材料成型及控制工程专业(模具设计方向)卓越工程师教育培养方案.doc

材料成型及控制工程专业（模具设计方向）
卓越工程师教育培养计划人才培养方案

一、培养目标
本专业培养基础扎实、特色鲜明、富有工程意识、求实与创新精神，适应经济建设和社会发展需要，德、智、体全面发展，掌握金属塑性成形和高分子塑料成型以及现代模具设计与制造的基础理论和工艺技术，具有应用计算机进行材料成形工艺分析的基本技能，具备一定的材料性能及产品质量检测分析的能力，擅长模具设计制造与材料成型生产的技术管理，能够在模具领域从事设计制造、技术开发及生产经营管理的模具工程师。

二、培养标准
依据专业学校培养标准，本专业学生在毕业后应具备以下知识、能力和综合素质：
1．基础理论
毕业生应具备工程制图、电工电子技术、机械设计制造、数控技术、冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、锻造工艺与模具设计、模具制造工艺与技术等领域的工程技术基础理论和专业知识。主要包括如下几方面知识：
（1）具有较扎实的数理知识和良好的计算机、外语运用能力，并具有一定的经济、管理、人文与社会科学知识；
（2）具有本专业领域较宽的专业基础理论知识，主要包括机械设计制造的基础知识、电工电子、控制技术等专业工程基础知识；
（3）具有本专业所必需的冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、锻造工艺与模具设计、模具制造等领域的专业知识，了解材料成形加工与模具设计制造相关技术的应用现状、面临的问题及发展方向；
（4）具有一定的学科交叉知识，了解社会、经济发展的需求及与本专业的关系，具有较宽阔的视野和较强的适应能力。

2．专业能力
本专业学生在材料加工工程领域的技术研发与应用、模具设计与制造、模具生产调试与维修以及模具成本核算与生产管理等方面应初步具备解决际工程问题的能力。主要培养的专业能力包括：
（1）机械设计与制造工艺、电工电子与数控技术、材料成型设备与模具制造设备等方面工程技术知识及应用能力；
（2）材料科学与加工技术、材料性能检测与组织结构分析的能力及相关分析检测技术知识及应用能力；
（3）塑料成型工艺分析与工艺方案制订、塑料成型设备选择与模具设计；
（4）冲压成型工艺分析与工艺方案制订、冲压成型设备选择与模具设计；
（5）锻造成型工艺分析与工艺方案制订、锻造成型设备选择与模具设计；
（6）模具制造技术与工艺方案的制订及模具成型加工设备的选择；
（7）模具数字化设计、工艺分析、制造能力；
（8）模具设计选材与失效分析；
（9）模具生产调试及维修工艺的制订；
（10）模具成本核算与生产管理；

3．综合素质
本专业学生在具备一定的专业知识和能力的基础上，应具有胜任研发、生产、销售及技术支持、管理等岗位所需的必要综合素质与能力，主要包括：
（1）思想品德、法律与诚信意识、社会责任感；
（2）科技文献检索与查询能力；
（3）终生学习的能力；
（4）书面表达、口头交流和多媒体交流能力；
（5）外语交流能力；
（6）人文素养、团队合作与人际交往能力；
（7）工程意识和创新意识；
（8）质量意识和低碳、环保意识；
（9）市场意识和价值效益意识。

三、基本学制
四年。

四、培养模式
依据机械、材料行业对本专业现场工程师的能力要求与课程及教学活动关联矩阵（附件1），实施公共教育+专业教育、校内教学+企业实践二个二段式（1+2+0.5+0.5）培养模式，即：一年级为公共教育，二、三年级为专业教育，前三年主要在校内培养，四年级在相关企业进行专业实践并完成毕业设计。

五、理论课程体系
根据材料成型及控制工程（模具设计）专业学生所面向机械、材料行业的需求，重点培养学生在材料成型加工、模具结构设计及制造等技术领域的专业知识与能力，围绕每个领域的要求，依据材料成型及控制工程（模具设计）专业的人才培养目标和培养标准，将学生的知识、能力与素质要求按照公共基础模块、模具工程基础模块、模具工程材料模块、冲压模具设计模块、塑料模具设计模块、锻造模具设计模块、模具制造模块、模具数字化CAX模块、专业与综合素质拓展模块、校企联合培养模块、综合能力课外培养模块等11个模块进行划分。具体的模块构成如图1所示：
1．主要课程
工程制图、机械设计基础、材料力学、理论力学、机械制造基础、数控技术、材料科学基础、材料成形基础、金属塑性成形原理、冲压工艺与模具设计、锻造工艺学、塑料成型工艺与模具设计、模具制造工艺、冷锻造工艺与模具设计、CAD/CAM技术、材料成型CAE技术及应用。

2．课程模块
（1）公共基础模块
教学目的：加强对学生思想道德素质、法律意识和社会责任感等方面的培养，强调全面发展，通过扩大学生的知识广度，拓展学生的视野，使学生兼备人文、社科与科学素养。
模块构成：政治思想、人文社会科学方面所有“两课”教育；工科学生必备的数学（高等数学和线性代数）、大学物理及物理实验；英语能力；计算机基础知识；大学体育等。
整合内容：将大学英语与专业英语进行适当整合，强化学生应用英语能力训练，除对学生英语等级的要求外，全面提高英语听、说、读、写的能力。
思想道德修养

数理知识

公共基础模块

1~4学期
校内培养
计算机、英语运用能力

模具工程基础模块

冲压模具设计模块

塑料模具设计模块

人才培养体系
锻造模具设计模块

模具制造模块

模具数字化CAX模块

模具工程材料模块

人文素质拓展模块

学科交叉拓展模块

素质拓展模块

专业知识拓展模块

毕业设计模块

企业实习模块

校企联合培养模块

社会实践模块

综合能力课外培养模块

创新能力培养模块

图1 材料成型及控制工程专业（模具设计方向）模块化人才培养体系
（2）模具工程基础模块
教学目的：要求学生全面掌握工程制图、机械设计与机械加工、电工电子等方面的工程技术基础理论知识和能力。
模块构成：工程制图、机械设计基础、理论力学、液压与气压传动、检测技术与数据处理、电工技术、电子技术和金工实习等。
（3）模具工程材料模块
教学目的：掌握材料科学基础知识，熟悉铸造和焊接等材料成形基本方法，了解模具材料的选用及热处理、模具零件表面处理的基本原理和技术手段及工程实际应用，培养学生分析问题与解决问题的能力。
模块构成：材料科学基础、材料力学、材料成形基础、材料力学性能、材料与环境、材料信息资源检索。
整合内容：《材料成形基础》要以铸造和焊接为主线，选择企业应用实例进行讲解，条件许可的情况可以采用“课堂讲座+车间现场教学”的授课模式，增强课程的工程实践性。
（4）塑料模具设计模块
教学目的：掌握高分子聚合物的结构特点、热力学性能和流变学性质及熔体在成型过程中流动状态与物理化学变化规律，熟悉常用塑料的成型工艺特性及不同成型方法的成型原理和工艺特点，掌握各类塑料成型模具的结构特点、成型零部件的设计计算及各种机构和系统的设计方法。
模块构成：高分子材料概论、塑料成型工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具课程设计。
（5）冲压模具设计模块
教学目的：掌握冲压工艺的理论基础、特点和应用范围，掌握冲压工艺制订与模具设计的原则和方法，熟悉典型冲压模具的结构，具备对中等复杂冲压件进行成形工艺制订和模具设计的能力。
模块构成：冲压工艺与模具设计、多工位级进模设计、大型覆盖件成形工艺与模具设计、冲压工艺与模具课程设计。
整合内容：在《冲压工艺与模具设计》课程中整合精密冲裁工艺及相关模具设计；《冲压工艺与模具课程设计》中的设计选题以企业典型实例为对象，增加题目的工程背景。
（6）锻造模具设计模块
教学目的：掌握热锻、温锻和冷锻的基本原理和相关模具设计的基本原则，了解锻造工艺设计的基本分析方法，初步掌握不同锻造模具的结构设计等专业能力，培养学生分析问题与解决问题的能力，为毕业后从事专业工作打下必要的基础。
模块构成：金属塑性成形原理、锻造工艺学、冷锻造工艺与模具设计、锻造工艺与模具课程设计。
整合内容：在原有锻造理论课程的基础上，新增《锻造工艺与模具课程设计》实践环节，本环节要求学生针对典型模锻零件，分析成型工艺，完成锻模设计，强化锻造实践环节。
（7）模具制造模块
教学目的：了解模具制造的基本特点，掌握模具的机械加工方法和工艺、特种加工方法及设备，了解模具的现代加工方法，掌握常用模具的装配工艺过程，熟悉模具生产管理的基本知识。
模块构成：数控技术、数控实习、模具制造工艺、机械制造基础、模具综合实验周。
整合内容：将《模具综合实验周》由目前的模具拆装、测绘等内容扩展为针对典型模具零件，完成加工工艺的制订、加工工艺卡的填写，并分组对模具零件进行简单加工。在内容上注意把传统加工工艺与现代加工方法进行有效整合，使内容更加科学合理。
（8）模具数字化CAX模块
教学目的：掌握CAD/CAPP/CAE/CAM技术的基本概念、原理和方法， 成型数字化技术的发展趋势，以及模具CAD/CAM的初步知识，为进一步应用该项技术打下坚实的基础，使学生能够初步掌握模具CAD的基本原理、模具三维数字化造型、材料成型CAE模拟分析、计算机辅助制造等内容环节。
模块构成：CAD/CAM技术、材料成型CAE技术及应用、CAPP概论、逆向工程。
整合内容：将传统的《CAD/CAM技术》课程与《材料成型CAE技术及应用》内容整合，使得CAD/CAE/CAM形成一个有机整体，在内容体系上更加完整科学，强化工程实践训练的针对性。
（9）专业与综合素质拓展模块
教学目的：要求学生通过文学类、艺术类、社科类公共选修课程的学习，具备良好的人文素养；通过模具工程师理论基础、模具设计选材与失效分析、压铸工艺与模具设计等专业素质拓展课程的学习，进一步拓宽材料成型领域模具设计专业知识。
模块构成：公共素质类拓展课程包含文学类、艺术类、社科类、经管类选修课程及创业与创新教育；专业素质拓展安排了模具工程师理论基础、材料表面工程、模具设计选材与失效分析、实用模具设计与制造方法、压铸工艺与模具设计等课程，以体现对核心专业能力的支撑和拓展。
（10）校企联合培养模块
教学目的：参与企业的技术研发和生产管理等工作，将理论与企业实践结合，并加以运用。培养学生具有现场工程师良好的职业道德和工程意识，进一步强化学生在相关行业及企业生产一线生产现场分析、解决本专业方向工程实际问题的能力。
模块构成：企业认识实习、企业专业实习、企业毕业设计。
（11）综合能力课外培养模块
教学目的：通过多层次、多种形式的课外培养，培养学生查阅资料、自我学习、团队合作以及工程意识和创新意识等，使学生的专业能力与综合素质得到锻炼和提高。
模块构成：学生参加社会实践、组织活动、参加科技竞赛、创新项目、教师科研、专业技能培训与认证等。
3．理论课程体系鱼骨架图
模块化理论课程体系鱼骨图如图2所示。

16

新生入学
现场工程师
专业素质拓展模块
公共基础模块
冲压模具设计模块
锻造模具设计模块
模具数字化CAX模块
公共素质拓展模块
模具工程材料模块
模具制造模块
塑料模具设计模块
模具工程
基础模块

大学英语
高等数学
工程制图
机械设计基础
CAPP概论
材料成型CAE技术及应用
CAD/CAM技术
冷锻工艺与模具设计
大型覆盖件成形工艺与模具
锻造工艺学
金属塑性成形原理
形势与政策
压铸工艺与模具设计
材料成形基础
材料力学性能
材料科学基础
机械制
造基础
液压与气压传动
高分子
材料概论
电工电子技术
道德修养与法律
线性代数
冲压工艺与模具设计
多工位级进模设计
模具制造工艺
数控技术
材料表面工程
塑料成型工艺与模具设计
大学物理
文学类选修课
艺术类选修课
交叉学科选修课
实用模具设计与制造方法
模具设计选材与失效分析

图2 材料成型及控制工程专业（模具设计方向）模块化理论课程体系

六、实践教学体系
与理论教学体系相对应，在上述模块中都设有实践教学环节，以锻炼和提高学生的运用知识能力。除常规课程实验、课程设计外，设置了一些工程实践综合实训环节，包括金工实习、电工电子实习、数控实习、模具综合实验周、模具工程师综合能力实训、模具数字化（CAD/CAE/CAM）设计实训以及冲压、塑料和锻造模具的企业认识实习、企业专业实习和企业毕业设计等。
1．实践教学体系鱼骨架图
新生入学
现场工程师
校企联合培养模块
公共基础模块
冲压模具设计模块
锻造模具设计模块
模具数字化CAX模块
课外综合素质拓展模块
模具工程材料模块
模具制造模块
塑料模具设计模块
模具工程
基础模块

计算机基础技能实训
英语强化周
工程制图测绘
电子实习
模具数字化设计实训
课程上机
锻造工艺与模具课程设计
专业实习
课程实验
材料信息资源检索
社会实践
课程实验
课程实验
机械设计基础课程设计
课程实验
电工实习
课程实验
冲压工艺与模具课程设计

数控实习
金工实习
模具综合实验周
塑料成型工艺与模具课程设计
大学物理实验
岗位技能培训
科技创新
科技竞赛
认识实习
毕业设计

图3 材料成型及控制工程专业（模具设计方向）模块化实践教学体系

2．系列化项目教学进程安排表
学期
项目名称
项目性质
归属课程
实施平台
组织方法
5、6
模具零件三维造型与模拟加工（PRO-E）
课程项目
模具数字化CAX模块
材料成形CAD/CAM实验室、 Moldflow材料成型CAE数值模拟实验室等（校企共建）
学生按照每3~5人组合，选择一个项目，教师在造型、模拟方面给与指导，对学生进行项目答辩考核验收。
模具零件三维造型与模拟加工（UG）
课程项目
模具零件三维造型与模拟加工（CATIA）
课程项目
金属板材成形CAE模拟（DANAFORM）
课程项目
塑料件成型CAE模拟（MOLDFLOW）
课程项目
冷锻件体积成型CAE模拟（DEFORM）
课程项目
压铸成型CAE模拟（ANYCASTING）
课程项目
5、6
典型冲压模具的拆装及测绘
课程模块（综合性）项目
冲压模具设计综合实习
材料加工实验中心、江苏省模具工程技术研究中心（校企共建）
学生每3~5人选择一个项目，教师在方案设计中给与指导，学生在项目完成后撰写总结报告并进行答辩考核验收。
单工序冲模工艺分析与结构设计
课程模块（综合性）项目
复合模工艺分析与结构设计
课程模块（综合性）项目
级进模工艺分析与结构设计
课程模块（综合性）项目
6
注塑模的成型模拟与分析
课程项目
塑料模具设计综合实习
材料加工实验中心、高分子材料实验室、江苏省模具工程技术研究中心、Moldflow材料成型CAE数值模拟实验室（校企共建）
学生每3~4人选择一个项目，教师在方案设计过程中给与指导，学生在项目完成后撰写总结报告并进行答辩考核验收。
注塑模分型面的选择与确定
课程项目
注塑模浇注系统的选用与设计
课程项目
注塑模冷却系统的设计
课程项目
注塑模顶出机构的设计
课程项目
6
注塑模内轮廓（盲孔）的电火花加工
课程模块（综合性）项目
模具制造模块综合实习
材料加工实验中心、江苏省模具工程技术研究中心（校企共建）
学生每3~4人选择一个项目，学生在项目完成后撰写总结报告并进行答辩考核验收。
级进模内轮廓（通孔）的线切割加工
课程模块（综合性）项目
塑料模外轮廓的加工中心加工
课程模块（综合性）项目
典型模具零件的加工工艺卡编制
课程模块（综合性）项目
6
凸凹模刃口的崩刃失效分析
课程模块（综合性）项目
模具工程材料模块综合实习
模具陈列室、模具失效分析室、材料实验中心、江苏省小节距工业链条工程技术研究中心、江苏省模具工程技术研究中心
（校企共建）
学生每3~4人选择一个项目，教师在方案设计、分析过程中给与指导，学生在项目完成后撰写总结报告并进行答辩考核验收。
小凸模的断裂失效分析
课程模块（综合性）项目
模具热处理强化及表面处理
课程模块（综合性）项目
链条连接片冲模寿命分析
课程模块（综合性）项目

七、综合素质培养
1．综合素质培养体系
依据《南京工程学院关于加强大学生综合素质培养的规定（试行）【南工教字（2005）6号】》规定，综合能力培养和创新学分的获得作为学生毕业资格审查条件之一，学生可通过多种方式获得综合能力培养和创新学分。
综合素质培养贯穿从学生入学到毕业全学程的始终，通过校内外教学与培养活动有机结合，采用多种形式培养学生必备的现场工程师素质。综合素质培养体系如图4所示。
（1）通过思想道德修养等课内必修课和文学类、艺术类和社科类选修课提高学生的思想品德、法律与诚信意识、社会责任感、人文素养和综合文化素质；
（2）通过计算机、英语等课程的学习，培养学生的外语交流能力和多媒体交流能力；
（3）通过专业教育模块内的实践环节学习，培养学生的工程意识和创新意识；以及书面表达和口头交流能力；
（4）通过参加科技竞赛、教师科研项目和科技创新活动，培养学生的团队合作与人际交往能力；书面表达、口头交流能力；科技文献检索与查询能力；
（5）通过大学生科技创新、各个级别的科技竞赛、参与教师科研项目、企业实训和毕业设计，培养学生的工程意识和创新意识；质量意识和低碳、环保意识以及市场意识和价值效益意识；
（6）通过专业岗位技能认证培训，鼓励学生在校期间参与各类职业技能证书培训并获得相应证书和学分，培养学生终生学习的能力。

思想道德修养课程
计算机运用能力
专业培养体系内的实践环节
企业实训
企业毕业设计
人文素质拓展课程
社会实践
创新能力培养
（岗位技能认证、科技创新活动、参与教师科研、科技竞赛等）
英语运用能力
综合素质培养体系

图4 综合素质培养体系

2．专业技能认证
    利用材料工程学院及学校与众多国内外著名企业的共建的工程中心、培训基地、共建实验室等实践教学平台，在材料成型及控制工程（模具设计）专业卓越工程师计划学生的综合素质培养体系中，将专业技能认证与科技竞赛作为两项重要的专业能力与综合素质培养手段。
材料成型及控制工程（模具设计）专业学生可参加的专业技能培训与认证项目如下表所示：
推荐专业技能证书（资质）表
项目名称
培训时数或天数
学分
开设学期
AutoCAD证书
1周
1
3
PRO/E证书
2周
2
4、5
UG证书
2周
2
4、5
CATIA证书
2周
2
5、6
数控车、铣床高级工
4周
2
4、5
ISO资格认证
2周
2
6、7
DYNAFORM板料CAE模拟证书
2周
2
6、7
MOLDFLOW塑料CAE模拟证书
2周
2
6、7
DEFORM体积CAE模拟证书
2周
2
6、7
ANYCASTING铸造CAE模拟证书
2周
2
6、7
长三角模具专业技术岗位能力认证
2周
2
7、8

3．科技活动
材料成型及控制工程（模具设计）专业学生可选择的校内科技活动项目包括：大学生科技创新、模具创新设计大赛、材料回收再生及利用大赛、AutoCAD创意设计大赛、高等数学应用能力竞赛、力学竞赛、数控技能大赛、大学生英语知识竞赛、大学生英语口译大赛、数学建模竞赛、大学生英语演讲比赛等。
材料成型（模具设计）专业学生可选择的校外竞赛项目包括：挑战杯全国大学生科技作品设计大赛、中国大学生创意创业大赛、3D数字化创新设计大赛、全国大学生和江苏省高等学校力学竞赛、省大学生科技训练计划、全国大学生数学建模竞赛江苏省高校大学生数学建模竞赛、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、全国计算机仿真大奖赛、江苏省大学生机械创新设计大赛、“外研社杯”全国英语演讲大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛江苏省预赛、全国大学生英语知识竞赛、江苏省高等学校高等数学竞赛。

八、企业培养方案
本专业学生的企业培养拟在南京康尼精密锻造有限公司、南京汽车锻造有限公司、南京力聚精密锻造有限公司、南京利民机械有限责任公司、南汽模具装备有限公司、南京金城塑胶有限公司、昆山华英精密模具工业有限公司、无锡曙光模具有限公司、昆山华富电子有限公司、苏州永儒塑胶有限公司等公司完成。企业培养分为现场实习和毕业设计两个阶段，学习指导由学校专业教师和企业具有丰富经验的工程师共同承担，企业落实学生在企业学习期间的各项教学安排，提供实训、实习的场所和设备，安排学生实际动手操作。
1．学习目的
通过在企业的实践，培养现场工程师良好的职业道德和工程意识，强化学生在相关行业及企业生产现场分析、解决本专业方向工程实际问题的能力。要求能够将学校培养的专业理论与工程能力在企业中加以实际应用和实践。
在强化材料成型加工技术领域现场工程师必须的专业技能的同时，了解行业和企业的技术现状，体验企业相关的文化，熟悉企业管理制度，培养质量、环保、市场和价值效益意识，培养良好的人际交往能力和团队合作精神。
2．时间安排
总体时间安排：企业培养的总时间为一学年，分为0.5+0.5两个阶段，即企业认识实习与企业专业实习（0.5）和在企业完成毕业设计（0.5）三个部分。企业培养具体安排如下：
序号
实习内容
学期
学时（学分）
1
企业认识实习
4
1周（1学分）
2
企业专业实习
7
14周（14学分）
3
企业毕业设计
8
16周（16学分）
合 计
31周（31学分）

3．具体方案
企业阶段培养具体方案见附件2。
九、毕业条件
修满190学分，成绩合格；综合素质不得低于10学分。

附件：
1、 能力要求与课程及教学活动关联矩阵
2、 材料成型及控制工程专业（模具设计方向）企业阶段培养计划
3、 材料成型及控制工程专业（模具设计方向）教学进程计划表