电子机械工程 如何融合“机”与“电”,突破传统人才培养难题?段宝岩院士带领电子机械工程学科团队给出答案

小编 2024-10-06 电子技术 23 0

如何融合“机”与“电”,突破传统人才培养难题?段宝岩院士带领电子机械工程学科团队给出答案

来源:【未来网】

当今世界,高精度、高性能电子装备已广泛应用于世界各国国民经济、高新技术及陆海空天各重点领域,其研发与制造能力不仅代表着一个国家的制造业水平,更是国家整体科技水平与科研实力的重要体现。因此,发达国家对电子机械工程学科的人才培养都十分重视。

电子装备是机电紧密结合系统,其电性能取决于机械、电子、传热、控制等多学科的学科水平及其交叉融合——培养电子装备设计与制造高技术人才的电子机械工程学科专业,是典型的交叉融合学科专业。

那么,如何将“机”与“电”两方面课程有机结合、交叉融合学科专业如何突破传统人才培养难题?经过半世纪积极探索,西安电子科技大学电子机械工程学科做出了有益尝试,形成了富有鲜明特色的交叉融合型电子机械卓越人才模式。在近日公布的2022年高等教育(本科)国家级教学成果奖中,由中国工程院院士、西电教授段宝岩牵头的《交叉融合型电子机械卓越人才培养探索与实践》荣获国家级教学成果奖二等奖。

搭建“课程群”开设“贯通课”

重构专业课程体系

段宝岩院士曾多次在学科研究发展高端论坛作面向未来的电子机械工程学科建设与人才培养主题报告。他表示,“实现交叉融合,需要在人才培养时特别注意通识教育和专才教育的有机结合,既要保证通识教育的完整性又要强调专才教育的精深性”。

多学科的交叉融合重叠往往意味着科研难度的增大。

作为交叉融合专业,电子机械工程学科除机械、力学,还需开设电路、控制、电磁场等多门课程,学时矛盾突出,加之新业态要求下急需增开的工业互联网、AI等课程,矛盾更是雪上加霜。如何平衡课程多、知识多的问题,便成了摆在面前的第一只“拦路虎”。

为此,电子机械工程学科团队进行了多方面的探索实践,从国家电子信息行业对创新人才能力的要求入手,倒推知识结构体系,以课程群建设为抓手,重构并优化专业课程。

经过审慎分析课程间的知识关联、梳理知识图谱,教师团队果断地将重复性知识点抽出,统一放在一门课中精讲、压缩重复知识点,增开数理课强化学生数理基础与专业基础,并开设4门贯通专业核心课、构建多个课程群,强化核心知识内容讲授,增进学生对多学科知识的融会贯通。

结合天线机电耦合理论模型等典型科研案例讲解泰勒级数等数学概念,以“神七”返回舱机载机箱搭建数学建模解释工程问题背后的数理本质……“这些冒着‘热气’进入专业课堂的科研成果,很受同学们的喜欢,在加深学生对数学概念理解的同时,更提升了学生对工程背后数理本质的认知”,团队教师王飞说。

建立“工程坊”

开放科教平台 强化实践出真知

“除课程设置推陈出新外,另一方面就是实践体系的建设。”段宝岩院士说。

教师团队对近30年毕业生与用人单位进行跟踪调研发现,传统培养模式下学生综合运用知识解决科技难题的能力偏弱,面对复杂表象很难抓住问题实质,着重表现为思维方法和实践能力的禁锢。

为解决这一弊端,近年来,学院搭建了机械综合实践、物联网测控等4个创新工程坊,着重实施为期一年的项目制课程实践与跨专业、跨年级的团队制工程实践。在工程坊每年动态发布的数十个课程设计项目中,学生需组建团队、综合应用课程知识和实践技能完成创新设计、加工装配、调试等任务。2022年,学院机器人工程卓越班与18位硕博士、9位学科导师共同组建了机器人视觉等6个工程实践团队,依托智能机器人创新工程坊,开发出机器人创新机构综合设计等项目,于实践中凝练培养出解决复杂工程问题的能力。

作为典型交叉融合学科专业的学生,综合运用多学科专业的实践能力尤为重要。

基于国家和省部级重点实验室、头部公司,学院依托“逐日工程”空间太阳能电站地面验证系统、“中国天眼”FAST 50m模型等搭建了多个科教平台,与华为、三星电子等建立联合实验室,并与多家骨干企业共建16个产教融合培训基地。每年有数百名学生奔赴各产教融合基地进行深度实习,面向新业态和新工科,在实践中锻炼提高交叉综合能力与工程实践能力。

科学成就离不开精神支撑,科学实践离不了开阔的思维视野。

在学院的积极邀请下,段宝岩院士、吴伟仁院士等名师大咖走进课堂,专题讲授综合交叉思维能力训练、最新科研成果,开设学科导论、新技术研讨,让电子机械工程学科最新动态与科研成果走进课堂,使学生在提升工程认知能力的同时增强创新思辨水平。

打造“导学金课”开发意志力“训练营”

让学生敢啃硬骨头

“不爱国是做不好科研的”“人才培养是电子信息技术发展的关键,西电学生应当不断进取、努力拼搏,在未来电子信息的浪潮中争当探索者和先锋者……”

这是最受西电学生欢迎的“导学金课”——由段宝岩院士领衔机电耦合导学团队教授的机电特色课程思政《开学第一课》《电子机械大视野》系列课程。院士、专家、校友们放眼科技发展长河,立足新时代人才培养现状,凝聚“西军电”红色基因,用通俗易懂的语言亲述重大科研攻关经历,在“逐日工程”空间太阳能电站地面验证系统、大型天线机电耦合实验平台等科研设施旁开展现场教学,为同学们推开了探索科技发展新世界的大门,在潜移默化中涵养学生的家国情怀和科学精神。

本科生独立就中国工程院发布的深空探测难题提出创新解决方案,还获得了来自“天问一号”总设计师张荣桥的肯定和鼓励——2021级机电工程学院电子封装技术专业本科生马世航做到了!

在大一应邀参加了中国工程院主办的“深空探索科学技术与应用”中国工程科技论坛后,马世航参加了学院开发的跨学科综合性“实验+实践+项目”意志力、耐挫力训练题库训练。“老师会预先开发预埋陷阱或障碍,让我们找出原因并改正,引领我们在攻坚克难中不断增强科研能力与勇气”。经过意志力提升项目的锻炼,同学们在学习科研生活中遇到难题绕着走的情况得以明显缓解。

让本科生加入研学团队、走进重大科研项目,这也是教师团队的匠心,在科研实践中激发学生对科研工作的热爱、引领未来前沿技术的拼搏信念,以及乐于钻研、献身科研的意志品质。

“亲眼观看星载可展开天线模型,还能参与‘逐日工程’——空间太阳能电站地面验证系统重大科研项目,开展微波无线传能、对日指向跟踪控制等研学活动,这可是本科阶段很少有的机会”,同学们兴奋地说。

依托大工程、大项目,团队教师们时常开辟平台,将科研育人化为课程思政第一手素材、深化课堂效果,以身边人、身边事为鲜活实例,让学生在体验式教学中学思践悟,更增强学生了敢啃、想啃硬骨头的信心,形成了导教研协同培养攻坚克难精神的育人机制,也使得研学团队成为又一高水平创新人才培养重要基地。

正是在这样的培养模式下,学院执行院长黄进教授领衔的电子装备机电耦合研学团队成功入选陕西省“重点科技创新团队”。师生坚定服务国家重大需求、解决卡脖子技术,近年来在基础理论研究不断取得创新的同时,研究成果成功应用于国家多个重大装备及重大工程中,为提升国家科技水平做出积极贡献。

学科专业建设成效显著

用人单位满意度高

利剑千锤成利器,精铁百炼出纯钢。

经过多年探索实践,由电子机械工程学科主导的交叉融合型电子机械卓越人才培养探索实践收获了显著成果。

围绕电子信息行业对电子机械人才需求,西电电子机械工程学科已构建了包括机械设计制造及其自动化等6个国家一流专业构成的专业群,在总学时压缩9.3%的基础上,学生对课程平均满意度由86.8%升至92.5%,学生骨干平均成绩、上研率及重点单位就业率分别提高了10.5%、11.5%及12.6%,获2021年陕西省教学成果特等奖在内的诸多奖项。近五年,该专业学生在学科竞赛中获国家一等奖32项、二等奖130项。毕业生中涌现出一批重点项目总师、国家杰青等行业领军人才和技术骨干。包括酒泉卫星发射中心测控总师王录在内的多名毕业生都认为课程体系和思维实践能力培养对个人成长具有重要作用。

“(西电)形成了面向国家重大需求的机电交叉融合专业人才培养模式,培养了一大批有爱国奉献精神、专业基础扎实、创新能力强的毕业生”,中国电子学会电子机械工程分会就该项实践探索做出高度评价。中电41所、兵器206所、华为等多家用人单位也给予了“很多毕业生已在重要领域、关键岗位得到重用”的肯定。

目前,相关人才培养理念与做法正被电子科技大学、大连理工大学、合肥工业大学、桂林电子科技大学、杭州电子科技大学等院校借鉴采用,取得良好推广效果。

亮眼成绩单的背后,是老师团队的坚守与担当、广大学生的成长与蜕变,更是一个学科专业半世纪以来薪火相传、弦歌不辍的精神传统。

立报国之志,育创新人才,担当历史使命,肩负强国重任,博采众家之长,勇于创新实践,师生齐心共同开创了学院学科发展的崭新局面。

征途未有穷期,奋进永不止步。随着新科技革命与电子信息产业变革的到来,工业与信息技术的深度融合势在必行,更对电子装备设计制造与电子机械创新人才能力培养提出了前所未有的挑战。

新的征程上,西安电子科技大学电子机械工程学科人才培养团队将牢记为党育人、为国育才初心使命,坚持立德树人根本任务,聚焦国家战略和产业发展重大需求,坚定心有大我、至诚报国理想,立志攀登创新高峰,努力打造国家战略科技力量,持续引领我国交叉融合型电子机械卓越人才培养发展,为加快建设教育强国、科技强国、人才强国贡献更多更大的西电力量。(通讯员:史倩云)

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机械电子工程,机械工程与自动化技术相融合,就业率相当高的专业

#长文创作激励计划#机械电子工程 是一门融合了机械工程与自动化技术的学科,它强调的是两者的有机结合与创新发展。这一学科的出现打破了传统的学科分类,集合了机械、电子、控制、信息、计算机等多种技术特点,代表了新技术、新思想、新研究方式和新研究目标的产生。

机械电子工程专业注重工程实践能力与综合能力的培养,专业口径宽、适应性强。主要学习力学、机械学、微电子技术、电力电子技术、信号处理技术、计算机应用技术、信息处理技术和现代设计方法的基本知识,接受现代工程师的基本训练,具有机电产品的设计、开发、制造、运行、试验与生产组织管理的基本能力。

北京交通大学的机械电子工程专业是中外合作办学,该专业深度融合了机械、电子、计算机等技术的典型交叉学科专业。这个专业旨在培养具有国际视野的人才,通过与澳大利亚伍伦贡大学的合作,学生可以在北京交通大学学习三年后,前往伍伦贡大学完成后续学业,并获得双学位。此外,该专业还通过了华盛顿协议(Washington Accord)认证,学位获得全球认可。

机械电子工程得课程设置:

核心课程。

1、机械制图:这门课程为学生提供机械零件和组件的可视化表示,帮助他们更好地理解和设计机械系统。

2、工程力学:这门课程介绍了力的作用、平衡和物体运动的基本概念,对于理解和设计机械系统至关重要。

3、机械设计基础:这门课程涵盖了机械设计的基本原则和方法,包括强度计算、静力学分析等。

4、机械制造基础:这门课程介绍了机械制造的基本工艺和技术,包括铸造、锻造、切削加工等。

电子方面。

1、电工与电子技术:这门课程为学生提供电路的基本概念和分析方法,包括直流电路、交流电路、电机驱动等。

2、电工学:这门课程深入讨论电路理论和电机原理,是电子工程专业的核心课程之一。

控制技术方面。

1、数控原理与维修:这门课程介绍了数控技术的基本原理和应用,包括编程、调试和维修。

2、电气控制与PLC:这门课程让学生学习可编程逻辑控制器(PLC)的基础知识和应用,这是工业控制领域的重要技术。

计算机方面。

1、C语言程序设计:这门课程教授C语言编程基础,它是许多工程领域中的标准编程语言。

2、微机原理:这门课程介绍了微型计算机的基本组成和工作原理,为后续的嵌入式系统设计打下基础。

其他重要的课程。

1、单片机原理与接口技术:这门课程让学生熟悉单片机的工作原理和接口技术,这对于设计简单的控制系统非常有用。

2、机电一体化系统设计:这门课程是机械电子工程专业的特色课程之一,它将机械设计和电子技术融为一体,进行系统级的设计和优化。

3、先进制造技术导论:这门课程介绍了现代制造技术的发展趋势和关键技术,如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)等。

这样设置课程的目的旨在培养学生的综合素质和实践能力。通过学习上述课程,学生不仅能够掌握机械和电子系统的设计和分析方法,还能够熟练运用计算机技术和控制理论解决实际问题。此外,课程设置还注重对学生创新能力的培养,鼓励学生参与科研项目和工程实践,以便更好地适应未来职业发展的需求。

大学毕业后,如果你想成为机械电子工程师,需要具备以下条件。

教育方面应该没有问题,通常情况下,机械电子工程师需要具备机械类、电子类或工业工程类等相关专业的本科及以上学历,但要在工作中逐步提升自己的专业知识和技术能力。

你需要掌握扎实的模数电基础,熟悉各种电子元件参数,并具备丰富的应用经验。此外,还需要熟悉NPI流程和电子组装行业的工作经验。熟练使用PROTELL99、CAD等设计软件也是必不可少的技能。你还需熟悉电路原理图,了解电子元器件性能及常用检测仪器工作原理。这就有一定的难度了。

实践经验可以通过实习或兼职的方式积累机械电子领域的实践经验。这可以帮助你了解行业动态,熟悉实际工作环境,并有机会操作相关设备和软件。

你要主动地加入科研项目或校内工程实践团队,可以在实践中学习和应用机械电子理论知识,同时也能培养团队协作和解决问题的能力。随着技术的快速发展,机械电子工程师需要不断更新自己的知识和技能。参加专业培训、研讨会或获取更高的学位可以帮助你保持竞争力。

初入职场,可以选择机械工程师或电子工程师的职位,这些职位通常涉及产品设计、设备维护、工艺改进等工作。在这个阶段,你可以通过实际操作和项目参与来提升自己的技能。

高级职位:随着经验的积累和技能的提升,你可以考虑晋升为高级工程师或项目经理。这些职位通常需要更多的管理和技术协调能力,以及领导团队完成复杂项目的经历。

机械电子工程课程就业前景 。机械电子工程专业注重工程实践能力与综合能力的培养,专业口径宽、适应性强,因此其就业前景是相当不错的。机械电子工程专业的毕业生可以在机械和设备制造、电子工程和电子工业等重要领域担任职务,可以就职于需要使用汽车和航空制造技术、自动化技术、机器人技术、微型和精密仪器技术、印刷和媒体技术、音频视频技术、医疗技术的企业。

机械电子工程专业的学生在毕业后,可以从事机电设备系统及元件的研究、设计、开发,以及机电设备的运行管理与营销等工作。具体的就业岗位包括销售工程师、结构工程师、机械工程师、销售经理、工艺工程师、销售代表、售后工程师、电气工程师、电子工程师、储备干部、维修工程师、机电工程师等。

根据有关信息(来源于网络,只做参考),机械电子工程专业硕士毕业生的年起薪一般都在15万元以上,正常在20万元左右,好的能够达到25或30万元。

南京理工大学的机械电子工程专业的毕业生就业前景相对较好,就业率很高,研究生就业情况非常好,应聘企业涉及各个行业,包括人工智能、制造业、互联网、市场、教育等等行业。

总的来说 ,机械电子工程是一个充满活力和发展潜力的领域,它不仅要求学生具备扎实的工程技术知识,还需要他们具备创新思维和跨学科协作的能力。随着科技的不断进步和社会的快速发展,机械电子工程专业的毕业生将会面临更多的机遇和挑战。机械电子工程课程的就业前景是乐观的,毕业生有着广泛的就业方向和较高的就业薪资,并且就业率也非常高。

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