《工程综合实践》教学大纲

注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。

一、课程地位与课程目标

（一）课程地位

本课程是面向工业系统工程实际的技术综合实践课程，侧重于工程综合实践能力、集成创新意识和职业素养、科学精神的培养，通过做事，学会做人。课程结合工业大系统实践资源，为学生提供多层次、多模式的工程项目实践机会，使学生熟悉工程项目研发程序，体验项目设计和实施过程，进一步加强对专业理论知识的理解，提高分析、解决实际问题的能力。

该课程面向理工大类各个专业，适合大三学生，通过在“做中学”中将他们的专业理论、基本实验技术与工业背景的综合设计项目有机结合。同时，也对学生大四的毕业设计，企业生产实习等起到有力的衔接作用。

（二）课程目标

专业教学目标：

本课程学生的技术知识和能力培养将充分依托工业化外包装与智能机器人生产线大系统的实训环境,其实践项目的技术范围宽,专业知识覆盖面较广，技术内容主要涉及机械设计基础、电路设计基础、信号处理、自动控制原理、机器人控制技术、单片机原理及应用、计算机信息处理技术、工业可编程控制技术和液压与气动技术等，确立的教学目标如下：

1.课程结合工业大系统背景下的实践资源，要为学生提供现实工业环境条件约束下的多层次、多选择的工程项目实践机会，加强其对专业理论知识的理解，提高分析、解决实际生产问题的能力。

2.通过电子质检或机电控制类工程项目实践，使学生熟悉工程项目研发流程，让学生学习体验机电系统或电子产品从构思设计到生产实施的过程，期间会用应用所学的机械、电路设计分析软件（比如Soliderworks、RobotArt、Proteus、Multisim、Filter Pro）完成工程项目的CAD设计,工程性的电路板初步制作、项目结构模型搭建或检测、控制系统的各项任务。同时，能够运用机电知识分析排除在调试过程中产生的故障。提升工程实践能力的同时，培养学生综合实践能力及创新意识。

3.学生结合其所学专业知识以及电子实习技能，依据专业倾向以及个体情况、以小组团队合作的形式，有选择性地开展设计性综合性实验项目，比如生产线检重、气压在线监测或机器人控制项目，根据车间环境要求（生产空间排布、功能与成本控制、质量可靠性体现等）要求电大类专业学生综合所学专业知识技能（模电数电与信号处理、单片机测控等相关技术）完成若干个有软有硬的必修选修子项目，最后通过实践过程质量、PPT答辩情况、撰写书面设计报告和技术文稿等形式考察技术层面的综合能力、技术水平。

思政教育目标：

本课程通过为学生提供工业大背景下的生产认知和多任务协同式的大综合工程项目实践环境，一方面，在认知科学的大工程观的基础上，让学生能够体会现代工业快速发展带来的高级工程人才的渴望，另一方面，在加强学生对专业理论知识的理解，提高分析、解决实际问题的能力的同时，强化工程师角色和提高职业素养的意识，并“做中学”过程中锤炼学生的科学严谨的工作精神和正确的价值观。具体思政教育目标如下：

1.职业素养：职业素养的教育目标是帮助大学生适应并胜任未来的企业技术与管理工作。为学生职业生涯的可持续发展奠定坚实基础。职业素养教育需要多个阶段的工程实践过程来实现，让学生在职业角色体验和工程实践过程中感受其内涵和要求。本课程通过上述工业生产线大系统的工程综合实践过程，让学生认清职业素养内涵（友善、沟通、团结、合作、责任、诚信、严谨、创新）是现代企业生产与管理的需要，是高级工程技术人才必须具备的重要品质。进而对树立正确的社会主义核心价值观起到积极的导向作用。

2.科学精神：现代科技飞速发展，很多工程都是大而复杂的综合项目。未来的工程师较之过去和现在更需要较宽的知识面, 需要多学科背景, 需要良好的综合素养。在本课程工业生产系统的综合实践过程中，要让学生认识到大的综合性工程需要具有多学科视野、具有扎实科学基础知识以及较宽的工程背景的人才，要让学生在综合实践过程中体会到各个项目的实现、子任务的完成都要有态度认真、学术严谨、实事求是、追求真理的科学精神。

二、课程目标达成的途径与方法

要开展面向大工业生产线的思政性工程实践教学，课程首先会面临学生专业能力弱、实践经验少的问题。因为专业工程师所运用的实践方法，对大三的学生来说肯定是相当复杂且不熟悉的。特别是缺少实际经验的学生来说，这些实践要素是内隐的，是难以理解的。因此，教学环节中除了要凸显学生职业素养和科学精神等要素外，还要通过以下几方面引导学生进入以项目驱动为核心的思维创新综合、技术知识综合、素养价值综合的实践状态，有效促进学生分析、解决实际问题的能力形成、个人角色和价值的认同。

1.设计循序渐进的课程活动。课程活动的设计目的是为了把学生的先验知识、能力、经历与实践串联起来，使学生逐步形成参与实践所需的技能、知识和职业素养、品质意识。主要培养方法：基于真实工业大系统情景，按照情景认知-案例导学-项目驱动-实践总结的流程，循序渐进安排课程活动。具体途径：（1）在真实情景中选择实践主题。在真实的情境中指导学生参观操作生产设备，使学生有意识地了解生产线总体情况和行业人才素养需求，并结合专业方向和感兴趣的问题，选择实践学习主题。（2）在案例分析中系统梳理知识。将现场操作发现的问题和案例中的解决方案进行系统分析，让学生在初步体验之后，更深刻地理解系统各个单元的组成及相互协同的方式。（3）在项目实践中提高实践能力和科学探究精神。把案例分析中学习到的技术知识和系统设计方法融入到小组合作的项目实践中，巩固理论知识和技术方法的同时，培养团队合作精神。（4）在总结反思中形成可迁移的经验和职业品质。通过小组答辩、学生互评，促进学生反思整个实践过程所采用的实践方法，形成把知识、能力、经历与实践连接起来的经验与品质。

    2.提供软硬件综合优势的资源。情境认知学习理论知识,知识的意义是在一定的情境中建构的。真实情境往往更能激发学习者创造性解决问题的欲望和科学探究的精神,去创造独特的方法来解决有多观点和多方法的复杂问题。所以，资源条件建设首要工作是营造一个具有真实情景的实习场，主要培养途径：（1）以自主设计的工业化生产线为核心来营造真实情景的生产车间。（2）配备分立设备，与生产设备组成层次分明的工程综合实训装备系统。（3）通过局域网系统，实现实验室设备系统和实践教学过程的一体化管理。

3.设计应对实践的复杂性的教学策略。除了从教学活动安排、资源配置为应对工程实践项目的复杂性，减少学生认知负荷，和交互方式多个角度进行教学设计。（1）基于先行组织者策略查漏补缺。分析学生开展实践的知识和技能缺口，预先安排知识讲解和基础实践；通过案例分析进行导学，再启动项目实践，每一步都在为下一步的活动提供脚手架。（2）不断循环、不断改进的学习过程。预先安排的知识讲解和基础实践是针对大部分学生的共性缺口进行的，通过提供网络资源查询和分类分层的项目导航，使学生在“理论-实践”不断循环中不断改进学习过程，解决了小组项目日趋多样化的情况下实践所需知识和技能也在不断扩充的问题。（3）从多个角度使降低复杂度。教师指导学生小组成员分别承担不同的工作任务，分散了个人的认知负荷；通过可回放、有特写的教学录像、装置动画，使复杂工作原理等内隐的技术要素外显化，以便学生进行观察和讨论，逐步理解并掌握技术综合的方法等实践要素。

4. 项目实践的过程评价方法

上述实践教学过程架构的设计、内容的选择以及科学的组织较好地适应工程综合实训对象的多专业多层次特点，引导学生较好、较顺利地进入到工程综合项目情景氛围中。为了使师生明确工程实训目标，进一步加强实训教学效果，需要在实践教学项目的初期导航与指导内容当中建立“三表一章程”的分层分类的过程评价与验收标准，其能够较客观合理地评价、考量每个小组从项目方案构思、设计、实施到调试验收整个项目运行过程，便于在较短的课程实训教学过程中，全面地体现项目合作运作的关键要素，同时将技术、管理、人文精神的思政要素融入评价方法，提升项目小组成员团队合作的原动力和凝聚力。令分层分类的考评更加灵活多样、科学人性。

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系

注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。

2.不涉及工程教育认证的公共基础课程（含必修和选修）不填写上表。

3.各专业的非公共基础课程的毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。

4.上述毕业支撑项主要针对机电、光电工程专业。

四、课程主要内容与基本要求

注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；

2.实验类别指必做、选做等。

3.项目平台基础实践的选做实验学时总计应达到14学时。

4.上述各类各项选做实验，学生应在老师指导下根据专业分类选择。

五、考核方式及成绩评定

六、推荐教材与主要参考书

（一）推荐教材：

（1）《测控系统工程实训教程》，张新娜等编著.（讲义）.自编，2008年6月。

（2）《机电综合工程实训教程》，王栋等编著. （讲义）.自编，2008年6月。

（二）主要参考书：

（1）《机电一体化实用手册》[日]三浦宏文编著..科学出版社.2001年1月。

（2）《数据采集与处理技术》马建明主编：，西安交通大学出版社，2005年9月。

（3）《工业生产自动化》王威 主编..科学出版社.2003年9月。

（4）《工业PC与测控系统》陈曾汉编著..机械工业出版社.2004年1月。

（5）参考资料51/430单片机、TMS2812 DSP、PCI-9111和USB6008、PLC和工业监控组态使用说明书等。