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机械与汽车工程分院是学院重点建设的专业教学分院，现开设有机械制造与自动化、数控技术、工业机器人技术、机电一体化技术、汽车运用与维修技术、汽车电子技术、汽车制造与装配技术、汽车营销与服务、城市轨道交通运营管理9个专业。

分院现有学生2000多人，教职员工81人，教师双师素质比例90%以上，企业兼职教师68人。近三年来，教师主持参与各级科研教改课题58项，公开发表专业学术论文217篇，主编教材21本，建设省市级精品资源网络共享课程6门，获得国家发明专利及实用新型专利18项，师生在各级各类竞赛中获奖47项。

分院专业建设成果丰硕，现有机械制造与自动化湖南省特色专业、机械制造与自动化中央财政重点支持实训基地、汽车运用与维修技术湖南省校企合作生产性实习实训基地、机电一体化技术长沙市重点特色专业、汽车运用与维修技术长沙重点特色专业、汽车运用与维修技术专业长沙市优秀教学团队等。

分院国际化合作办学成效显著，现有戴姆勒奔驰铸星教育项目、保时捷品质实习生项目、教育部中德诺浩高技能人才培养助推计划项目、中德汽车机电一体化胡格项目、德国巴斯夫喷涂合作项目、东风雷诺R-MVP项目、校企韩国居昌郡升降机大学电梯项目等校企合作项目。校企合作建设有戴姆勒-奔驰汽车培训中心、东风雷诺汽车培训中心等。开办有奔驰汽车机电维修技术订单班、奔驰汽车营销服务订单班、奔驰汽车钣喷技术订单班、东风雷诺汽车机电维修技术订单班、中德诺浩班、中德胡格汽车订单班等。

现为长沙市汽车产学研校企合作联盟理事长单位、湖南省机械工程学会副理事长单位、湖南省新能源汽车技术联盟首批发起单位。先后与中联重科、长沙伟诺机电有限公司、三一重工、上海大众汽车、长沙轨道交通集团有限公司、湖南永通汽车集团、兰天汽车集团、物产中拓等多家知名企业深度融合，校企合作开展人才订单班，毕业生就业率稳定在96%以上。