这些知识解决机器人领域的复杂工程问题；

（2）问题分析：能够应用本专业相关的数学、自然科学和工程科学基础知识，并通过文献及调研，对机器人领域复杂工程问题进行建模与分析，掌握对象特性；

（3）设计/开发解决方案：能够应用本专业相关的基本原理和技术手段，设计机器人领域复杂工程问题的解决方案，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素；

（4）研究：能够基于科学原理和方法，对机器人领域的复杂工程问题进行综合、优化等科学研究工作；

（5）使用现代工具：能够针对机器人领域的复杂工程问题，开发、选择、使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对机器人离线编程等复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；

（6）工程与社会：能够基于本专业的相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任；

（7）环境和可持续发展：能够理解和评价针对机器人领域复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响；

（8）职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在机器人设计与应用的实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；

（9）个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；

（10）沟通：能够就机器人领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；

（11）项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在机器人相关的多学科环境中应用；

（12）终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应机器人新技术发展的能力。

三、毕业要求达成矩阵

毕业要求	指标点	相关教学活动	学生考核方式
1.运用工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。	1.1：能够掌握从事机器人工程相关工作所需的微积分、微分方程、线性代数、概率和数理统计等数学知识及物理、化学等自然科学基本知识，能应用于工程相关问题。	高等数学A1、A2	A, B, C
		线性代数	C
		概率统计A	C
		机器人数学基础	A,C
		大学物理A1、A2	C
		工程伦理学	A, C, F
	1.2：能够掌握从事机器人工程领域相关工作所需的工程图学、广义力分析、控制电路设计等专业基础知识，能用于机器人工程领域相关问题的建模、推理等。	工程图学C	A, C
		电路分析（含实验）	A ,C, H
		模拟电子技术（包含实验、课程设计）	A, C, G, H, I
		数字电子技术（包含实验、课程设计）	A, C, H, I
		工程力学	A, C
		电路原理图及PCB设计	C,  D,  I
2.问题分析: 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。	2.1: 具有感受真实工程环境，进行工程演练的系统实践学习经历，对机器人实际工程问题较为准确的分析和识别。	机器人运动控制	A，C，H
		智能视觉感知技术	A，C，H
		机械设计基础	A，C，H
		机器人工程专业导论	C，F
		机器人学	A，C，H
	2.2：具有信息分析和研究的能力，并用于机器人设计的分析和推理。	数字信号处理	A,   C
		语音信号处理	A, C
		智能传感器技术	A, C
3.设计/开发解决方案: 能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。	3.1：能够完成课程设计、实验、实习和毕业设计等教学环节，并针对工业机器人软、硬件实现创新设计，并完成相关的编程、仿真和工艺设计。	模拟电子技术课程设计	A, I
		数字电子技术课程设计	A, I
		单片机原理及应用课程设计	A, B, C
		机械臂操控系统实训	G, I, M
		焊接机器人操控系统实训	G, I, M
	3.2：能够针对复杂机器人工程问题，确定明确的设计需求，提出具有创新意识的设计解决方案，并考虑法律法规、环保及文化影响。	嵌入式系统原理及应用	A, C
		智能视觉感知技术	A, B, C
		机电一体化系统设计	C, G, I, M
		焊接机器人操控系统实训	C, G, I, M
4.研究: 能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。	4.1：能够综合运用所学科学原理，针对机器人知识应用过程中复杂问题进行研究，建立合适模型，确定相关的技术参数。	自动控制原理	A, B, C
		智能控制技术	A, C
		焊接机器人操控系统实训	G, I, M
		机械臂操控系统实训	G, I, M
	4.2：能够按照研究需要设计实验，进行分析、解释和评价实验数据，并通过信息综合得到合理有效的结论	机器人通信协议	A, B, C
		服务机器人综合系统实训	G, I, M
		毕业设计(论文)	I, J, K, L, M
5. 使用现代工具: 能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。	5.1：能够针对复杂机器人工程问题，学会使用相关的现代工程工具和信息技术工具等，进行分析解决。	机电一体化系统设计	C, G, I, M
		生产实习	A, N
		毕业设计(论文)	I, J, K, L, M
	5.2：能够针对复杂机器人工程问题，应用恰当的技术手段和现代工程工具进行测绘、建模、预测与仿真，并能够在实践过程中领会相关工具的适用范围。	信号与系统	A, B, C
		3D机械设计与仿真技术	A, C, H
		无人机技术	A, B, H
		嵌入式系统课程设计	A, B, C, H
		单片机原理及应用课程设计	A, B, C, H
6.工程与社会: 能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。	6.1：了解机器人工程专业相关的历史、文化、政策等背景知识，能够正确认识机器人系统设计与制造过程和客观世界的相互关系和相互影响及发展趋势。	机器人工程专业导论	A, C, H
		机器人前沿讲座	A, C
		水下机器人概论	A, B, C
		无人机技术	A, C
		机器人运动控制	A, C
	6.2：能够评价机器人系统设计与制造的实践中复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任	思想道德修养和法律基础	A ,C
		中国近现代史纲要	A, C
		机器人前沿讲座	A, C
		数字双胞胎系统课程设计	A, N
		毕业设计（论文）	I, J, K, L, M
7.环境与可持续发展:能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。	7.1：能够理解并充分考虑机器人电路电磁辐射对生态环境、社会可持续发展的影响。	电路原理图及PCB设计	A, C，E
		机器人运动控制	A, B, C
		工程伦理学	A, C
	7.2：树立可持续发展的理念，正确评估复杂机器人工程问题的工程实践对环境和社会可持续发展的影响。	工业设计与产品设计	A, C, H
		3D机械设计与仿真技术	A, C
		机器人前沿讲座	A, C
8.职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。	8.1：通过思政等课程的学习，理解世界观、人生观和价值观的意义，具有人文社会科学素养、社会责任感。	思想道德修养与法律基础	A, C
		毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论	A, C
		形势与政策	C
	8.2：理解机器人技术的社会价值以及电信工程师的社会责任，能够结合机器人工程领域的实践活动中理解并遵守工程职业道德和规范。	工程图学C	A, C
		工业设计与产品设计	A, C, H
		生产实习	A, N
		毕业设计（论文）	I, J, K, L, M
9.个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。	9.1：了解机器人工程问题的多学科技术特点，能够在团队合作中进行分工与协作，以正常心态处理个人与团队的关系。	校园文化活动、学科竞赛等	A, F
		智能控制技术	A, C
		机器人运动控制	A, C, H
	9.2：具备一定的组织管理能力，能合理制订工作计划，并协调团队成员完成工作任务。	生产实习	A, N
		毕业实习	A, N
		创新训练	A、F
10.沟通: 能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。	10.1：能够通过撰写报告、设计文稿、陈述发言等形式清晰地表达复杂机器人工程问题的解决方案、过程和结果，并能与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。	单片机原理及应用课程设计	A, I
		机器人领域学科竞赛	A, F
		创新创业训练项目	A, F
		创业孵化	A, F
	10.2：具备外文科技文献阅读理解能力、外文写作能力和跨文化环境的沟通与交流能力，具有一定的国际视野。	文献检索	A, P
		专业英语	A, C
		毕业设计（论文）	I, J, K, L, M
11.项目管理: 理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。	11.1：掌握项目管理、创业等方面的相关知识和基本原理。	大学生创业基础	A, C
		大学生职业生涯规划与就业指导	O
	11.2：具备多学科环境中解决复杂机器人工程问题的应用能力。	流体动力学Fluent模拟	A, C
		机器人编程	A, C
12.终身学习: 具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。	12.1：有积极向上的学习态度，具备自主学习和终身学习的意识和基础。	智能控制技术	A, C
		嵌入式系统原理及应用	A, C
	12.2：掌握良好的学习方法，对终身学习有正确的认识，具有不断学习和适应发展的能力。	机器人工程专业导论	A, F
		大学生职业生涯规划与就业指导	A, F
		毕业设计（论文）	I, J, K, L, M

备注：学生考核方式的代码（平时测验或作业A，期中测验B，期末测验C，设计图纸D，实物作品E，论文报告F，作品展示G，实验报告H，设计报告I，文献综述J，外文翻译K，开题答辩L，论文答辩M，实习报告N，实践训练O，上机测验P）

 

四、主干学科

控制科学与工程、电气工程、机械工程。

五、专业核心课

机械设计基础、机器人学、自动控制原理、3D机械设计与仿真技术、电气控制及PLC技术、嵌入式系统原理及应用、数字图像处理与机器视觉、机器人运动控制。

1.机械设计基础

课程的地位：本课程是机器人工程专业的一门机械类专业核心课，先修课程是高等数学、大学物理、工程图学等，后续课程是3D机械设计与仿真技术等。

主要教学内容：机构的结构分析、运动分析、受力分析、机械效率和自锁、机械平衡、机械运转和速度波动调节、常用机构设计和机构运动方案设计等。

相关能力培养：通过学习，培养学生应用机构学和动力学知识对各种常用机构进行分析和综合，并具有按照机械的使用要求进行机械系统设计的初步能力。

2.机器人学

课程的地位：本课程是机器人工程专业的一门导论类专业核心课，先修课程是大学物理、工程力学、高等数学、专业导论等，后续课程是机器人运动控制等。

   主要教学内容：机器人的起源及发展历程、技术指标、本体结构、轨迹规划、程序设计、通讯技术、机器人文化、机器人情感、机器人安全技术、机器人传感器、执行机构以及机器人的应用等。

   相关能力培养：通过学习，使学生掌握机器人的基本原理、基础知识，对机器人学科产生较具体、系统的理解，并掌握一些实用的机器人控制算法及编程方法，培养学生的思维能力、学习兴趣和钻研态度，为后续专业课程学习奠定必需的能力基础。

3.自动控制原理

课程的地位：本课程是机器人工程专业的一门控制类专业核心课，先修课程是高等数学和电路分析等，后续课程是机器人运动控制等。

主要教学内容：自动控制系统的基本概念、线性控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、根轨迹法、控制系统的频域分析、控制系统的校正、采样控制系统的分析、非线性系统分析等。

相关能力培养：通过学习，使学生熟悉自动控制系统，掌握简单自动控制系统的分析和设计方法，为进一步学习智能控制技术等后续课程提供必要的基础知识，并为以后从事自动控制技术的实际工作和科研奠定理论基础。

4.3D机械设计与仿真技术

课程的地位：本课程是机器人工程专业的一门机械类专业核心课。先修课程为工程图学C、工程力学、机械设计基础等，后续课程是各门实训、毕业设计等。

主要教学内容：以机器和通用零部件为研究对象，研究机器及通用零部件设计的基本理论、基本知识，为后续学习机械类专业课程提供必要的理论基础。教学内容具体包括总论、联接、机械传动、轴系零部件、其它零部件、Solidworks三维软件仿真等内容。

相关能力培养：通过学习，培养学生具有一定的机械设计能力及和决策能力，能初步设计机械传动装置和简单机械，从而具备在机械设计中识别、分析、解决复杂工程问题的能力。

5.电气控制及PLC技术

课程的地位：本课程是机器人工程专业的控制类专业核心课，先修课程是电子技术、单片机原理及应用等，后续课程是机器人控制等。

主要教学内容：包括PLC原理及在自动控制系统中的应用、三菱(FX2N)系列PLC及其逻辑指令、步进梯形指令、功能指令、编程器与编程软件及其使用方法、PLC系统设计与调试等内容。

相关能力培养：通过学习，使学生具备对一般电气控制线路独立分析的能力，能够使用PLC改造继电控制系统，维护与管理自动化生产线，为今后从事控制和产品开发方面的工作打下良好基础。

6.嵌入式系统原理及应用

课程的地位：本课程是机器人工程专业的电信类专业必修课。先修课程是数字电子技术、单片机原理及应用、C语言程序设计等，后续课程是嵌入式系统课程设计、服务机器人综合系统实训、毕业设计等。

主要教学内容：嵌入式系统的基础知识和发展趋势、嵌入式开发过程和方法、嵌入式开发工具和环境搭建技术、嵌入式硬件和软件开发技术、嵌入式系统应用技术等，重点讲述基于32位ARM架构嵌入式微处理器的软硬件系统的开发技术。

相关能力培养：通过学习，使学生掌握嵌入式系统的基本理论知识、嵌入式系统结构、组成、软硬件设计、调试调优的基本步骤和方法，培养学生综合应用CPU处理器、开源操操作系统、多媒体技术这三部分内容，具备一定的嵌入式系统分析、设计和独立开发的能力，为毕业后从事电子自动化领域相关产品设计、研发和维护等工作打下坚实的基础。

7.   智能视觉感知技术

课程的地位：本课程是机器人工程专业的自动化+计算机类专业核心课。先修课程是信号与系统、大学物理、计算机基础等，后续课程是服务机器人综合系统实训、毕业设计等。

主要教学内容：智能视觉感知技术概述、摄像机标定、视觉跟踪、目标检测、图像拼接与镶嵌、图像增强、电子稳像、图像融合、基于深度学习的自动目标识别、基于SLAM的三维重建与视觉导航、ROS操作系统、GPU硬件平台等。

相关能力培养：通过学习，使学生掌握数字图像处理的基本概念、理论和方法，能够运用这些理论和方法，对（基于智能化水产品加工等场景的）机器人复杂工程问题进行认识和分析，培养学生根据具体问题和实际需求，提炼出所需的数据与要求，掌握分析复杂工程问题的能力。

8.  机器人运动控制

课程的地位：本课程是机器人工程专业的一门综合类专业核心课。先修课程是机器人学、自动控制原理、单片机原理及应用等，后续课程是机械臂操控系统实训、焊接机器人操控系统实训、服务机器人综合系统实训、毕业设计等。

主要教学内容：课程知识及应用背景是接收来自传感器的检测信号，根据操作任务的要求，驱动电机，从而对机器人的运动状态进行控制。教学内容主要包含：执行机构（伺服电机或步进电机）、驱动机构（伺服驱动器或步进驱动器）、控制机构（运动控制器、路径规划算法、电机联动算法等）、控制方式（编好固定参数的程序给运动控制器）四部分。

相关能力培养：通过学习，重点要求学生掌握伺服电机闭环控制系统组成、检测方法、机器人多轴轨迹插补概念及方法等，培养学生独立分析、设计和调试机器人伺服运动控制系统的能力，为今后从事机器人伺服系统的开发、调试、维护等岗位工作打下坚实的基础。

六、实践教学环节

包括课程实验、工程技能训练、生产实习、模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、单片机原理及应用课程设计、机械臂操控系统实训、焊接机器人操控系统设计、服务机器人综合系统实训、毕业设计（论文）、创新创业实践等实践教学环节，所占学分比例为38.74%。

七、学分结构比例

各课程模块学分如下：

 

 

说明：上表中实践环节包含毕业设计和集中实践，不包含课内实验。

八、学制、学位及毕业学分要求

实行弹性学制，基本学制4年，弹性学制3-6年。

授予工学学士学位。

毕业最低要求学分：课内总学分：172学分；德育学分：4学分，创新创业实践学分：4学分。