机器人工程(080803T)
Robot Engineering
一、专业介绍
机器人工程专业是教育部于2015年设立的新兴本科专业。我校在2010年开设的机械电子工程专业基础上,于2020年获批新设机器人工程专业,并于2021年招生。机器人工程专业是顺应国家智能制造发展战略和机器人科技发展趋势而设立的专业,是集机器人技术、机械电子、控制系统于一体的多学科交叉专业,具有很强的前沿性、综合性和实践性。我校机器人工程专业结合本校的办学理念,突出农业大学的工科专业特色,以社会需求为导向,将农业机械与机器人工程联结起来,为智能农业装备、农业机器人领域培养复合应用型人才。
二、培养目标
本专业培养德、智、体、美、劳等方面全面发展的社会主义建设者和接班人,具备良好的科学工程素养和文化修养,系统掌握机器人工程相关的机械、自动化、计算机、电子技术、传感器技术等方面的基本理论、方法和技能,能在机器人行业,特别是智能农业装备、农业机器人领域从事设计、制造、维护、管理及营销等工作的复合应用型人才。
预期本专业学生毕业后5年左右达到以下目标:
1.具有较强的工程意识和创新创业能力,具备社会责任感、人文科学素养、可持续发展观和国际视野,能够遵循职业道德与规范;具备团队合作能力,具有较强的沟通表达、协作协调和工程项目管理能力。
2.具有宽厚的基础知识、扎实的专业知识、实践能力强,能够应用所学知识分析和解决机器人相关领域复杂的工程技术问题。
3.具备工程应用技能,能够从事智能农业装备、农业机器人、工业机器人等产品的研究开发、设计制造、生产管理与运维等工作;熟悉机器人工程专业的前沿科学与技术,具备交叉学科知识融合能力。
4.具备积极主动适应不断变化的形势和环境的能力,能够通过终身学习,持续获取新知识和新技能的能力,适应行业的发展,在机器人及相关领域具有职业竞争力。
三、毕业要求
毕业生应达到以下几方面的知识、能力和素质要求:
1.工程知识:能够应用数学、自然科学、工程基础和机器人专业知识,解决机器人工程及其相关领域的复杂工程技术问题,了解本专业的前沿发展和趋势。
2.问题分析:能够应用数学、自然科学、工程科学的基本原理和专业基础知识,通过多种方法或技术途径,识别、表达机器人工程及其相关领域的复杂工程问题,并利用专业知识对工程问题进行分析,以获得有效结论。
3.设计/开发解决方案:能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,提出并分析针对机器人产品开发和经营管理过程中的复杂工程问题的解决方案,设计能够满足特定需求的机器人应用系统、机器人单元(部件)或机器人生产工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识。
4.研究:具有创新、批判与系统思维,能够基于科学原理并采用科学方法对机器人工程及其相关领域的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。
5.使用现代工具:掌握文献检索、资料查询的方法,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,针对机器人工程及其相关领域中的各类复杂工程问题进行预测、模拟和分析,釆取合理解决方案,得出有效结论,并理解其局限性。
6.工程与社会:能够基于工程相关背景知识对机器人应用工程项目进行合理分析,了解机器人应用工程项目可能对社会、健康、环境、安全、法律及文化的影响并能够正确评价,理解应承担的责任。
7.环境和可持续发展:在工程实践中,具有环保、可持续发展意识,并能够理解和正确评价机器人工程及其相关领域的工程实践对环境与社会的可持续发展影响。
8.职业规范:具有家国情怀,敢挑重担,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技术人员和管理人员的工程职业道德和规范,履行责任。
9.个人和团队:具有良好的团队协作精神,注重身心健康与全面发展,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,具有良好执行能力、参与意识、合作意识和较高的组织能力。
10.沟通交流:能够就机器人工程及其相关领域的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、清晰表达解决工程问题的方案或回应指令,展示成果,并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行交流和合作。
11.项目管理:理解并掌握工业生产管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。
12.终身学习:具有自我提高和终身学习的意识,有自主学习和适应机器人工程领域技术发展以及职业发展的能力。
表1:毕业要求支撑培养目标的实现矩阵
培养目标 |
毕业要求 | |||||||||||
毕业要求 1 |
毕业要求 2 |
毕业要求 3 |
毕业要求 4 |
毕业要求 5 |
毕业要求 6 |
毕业要求 7 |
毕业要求 8 |
毕业要求 9 |
毕业要求10 |
毕业要求11 |
毕业要求12 | |
培养目标1 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ | |||||
培养目标2 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
|||||
培养目标3 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
||||||
培养目标4 |
√ |
√ |
√ |
√ |
四、主干学科
机械工程;控制科学与工程
五、核心课程
自动控制原理、机器人学、信号与系统、单片机原理及接口技术、机器人传感技术、电气控制与PLC、机器人驱动与运动控制。
六、主要实践教学环节
1.主要集中性实践教学环节:工程训练、部件测绘及计算机绘图课程设计、机械设计基础课程设计、电子技术课程设计、单片机原理及接口技术课程设计、液压与气压传动课程设计、电气控制与PLC课程设计、机器人驱动与运动控制课程设计、工业机器人综合实训、机器人生产实习、毕业论文(设计)。
2.主要专业实验:大学物理实验、三维建模与仿真实验、电路分析实验、模拟电子技术基础实验、数字电子技术基础实验、机械设计基础实验、机械制造基础实验、液压与气压传动实验、信号与系统实验、自动控制原理实验、机器人学实验、单片机原理及接口技术实验、机器人传感技术实验、电气控制与PLC实验、机器人驱动与运动控制实验。
3.课外实践:全国大学生机器人大赛、全国大学生电子设计竞赛。
七、学制与学位
1.学制:基本修业年限4年,弹性修业年限3-6年。
2.学位:工学学士
3.学分要求:本专业学生最低修满166学分,并各模块修完相应最低学分,方可毕业。
表2:机器人工程专业毕业学时学分要求
课程类型 |
课程性质 |
学分 |
学分 比例 |
学时 (周) |
备注 | |
公共基础教育 (63学分) |
思想政治理论课 (17学分) |
理论 |
15 |
9.04% |
272 |
|
实验 (实践) |
2 |
1.20% |
2周 |
|||
公共必修课 (46学分) |
理论 |
40.5 |
24.40% |
760 |
||
实验 (实践) |
3.5 |
2.11% |
70 |
|||
集中实践 |
2 |
1.20% |
2周 |
|||
通识教育 (11学分) |
通识必修课 (6学分) |
理论 |
3 |
1.81% |
56 |
“四史”类课程必修1学分 |
实验 (实践) |
3 |
1.81% |
72 |
|||
通识选修课 (5学分) |
理论 |
5 |
3.01% |
80 |
文化艺术与审美体验模块必选2学分 | |
专业教育 (59学分) |
学科平台课 (17学分) |
理论 |
13.5 |
8.13% |
216 |
|
实验 (实践) |
3.5 |
2.11% |
84 |
|||
专业基础课 (14.5学分) |
理论 |
12 |
7.23% |
192 |
||
实验 (实践) |
2.5 |
1.51% |
60 |
|||
专业核心课 (18.5学分) |
理论 |
15 |
9.04% |
240 |
||
实验 (实践) |
3.5 |
2.11% |
84 |
|||
专业选修课 (9学分) |
理论 |
8.5 |
5.12% |
136 |
||
实验 (实践) |
0.5 |
0.30% |
12 |
|||
实践教育 (30学分) |
专业必修 (30学分) |
集中实践 |
30 |
18.07% |
30周 |
含1学分创新创业实践 |
素质拓展教育 (3学分) |
素质拓展课 (3学分) |
课外拓展 |
3 |
1.81% |
48 |
|
本专业修读总学分、学时要求 |
166 |
2382+ 34周 |
||||
实践(实验)学分所占比例 |
32.23% |
八、课程结构与培养计划进程表(表3-5)
表3:集中性实践教学环节
类 别 |
课程代码 |
课程名称 |
学分 |
实践周数 |
执行学期 |
教学实习 |
B692J10007 |
工程训练 |
4 |
4 |
3 |
课程论文(设计) |
B692J02700 |
部件测绘及计算机绘图课程设计 |
2 |
2 |
2 |
B692J10011 |
机械设计基础课程设计 |
2 |
2 |
4 | |
B692J10004 |
电子技术课程设计 |
1 |
1 |
5 | |
B692J10022 |
液压与气压传动课程设计 |
1 |
1 |
5 | |
B692J10002 |
单片机原理及接口技术课程设计 |
1 |
1 |
6 | |
B692J10003 |
电气控制与PLC课程设计 |
1 |
1 |
6 | |
B692J10009 |
机器人驱动与运动控制课程设计 |
1 |
1 |
6 | |
综合能力提升训练 |
B692J01400 |
工业机器人综合实训 |
2 |
2 |
7 |
B692J01500 |
机器人生产实习 |
2 |
2 |
7 | |
B692J10008 |
机器人技术创业实践 |
1 |
1 |
7 | |
毕业论文(设计) |
B692J10001 |
毕业论文(设计) |
12 |
12 |
8 |
公共基础教育实践 |
B071J00700 |
军事技能训练 |
2 |
2 |
1 |
表4:课程教学进程计划安排表
*标课程线上教学部分为新生收到录取通知书后在学校网络学习平台中进行。
表5:学年指导性教学计划
第一学年(秋季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L02600 |
中国近现代史纲要 |
2.5 |
40 |
2 |
马克思学院 |
B071L01000 |
大学生心理健康教育 |
2.0 |
32 |
2 |
学工部 |
B071L00800 |
军事理论* |
2.0 |
36 |
2 |
学工部 |
B211L00300 |
安全教育* |
1.0 |
32 |
2 |
保卫部 |
B181L01000 |
大学生职业生涯规划 |
1 |
18 |
2 |
就创中心 |
B621L03300 |
形势与政策1 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B621J00100 |
思想政治教育实践1 |
0.5 |
0.5周 |
马克思学院 | |
B431L00500 |
体育1 |
1 |
30 |
2 |
体育学院 |
B441L04400 |
大学英语1 |
3 |
48 |
4 |
外语学院 |
B451L02100 |
高等数学A1 |
5 |
80 |
6 |
信科学院 |
B071J00700 |
军事技能训练 |
2 |
2周 |
学工部 | |
B451L02900 |
大学生计算机基础 |
1 |
32 |
2 |
信科学院 |
B692L01800 |
专业导论 |
0.5 |
8 |
2 |
机电学院 |
B692L01700 |
机械制图及计算机绘图(上) |
3 |
52 |
4 |
机电学院 |
学分、周学时汇总 |
24.75 |
416+2.5周 |
32 |
第一学年(春季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L02500 |
思想道德与法治 |
2.5 |
40 |
2 |
马克思学院 |
B621L03400 |
形势与政策2 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B621J00200 |
思想政治教育实践2 |
0.5 |
0.5周 |
马克思学院 | |
B181L00300 |
创业基础 |
1 |
16 |
2 |
就创中心 |
B431L00900 |
体育2 |
1 |
38 |
2 |
体育学院 |
B441L04500 |
大学英语2 |
3 |
48 |
4 |
外语学院 |
B451L02400 |
高等数学A2 |
4.5 |
72 |
4 |
信科学院 |
B451L02000 |
线性代数A |
2 |
32 |
2 |
信科学院 |
B451L01900 |
大学计算机应用(C语言) |
3 |
56 |
4 |
信科学院 |
B361L05200 |
大学化学 |
2 |
36 |
2 |
化材学院 |
B692L01900 |
机械制图及计算机绘图(下) |
4 |
72 |
4 |
机电学院 |
B692Y00100 |
三维建模与仿真实验 |
1 |
24 |
2 |
机电学院 |
B692J02700 |
部件测绘及计算机绘图课程设计 |
2 |
2周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
26.75 |
442+2.5周 |
30 |
注:本学期开设四史课,学生应从《中共党史》《新中国史》《改革开放史》《社会主义发展史》四门课程中任意修读一门方可毕业,课程计16学时,计1学分,计入必修学分。
第二学年(秋季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L03500 |
形势与政策3 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B621J00300 |
思想政治教育实践3 |
0.5 |
0.5周 |
马克思学院 | |
B621L02800 |
马克思主义基本原理 |
2.5 |
40 |
2 |
马克思学院 |
B431L00300 |
体育3 |
1 |
38 |
2 |
体育学院 |
B441L04800 |
跨文化交际英语 |
2 |
32 |
2 |
外语学院 |
B361L00600 |
概率统计A |
3.5 |
56 |
4 |
信科学院 |
B361L04900 |
大学物理A |
5 |
88 |
6 |
化材学院 |
B332L23600 |
理论力学 |
3 |
48 |
4 |
水土学院 |
B332L19100 |
电路分析 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B692J10007 |
工程训练 |
4 |
4周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
24.25 |
354+4.5周 |
26 |
第二学年(春季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L10001 |
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 |
2.5 |
40 |
2 |
马克思学院 |
B621L03600 |
形势与政策4 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B621J00400 |
思想政治教育实践4 |
0.5 |
0.5周 |
马克思学院 | |
B431L00400 |
体育4 |
1 |
38 |
2 |
体育学院 |
B441L04900 |
学术英语 |
2 |
32 |
2 |
外语学院 |
B332L18300 |
材料力学 |
3 |
52 |
4 |
水土学院 |
B692L10021 |
信号与系统 |
3 |
52 |
4 |
机电学院 |
B692L10015 |
机械设计基础 |
3.5 |
60 |
4 |
机电学院 |
B373L02800 |
农学概论 |
1.5 |
24 |
2 |
农学院 |
B692L10017 |
模拟电子技术基础 |
3 |
52 |
4 |
机电学院 |
B692J10011 |
机械设计基础课程设计 |
2 |
2周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
22.25 |
358+2.5周 |
26 |
第三学年(秋季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L03700 |
形势与政策5 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B621L04600 |
习近平新时代中国特色社会主义思想概论 |
3 |
48 |
2 |
马克思学院 |
B332L25600 |
数字电子技术基础 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B692L10016 |
机械制造基础 |
3 |
52 |
4 |
机电学院 |
B332L27500 |
液压与气压传动 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B692L10023 |
自动控制原理 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B692L10013 |
机器人学 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B693L10002 |
电机及电力拖动 |
2 |
36 |
4 |
机电学院 |
B693L10014 |
数值计算方法 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B692J10004 |
电子技术课程设计 |
1 |
1周 |
机电学院 | |
B692J10022 |
液压与气压传动课程设计 |
1 |
1周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
21.75 |
344+2周 |
30 |
第三学年(春季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L03800 |
形势与政策6 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B181L00900 |
就业指导 |
1 |
20 |
2 |
就创中心 |
B332L18700 |
单片机原理及接口技术 |
3 |
52 |
4 |
机电学院 |
B692L10011 |
机器人传感技术 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B692L10009 |
电气控制与PLC |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B692L10012 |
机器人驱动与运动控制 |
2.5 |
44 |
4 |
机电学院 |
B333L07700 |
专业英语 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B693L10004 |
管理信息系统 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B693L10011 |
逆向工程 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B693L10013 |
人工智能概论 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B333L05500 |
精细农业 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B692J10002 |
单片机原理及接口技术课程设计 |
1 |
1周 |
机电学院 | |
B692J10003 |
电气控制与PLC课程设计 |
1 |
1周 |
机电学院 | |
B621L03800 |
机器人驱动与运动控制课程设计 |
1 |
1周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
22.25 |
332+3周 |
30 |
第四学年(秋季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L03900 |
形势与政策7 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B693L10006 |
机器人仿真技术 |
1.5 |
28 |
2 |
机电学院 |
B693L10005 |
机器人操作系统基础 |
1.5 |
28 |
2 |
机电学院 |
B693L10020 |
智能制造导论 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B693L10003 |
工业机器人技术与应用 |
2 |
36 |
2 |
机电学院 |
B693L10015 |
图像识别与处理 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B333L10600 |
农业机械概论 |
2 |
36 |
2 |
机电学院 |
B693L10008 |
机械营销学 |
1.5 |
24 |
2 |
机电学院 |
B692J01400 |
工业机器人综合实训 |
2 |
2周 |
机电学院 | |
B692J01500 |
机器人生产实习 |
2 |
2周 |
机电学院 | |
B692J10008 |
机器人技术创业实践 |
1 |
1周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
16.75 |
208+5周 |
16 |
第四学年(春季学期) | |||||
课程号 |
课程名 |
学分 |
总学时 |
周学时 |
开课单位 |
B621L04000 |
形势与政策8 |
0.25 |
8 |
2 |
马克思学院 |
B071L00700 |
大学生劳动教育 |
1 |
32 |
4 |
学工部 |
B081L00300 |
素质教育 |
3 |
48 |
4 |
团委 |
B692J10001 |
毕业论文(设计) |
12 |
12周 |
机电学院 | |
学分、周学时汇总 |
16.25 |
88+12周 |
10 |
九、课程体系与毕业要求对应关系矩阵(表6)
表6:机器人工程专业课程体系与毕业要求对应关系矩阵
序号 |
课程名称 |
毕业要求 | |||||||||||
毕业要求 1 |
毕业要求 2 |
毕业要求 3 |
毕业要求 4 |
毕业要求 5 |
毕业要求 6 |
毕业要求 7 |
毕业要求 8 |
毕业要求 9 |
毕业要求10 |
毕业要求11 |
毕业要求12 | ||
1 |
中国近现代史纲要 |
M |
H |
||||||||||
2 |
思想道德与法治 |
H |
H |
||||||||||
3 |
毛泽东思想和中国特色 社会主义理论体系概论 |
H |
M |
||||||||||
4 |
习近平新时代中国特色 社会主义思想概论 |
H |
M |
||||||||||
5 |
马克思主义基本原理 |
H |
M |
||||||||||
6 |
形势与政策 |
H |
H |
||||||||||
7 |
思想政治教育实践 |
H |
M |
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8 |
军事理论 |
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9 |
军事技能训练 |
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10 |
安全教育 |
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11 |
大学生职业生涯规划 |
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12 |
就业指导 |
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13 |
体育 |
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14 |
大学英语 |
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15 |
跨文化交际英语 |
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16 |
学术英语 |
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17 |
高等数学A |
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18 |
线性代数A |
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19 |
大学计算机应用 (C语言) |
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20 |
大学化学 |
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21 |
概率统计A |
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22 |
大学物理A |
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23 |
大学生心理健康教育 |
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24 |
大学生劳动教育 |
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25 |
创业基础 |
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26 |
大学生计算机基础 |
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27 |
“四史”类课程 |
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28 |
文化艺术与审美体验模块(通识选修) |
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29 |
专业导论 |
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30 |
机械制图及计算机绘图 |
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31 |
三维建模与仿真实验 |
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32 |
部件测绘及计算机绘图课程设计 |
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33 |
理论力学 |
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34 |
电路分析 |
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35 |
工程训练 |
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36 |
材料力学 |
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37 |
机械制造基础 |
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38 |
机械设计基础 |
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39 |
机械设计基础课程设计 |
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40 |
模拟电子技术基础 |
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41 |
数字电子技术基础 |
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42 |
电子技术课程设计 |
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43 |
液压与气压传动 |
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44 |
液压与气压传动课程设计 |
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45 |
信号与系统 |
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46 |
自动控制原理 |
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47 |
单片机原理及接口技术 |
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48 |
单片机原理及接口技术课程设计 |
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49 |
机器人学 |
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50 |
机器人传感技术 |
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51 |
电气控制与PLC |
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52 |
电气控制与PLC课程设计 |
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53 |
机器人驱动与运动控制 |
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54 |
机器人驱动与运动控制课程设计 |
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55 |
电机及电力拖动 |
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56 |
机器人仿真系统 |
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57 |
管理信息系统 |
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58 |
专业英语 |
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59 |
数值计算方法 |
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60 |
人工智能概论 |
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61 |
机械营销学 |
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62 |
智能制造导论 |
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63 |
工业机器人技术与应用 |
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64 |
逆向工程 |
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65 |
机器人操作系统基础 |
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66 |
农业大数据 |
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67 |
图像识别与处理 |
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68 |
精细农业 |
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69 |
农业机械概论 |
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70 |
工业机器人综合实训 |
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71 |
机器人生产实习 |
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72 |
机器人技术创业实践 |
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73 |
素质教育 |
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74 |
毕业论文(设计) |
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