工程教育要回归第一性原理——基于《华盛顿协议》毕业要求框架的反思

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作者 李志义 宫文飞 黎青青 《高等工程教育研究》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页

面对日新月异的技术变革和日益复杂的工程挑战,工程教育亟需回归基础,聚焦于培养学生应对未知的核心能力。《华盛顿协议》毕业要求框架明确将“利用数学、自然科学和工程科学的第一性原理……分析复杂工程问题”纳入毕业生应该具备的核... 面对日新月异的技术变革和日益复杂的工程挑战,工程教育亟需回归基础,聚焦于培养学生应对未知的核心能力。《华盛顿协议》毕业要求框架明确将“利用数学、自然科学和工程科学的第一性原理……分析复杂工程问题”纳入毕业生应该具备的核心能力,表明了第一性原理思维在工程人才培养中的重要地位。本文深入剖析了第一性原理的本质及其与基本原理的区别,论证了在工程教育中强化第一性原理的重要性,并通过具体学科案例阐述了第一性原理的实践应用,分析了我国工程教育中普遍存在的第一性原理缺失现象及其根源,并从课程体系与内容重构、教学方法革新、评价体系改革、师资能力提升与资源建设等维度,提出了强化第一性原理教育的策略。旨在为提升工程师解决复杂原始创新问题能力、推动工程教育范式革新提供理论支撑与实践路径。 展开更多

关键词 工程教育 第一性原理 毕业要求 复杂工程问题 创新能力 工程思维

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卓越工程师培养背景下工科生解决复杂工程问题能力评价指标体系研究

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作者 王行健 韦怡彤 马骏 《科教导刊》 2026年第2期1-7,共7页

卓越工程师培养背景对工科生解决复杂工程问题的能力提出了新的要求,这一要求既是工程教育高质量发展的核心导向,又是培养符合产业需求的拔尖工程型人才的关键抓手。文章在剖析卓越工程师培养背景下工科生解决复杂工程问题能力内涵和要... 卓越工程师培养背景对工科生解决复杂工程问题的能力提出了新的要求,这一要求既是工程教育高质量发展的核心导向,又是培养符合产业需求的拔尖工程型人才的关键抓手。文章在剖析卓越工程师培养背景下工科生解决复杂工程问题能力内涵和要素的基础上,通过德尔菲法和层次分析法,构建了包括三个一级指标及十二个二级指标的工科生解决复杂工程问题能力评价指标体系。该评价指标体系不仅为精准衡量工科生解决复杂工程问题的能力水平提供了科学框架,还为卓越工程师培养背景下工科教育的持续优化、教学模式的革新及工程人才培养质量的提升提供了有力的理论支撑与实践依据。 展开更多

关键词 卓越工程师 解决复杂工程问题能力 评价指标体系

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面向解决复杂工程问题能力培养的机械类专业建设探索与实践 被引量：2

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作者 朱文博 钱炜 《高教学刊》 2025年第22期33-37,共5页

解决复杂工程问题能力培养是我国目前高等工程教育中的主要难题,长期以来,机械类专业人才培养对解决复杂工程问题的考量欠缺,多沿用传统的教育模式,产学研用协同育人机制未有效建立和落实,无法对学生解决复杂工程问题能力培养提供有效... 解决复杂工程问题能力培养是我国目前高等工程教育中的主要难题,长期以来,机械类专业人才培养对解决复杂工程问题的考量欠缺,多沿用传统的教育模式,产学研用协同育人机制未有效建立和落实,无法对学生解决复杂工程问题能力培养提供有效支撑。针对这些问题,通过重构专业培养体系、重构教育教学过程、重构实践教学平台的“三重构”专业建设举措,持续推进“以提升复杂工程问题解决能力”培养为突破口的机械类本科专业建设综合改革,并通过十多年的专业建设实践,取得较好的人才培养与专业建设成效。 展开更多

关键词 机械类 本科专业建设 解决复杂工程问题能力 人才培养 探索 实践

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项目式学习驱动下复杂问题解决能力的教学实践与评价:废弃口罩资源化教学案例反思 被引量：6

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作者 付金伟 魏佳鑫 +1 位作者 刘淑丽 Emmanuel Detournay 《高等工程教育研究》 北大核心 2025年第4期99-105,共7页

在“双碳”目标背景下,高等工程教育亟需面向绿色技术与可持续发展培养学生复杂问题解决能力。基于项目式学习理论,本文构建任务驱动、动态反馈与生成性评价相结合的教学框架,以废弃口罩增强混凝土断裂韧性试验为案例开展研究。实验测... 在“双碳”目标背景下,高等工程教育亟需面向绿色技术与可持续发展培养学生复杂问题解决能力。基于项目式学习理论,本文构建任务驱动、动态反馈与生成性评价相结合的教学框架,以废弃口罩增强混凝土断裂韧性试验为案例开展研究。实验测试与数值模拟揭示纤维桥接效应与能量耗散机制对混凝土性能优化的作用,验证动态任务与多目标冲突对学生系统性思维与创新能力的促进作用。研究设计贯穿任务认知、路径优化、过程调控与成果迁移的多维评价体系,精准捕捉能力生成轨迹并优化教学设计。结果表明,该模式能够系统提升学生从问题表征到方案创新的全链条能力,为“双碳”目标下绿色工程教育的人才培养与教学改革提供科学支持。 展开更多

关键词 项目式学习 复杂问题解决能力 绿色工程教育 废弃口罩资源化 双碳

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数字化思维测评的模型构建、量表开发与应用研究 被引量：1

5

作者 朱露 胡德鑫 《中国考试》 北大核心 2025年第2期60-71,共12页

数字经济发展带来思维方式的转变,数字化思维成为培养数字工程师与提升工程人才数字能力的重要议题。为明确工程人才的数字化思维测评方法,本研究基于认知水平层次理论和复杂问题解决理论,结合文献梳理、半结构化访谈编制数字化思维初... 数字经济发展带来思维方式的转变,数字化思维成为培养数字工程师与提升工程人才数字能力的重要议题。为明确工程人才的数字化思维测评方法,本研究基于认知水平层次理论和复杂问题解决理论,结合文献梳理、半结构化访谈编制数字化思维初始量表,使用1059名学生的测查数据,采用项目分析和因子分析对量表进行维度修正与模型检验,构建了由关联思维、建模思维、算法思维、合作思维和迭代思维五个维度、28个测试题项构成的数字化思维量表,量表信效度良好。研究还运用数字化思维量表对565名工科生进行测评,结果显示,工科生数字化思维水平在不同年级、学校、专业之间存在显著差异。 展开更多

关键词 工科本科生 数字化思维 认知水平 复杂问题解决过程 自评量表

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电子信息类专业实习实践新探索

6

作者 黄菊香 赵同刚 +2 位作者 姚东伟 孟庆辉 崔岩松 《实验室科学》 2025年第3期205-213,219,共10页

在电子信息类专业实习的教学改革中,工程教育专业认证扮演了关键的角色。以北京邮电大学电子信息类专业的专业实习课程为案例,旨在探讨在工程认证框架下专业实习的实验实践与创新。围绕解决复杂工程问题这一核心,结合专业实际工程案例,... 在电子信息类专业实习的教学改革中,工程教育专业认证扮演了关键的角色。以北京邮电大学电子信息类专业的专业实习课程为案例,旨在探讨在工程认证框架下专业实习的实验实践与创新。围绕解决复杂工程问题这一核心,结合专业实际工程案例,提出了一种新的实习模式,该模式按照“基础类—专业类—综合工程项目实践”三个层次进行设计。这一创新模式有助于更有效地培养学生的工程意识、团队协作精神以及运用所学知识解决实际问题的综合能力,并在实践中取得了显著的实习成效。 展开更多

关键词 工程认证 电子信息类 专业实习 解决复杂工程问题 实践新探索

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培养复杂工程问题解决能力的一体化课程体系——华中科技大学电气工程及其自动化专业改革 被引量：53

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作者 韩婷 李红斌 +2 位作者 文劲宇 陈晋 尹仕 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2018年第2期52-59,共8页

工程教育认证对于解决复杂工程问题所需的知识、能力和素质要求做出了明确规定。华中科技大学电气工程及其自动化专业据此制定了解决复杂工程问题的学年递进式培养要求,并通过对工程实践课程和学科知识课程进行改革与重组,构建出一个复... 工程教育认证对于解决复杂工程问题所需的知识、能力和素质要求做出了明确规定。华中科技大学电气工程及其自动化专业据此制定了解决复杂工程问题的学年递进式培养要求,并通过对工程实践课程和学科知识课程进行改革与重组,构建出一个复杂工程问题解决能力递进式培养的一体化课程体系,形成对培养要求的完全支撑。本文通过对其一体化课程体系改革进行详细阐述,以及从课程群建设、知行一体化建设、课外实践活动与课堂教学一体化建设三个方面进行深入思考,以期为其他工程专业的人才培养提供有益借鉴。 展开更多

关键词 复杂工程问题解决能力 一体化课程体系 递进式培养

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以解决复杂工程问题能力培养为目标的综合实践课程群建设——以“大型火电机组热控系统设计及实现”为例 被引量：15

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作者 王晓燕 董泽 翟永杰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第9期212-218,共7页

"卓越计划"在工程教育改革上负有重任,本科工程教育的基本定位是培养学生解决复杂工程问题的能力。本文结合某校能源电力特色背景,在自动化专业卓越工程师班的大四阶段,开设"大型火电机组热控系统设计及实现"综合... "卓越计划"在工程教育改革上负有重任,本科工程教育的基本定位是培养学生解决复杂工程问题的能力。本文结合某校能源电力特色背景,在自动化专业卓越工程师班的大四阶段,开设"大型火电机组热控系统设计及实现"综合实践课程群。课程群依托"激励式600 MW超临界仿真系统"进行,从教学内容、教学方法及考核环节等方面,围绕"解决复杂工程问题的能力培养",进行了一系列改革与实践。 展开更多

关键词 复杂工程问题 解决复杂工程问题能力 工程教育 卓越工程师 综合实践课程群

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复杂工程问题解决能力培养中《机械设计基础课程设计》教学内容与组织 被引量：8

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作者 杨培林 文永红 陈丽 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第S2期65-67,共3页

《机械设计基础课程设计》是继《机械设计基础》课程后的一门重要的实践性课程,但传统《机械设计基础课程设计》的教学内容及组织模式,难于对学生复杂工程问题解决能力的培养形成有效支撑。首先分析了传统《机械设计基础课程设计》教学... 《机械设计基础课程设计》是继《机械设计基础》课程后的一门重要的实践性课程,但传统《机械设计基础课程设计》的教学内容及组织模式,难于对学生复杂工程问题解决能力的培养形成有效支撑。首先分析了传统《机械设计基础课程设计》教学内容及其在学生复杂工程问题解决能力培养方面的不足,然后对重新规划后的《机械设计基础课程设计》教学内容进行了介绍,并分析了其对培养学生复杂工程解决能力的支撑作用,最后介绍了《机械设计基础课程设计》的组织模式与考核评价方法。 展开更多

关键词 复杂工程问题 解决能力 机械设计基础 课程设计

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以解决复杂工程问题能力为导向的测绘工程专业实践课程体系构建 被引量：3

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作者 苏勇 熊俊楠 +3 位作者 刘福臻 刘姗 贾宏亮 戴小军 《高等建筑教育》 2022年第4期161-166,共6页

培养学生解决复杂工程问题能力是工程教育认证和高等工程教育发展面临的重要挑战。结合工程教育认证理念,通过对当前高等教育和高等工程教育的新形势、新要求阐述,分析了复杂测绘工程问题的特征;根据学校办学定位与特色,设置了测绘工程... 培养学生解决复杂工程问题能力是工程教育认证和高等工程教育发展面临的重要挑战。结合工程教育认证理念,通过对当前高等教育和高等工程教育的新形势、新要求阐述,分析了复杂测绘工程问题的特征;根据学校办学定位与特色,设置了测绘工程专业培养目标,提出了基于实践教学能力的毕业要求;通过绘制实践教学-能力培养路线图,构建了支撑复杂工程问题能力培养的实践教学课程体系;通过课程中对学生层次化、模块化能力培养,保证了解决复杂工程问题培养目标达成,可为测绘工程及相关专业的人才培养方案修订与实践教学课程设置提供借鉴。 展开更多

关键词 测绘工程 解决复杂工程问题能力 实践教学 课程体系

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“新工科”背景下电气类专业学生“解决复杂工程问题”能力培养途径 被引量：6

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作者 迟耀丹 杨佳 王超 《邢台职业技术学院学报》 2024年第3期18-21,62,共5页

产出导向在工程教育认证中占据核心地位,是衡量人才培养质量的关键所在。文章立足于新工科发展趋势,深入探索在工程教育中如何有效培养学生解决复杂工程问题的能力。通过引入CDIO-OBE理念,优化课程体系与工程实践体系,增加多学科交叉融... 产出导向在工程教育认证中占据核心地位,是衡量人才培养质量的关键所在。文章立足于新工科发展趋势,深入探索在工程教育中如何有效培养学生解决复杂工程问题的能力。通过引入CDIO-OBE理念,优化课程体系与工程实践体系,增加多学科交叉融合课程,构建多层次、立体化的产教融合协同育人平台,建立多维度评价标准体系,推动电气类专业人才培养模式的改革与创新,旨在促进专业教育与创新教育的深度融合,为“专创融合”提供切实可行的实施路径。 展开更多

关键词 解决复杂工程问题 电气类专业 工程教育认证 新工科

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以解决复杂工程问题能力培养为导向构建递进式多级创新实践教学体系 被引量：12

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作者 王红霞 程伟丽 +2 位作者 牛晓峰 韩富银 郑留伟 《中国现代教育装备》 2021年第13期79-81,共3页

针对工程教育专业认证和行业对学生“解决复杂工程问题能力”的急迫需求,提出构建递进式多级创新实践教学体系,将培养目标分层递进、实践与理论交替攀升、实践教学方式大胆改革,实践平台多维搭建,实践教学效果多元评价,激发了学生的参... 针对工程教育专业认证和行业对学生“解决复杂工程问题能力”的急迫需求,提出构建递进式多级创新实践教学体系,将培养目标分层递进、实践与理论交替攀升、实践教学方式大胆改革,实践平台多维搭建,实践教学效果多元评价,激发了学生的参与主动性,提升了学生解决复杂工程问题的实践能力。 展开更多

关键词 复杂工程问题能力 培养目标分层 创新实践教学体系

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面向解决复杂工程问题能力培养的五阶教学模式创新与实践——以化工原理课程为例 被引量：16

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作者 傅杰 金新新 《化工高等教育》 2023年第3期48-54,共7页

化工原理是化工类专业的平台课程,是学生从理科思维向工科思维转变的关键课程。传统的化工原理课堂教学活动固化,考核方式单一,教学内容与工程实际严重脱节,无法匹配解决复杂工程问题能力培养的目标。对此,文章提出将解决复杂工程问题... 化工原理是化工类专业的平台课程,是学生从理科思维向工科思维转变的关键课程。传统的化工原理课堂教学活动固化,考核方式单一,教学内容与工程实际严重脱节,无法匹配解决复杂工程问题能力培养的目标。对此,文章提出将解决复杂工程问题的能力拆解成多种高阶能力与素质,构建五阶教学模式,并设计与拆解目标相匹配的结构化教学活动和多维度考核评价方式,以保证目标、活动、评价之间的一致性。教学实践表明,五阶教学模式有助于提高学生解决复杂工程问题的能力。 展开更多

关键词 化工原理 解决复杂工程问题能力 五阶教学模式

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虚拟仿真实验在“食品机械与设备”教学中的应用 被引量：4

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作者 张崟 陈卫军 +3 位作者 周闯 刘文龙 余华 刘达玉 《农产品加工》 2023年第24期106-108,共3页

“食品机械与设备”课程是食品类本科专业重要的必修课,对培养学生的利用食品加工机械的实践能力和解决复杂工程问题能力都具有非常重要的作用。为了更好地提升“食品机械与设备”课程的教学质量,结合团队的教学经历,从虚拟仿真实验对... “食品机械与设备”课程是食品类本科专业重要的必修课,对培养学生的利用食品加工机械的实践能力和解决复杂工程问题能力都具有非常重要的作用。为了更好地提升“食品机械与设备”课程的教学质量,结合团队的教学经历,从虚拟仿真实验对“食品机械与设备”课程教学的积极作用、虚拟仿真实验内容与该课程结合方式,以及虚拟仿真实验项目的应用案例几个方面,讨论了虚拟仿真实验在“食品机械与设备”课程教学中的应用,以期为该课程的教学质量改进和学生解决复杂工程能力培养起到良好推动作用。 展开更多

关键词 食品机械与设备 虚拟仿真 复杂工程问题 工程能力 课程改革

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浅谈新工科背景下学生复杂工程问题能力的培养——以《流体力学与流体传动》课程为例 被引量：4

15

作者 毛文贵 卿上乐 李建华 《教育教学论坛》 2019年第4期233-234,共2页

为适应新工科背景下学生复杂工程问题能力的培养,本文以《流体力学与流体传动》课程为例,引入"学校大班授课+校企合作项目式"教学模式,从专业能力、应用能力和职业能力三个能力层次面浅谈学生复杂工程问题能力的培养,探寻与... 为适应新工科背景下学生复杂工程问题能力的培养,本文以《流体力学与流体传动》课程为例,引入"学校大班授课+校企合作项目式"教学模式,从专业能力、应用能力和职业能力三个能力层次面浅谈学生复杂工程问题能力的培养,探寻与产业需求相结合,提高学生解决复杂工程问题能力和社会生存能力。 展开更多

关键词 复杂工程问题能力 “学校大班授课+校企合作项目式” 流体力学与流体传动

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解决复杂工程问题能力培养的PLC课程实践教学方法探索 被引量：8

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作者 李萍 祁鲲 刘丽华 《中国现代教育装备》 2018年第9期33-35,共3页

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是机电类专业实践性较强的专业基础课程。在实践教学中为达到解决复杂工程问题能力培养的目标,在实验室配套建设与规划的基础上,提出建设PLC实践教学体系,探索互动式实践教学模式,... 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是机电类专业实践性较强的专业基础课程。在实践教学中为达到解决复杂工程问题能力培养的目标,在实验室配套建设与规划的基础上,提出建设PLC实践教学体系,探索互动式实践教学模式,采用组态软件强化学生学习兴趣。体系化、层次化、互动式的实践教学环节可有效提高学生学习的积极性、主动性、创造性,形成教与学的相互促进、相生相长的良性循环。 展开更多

关键词 PLC实践教学体系 解决复杂工程问题能力培养 教学方法 组态软件

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“赛教融合”培养学生复杂工程问题解决能力研究与实践——以车辆工程为例 被引量：4

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作者 张传伟 高怀斌 +2 位作者 马逾 赵栓峰 文建平 《汽车实用技术》 2023年第6期179-183,共5页

着力提升学生复杂工程问题解决能力是我国本科教学自工程教育开始专业认证工作以来最核心的培养目标。文章通过提出“赛教融合”人才培养教学体系,给出“赛教融合”课程体系改革培养学生复杂工程问题解决能力的理论及方法,同时对“赛教... 着力提升学生复杂工程问题解决能力是我国本科教学自工程教育开始专业认证工作以来最核心的培养目标。文章通过提出“赛教融合”人才培养教学体系,给出“赛教融合”课程体系改革培养学生复杂工程问题解决能力的理论及方法,同时对“赛教融合”教学改革培养学生复杂工程问题解决能力的模式进行实践与探索。专业建设、人才培养和学科竞赛等方面的成果表明,“赛教融合”培养模式下,大学生实践动手能力和创新创业能力明显增强。 展开更多

关键词 培养目标 复杂工程问题 解决能力 赛教融合 车辆工程专业

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产学合作协同育人背景下运动控制系统实践教学改革探索 被引量：3

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作者 李萍 厉虹 +2 位作者 王丽婕 祁鲲 刘思嘉 《中国现代教育装备》 2022年第9期139-142,共4页

高校为适应社会经济与科技发展对解决复杂工程问题能力的人才需求,对实践教学提出了新的要求。运动控制系统是电气工程专业综合性、实践性强的核心课程,有利于培养学生解决复杂工程问题的能力。以新工科倡导的创新型、综合型工程教育理... 高校为适应社会经济与科技发展对解决复杂工程问题能力的人才需求,对实践教学提出了新的要求。运动控制系统是电气工程专业综合性、实践性强的核心课程,有利于培养学生解决复杂工程问题的能力。以新工科倡导的创新型、综合型工程教育理念为核心,以产学合作协同育人项目为依托,改革实践教学内容、方法,以适应当前行业技术发展要求。在配置虚拟仿真与硬件实验系统相结合的快速控制原型运动平台基础上,提出采用分学科实验解析方法进行实践教学,并匹配渐进式、分层式的实践教学模式,以达到综合设计与运用的目的,形成体系化的解决复杂工程问题能力的实践教学方案。 展开更多

关键词 实践教学 解决复杂工程问题能力 运动控制系统 快速控制原型

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工科生复杂工程问题解决能力量表的编制与初步应用 被引量：2

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作者 余天佐 韩东 +1 位作者 刘少雪 马维刚 《科教发展研究》 2022年第2期57-80,共24页

现代工程特性决定了复杂工程问题解决能力成为新工科教育的核心目标。然而,如何理解和评估复杂工程问题解决能力,则成为新工科教育实践中重要而紧迫的问题。研究旨在开发适用于工科本科生复杂工程问题解决能力的量表。文章在构建复杂工... 现代工程特性决定了复杂工程问题解决能力成为新工科教育的核心目标。然而,如何理解和评估复杂工程问题解决能力,则成为新工科教育实践中重要而紧迫的问题。研究旨在开发适用于工科本科生复杂工程问题解决能力的量表。文章在构建复杂工程问题解决能力框架的基础上,编制了《复杂工程问题解决能力量表》(SCEPSA),通过工科教师和学生咨谈对其进行调试。探索性因素分析结果表明,复杂工程问题解决能力是由方案研制、启发式策略和方案实施构成的“三因素结构”,可通过27个项目予以测量;二阶验证性因素分析结果支持了这一结构。该量表具有较高的可靠性和有效性,为工科本科生复杂工程问题解决能力的培养、评估及相关研究提供了可供参考的标准和工具。 展开更多

关键词 新工科 复杂工程问题 问题解决能力 量表

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工科大学生科学计算能力培养的思考 被引量：1

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作者 周芳芹 汤剑 朱溦 《太原师范学院学报（自然科学版）》 2013年第2期38-40,共3页

随着科学计算在各个工程的广泛应用,对工科学生来说,掌握科学计算技能也成为他们是否能适应今后工作环境的必备条件.因而大学数学课程也应该将数学软件、数学建模与数学课程优化整合,从而提高大学生科学计算能力和综合运用数学解决实际... 随着科学计算在各个工程的广泛应用,对工科学生来说,掌握科学计算技能也成为他们是否能适应今后工作环境的必备条件.因而大学数学课程也应该将数学软件、数学建模与数学课程优化整合,从而提高大学生科学计算能力和综合运用数学解决实际问题的能力,培养学生的科学思维素质,为工科大学培养合格的应用型人才提供新的思路. 展开更多

关键词 科学计算能力 数学建模 数学软件 课程整合

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