服务土木工程三层次课程体系的虚拟仿真实验教学资源建设

为了培养学生的专业兴趣,以及应用创新能力和解决复杂工程问题实践能力,提出服务于土木工程三层次专业课程体系,即土木工程“核心—方向—拓展”课程体系的虚拟仿真实验教学资源的建设与应用思路。三层次课程体系具有将实验教学与理论教学、实践教学与工程实际有机结合的特点。新开设具有“虚实结合”特点的土木工程综合实验(含虚拟仿真)课程,包含土木工程专业急需的实验教学内容,以适应大学生成长的新特点和信息化时代教育教学的新规律。依托国家级实验教学示范中心、国家级虚拟仿真实验教学项目和多项教研教改课题,以虚拟仿真“金课”标准建成服务于三层次课程体系的虚拟仿真实验资源库,并结合虚拟仿真项目、课程建设及教材建设,构建立体化教学资源。     

虚拟仿真软件在机械专业教学中的应用实践

该研究结合新工科建设和工程教育专业认证工程的背景,提出了将虚拟仿真软件用于机械专业教学的方法。总体介绍了机械行业虚拟仿真软件的种类、特点、功能以及适用的课程,详细阐述了SolidWorks、Ansys、Adams和Matlab这四种软件在机械原理、机械设计、机械控制工程基础等课程的应用。实践表明,将上述软件用于机械专业学生的培养,有助于提高学生的创新能力和解决复杂工程问题的能力。     

"新工科"背景下实验教学改革的探讨

针对当下传统实验中心建设和实验教学模式的不足,以土木工程实验中心及土木工程材料实验课程为例,讨论了"新工科"背景下工程实验中心与传统工程实验中心的差异,提出了建设大型多学科综合实验中心的意见。在实验教学模式改革方面,提出了设置创新型实验课程、实验课程单独设置、提升实验教师教学素质等一系列改革措施,从而提升学生对实验环节的重视程度,培养出更多"新工科"人才,适应社会的快速变革。     

新工科视域下基于分层次实验的材料力学实验教学改革

基于新工科建设要求,重视"创新+综合"能力,进行了土木工程专业材料力学分层次实验教学改革。采用多样化教学模式提高实验效率,着力于强化学生对验证性基本型实验的掌握;引入综合型实验选题并结合midas软件对比实验数据,着力于培养学生的综合能力;设置创新型实验,着力于培养学生的创新实践能力。     

“新工科”背景下土木工程专业建设与改革探讨

阐述了土木工程专业以"新工科"理念推进专业建设与发展的必要性与迫切性,并从管理模式转变、"新工科"建设、工程教育认证制度和学科发展以及新时代人才培养等方面进行了剖析。土木工程专业建设和改革要转变"重理论,轻实践"的人才培养传统理念,加强"双师型"教师队伍建设,积极拓展校企合作模式,进一步推进校内外实训平台建设,完善学科竞赛机制,利用互联网做好专业知识普及,全面深化专业改革,构建符合行业需求的人才培养模式。     

综合型创新性人才培养实验课程建设与实践

重庆大学土木工程学院以国家“双一流”“双万计划”“卓越计划”“新工科建设”等政策战略和改革项目为契机，以培养富有创新精神和卓越实践应用能力的综合型工科人才为建设目标，通过知识体系完善、研学资源融合、跨学科交叉、教学信息化建设和多样化教学方法拓展等手段，持续进行课程建设和完善。重庆大学土木工程学院建筑环境与能源应用工程专业自2003年率先建设并实践独立实验课程——专业综合实验，获得学生和学校相关部门的高度好评。课程实验项目在巩固学生对专业知识的理解，锻炼学生实践应用能力、分析总结能力、创新性思维等方面获得了学生的高度认可。专业综合实验课程贯彻“以学生为中心”的教学理念，在人才培养中具有科学的循序性和系统性，教育信息化技术成熟，衔接本科理论教学、工程应用实践、硕博学术研究，使实验实践教学真正成为了学生知识转化、能力锻炼的实操“战场”。     

新形势下给排水科学与工程特色专业建设探讨

分析给排水科学与工程特色专业建设所面临的形势,指出特色专业建设应该充分考虑专业评估认证背景、学生能力培养达成的新挑战、"新工科"工程教育发展新要求、创新教育新驱动、"六卓越一拔尖"计划2. 0新战略等时代新需求。从培养体系、教师队伍、知识体系、课程建设、教学环节、实践实训与创新体系等方面,介绍安徽工业大学给排水科学与工程特色专业的建设情况,并就给排水科学与工程特色专业建设的实际案例进行阐析。认为给排水工程能力实训是学生从掌握专业理论知识到培养创新能力之间的重要桥梁,提出理论—虚拟仿真—实践实训—创新特色的高素质人才培养体系。     

面向新工科的土木工程专业改造升级路径探索与实践

在新工科背景下,土木工程专业面临着由传统工科专业向新型土木工程专业转型、升级、改造的问题。结合国内外土木工程行业发展趋势,对传统土木工程专业如何向新型土木工程专业转型、升级进行了探讨,在新工科背景下将OBE教育理念运用到土木工程专业的升级和改造,开展面向新工科的土木工程人才培养方案研究与实践。研究内容包括校企共建"智慧建筑学院";建立面向新工科的人才培养目标与毕业要求;将互联网+、云计算、大数据、智能化、虚拟现实等信息技术、智能化技术,尤其是BIM技术用于多学科交叉的课程体系设置;建立多专业融合的智慧建筑仿真实验中心,构建"3+1"的校企合作教育平台,实现新工科背景下的新型土木工程专业内涵式发展,培养面向未来的新型智慧建筑人才。     

工程教育专业认证下的高校优化产学研用人才培养模式

专业教育认证为高校新工科建设与改革提出了标准和要求,以学生为中心,产出为导向,培养学生的工程实践能力是当前的任务。高度虚拟仿真的应用作为高校优化人才培养结构的有效应对措施,为产学研用的培养过程提供了承前启后的纽带。实验教学以仿真教学方法为感知方式,以大数据和互联网+为手段,以学生为中心,完全实现学生自主实验操作仿真模块和计算实验结果,统计实验数据,充分发挥教师和学生的主观能动性,教授知识,培养学生的各种能力,为学生就业提供指导。     

新工科背景下土木工程一流课程教学模式改革

新工科是我国工程教育改革的新范式,在此背景下开展一流课程教学模式改革具有现实意义。教学实践表明,专业课程价值塑造的成效不足和学生解决复杂工程问题的能力不够是土木工程一流课程建设中较为突出的两个难题。以课程思政引领课程育人,分别阐述了土力学课程思政总体设计、课程思政教学实践和课程思政元素设计思路。以案例教学促进实践能力培养,探讨了土力学典型工程教学案例的筛选原则、虚实结合的案例教学方法与模式。研究成果对于推动新工科背景下土木工程一流课程建设具有参考价值。     

工程认证背景下复杂工程问题驱动的新工科人才培养模式探究

培养具备解决复杂工程问题能力的工程师是工程教育认证的核心要求。北京工业大学建筑环境与能源应用工程专业基于"三元协同"核心理念,构建了以分模块必备知识体系、分层级多维度综合实践教学体系和全方位综合素质培养机制为核心的人才培养模式。该模式结合工程认证中以学生为中心、产出导向、持续改进的教学理念,在知识传授、能力培养和素质提升的过程中融入大数据、人工智能等新技术,实时跟踪学生学习目标达成情况,递进式培养学生解决复杂工程问题能力,构建了面向解决复杂工程问题能力的培养模式,对当前开展工程教育认证工作及推进新工科建设具有重要意义。     

新教育模式下程序设计课程体系的构建与实践

应用型人才在实践能力、创新能力和知识综合应用方面提出了更高的要求。程序设计课程作为基础必修课程,在人才培养体系中具有举足轻重的作用。为了达到"新工科"工程教育专业认证要求,结合新教育模式,将程序设计课程和配套的实践课构成一个课程体系,让学生在知识学习和应用两个环节有效的关联起来,满足应用型人才要求。     

“五有”理念及专业认证下课程体系设置研究——以山东理工大学土木工程专业为例

为达到"五有"人才培养目标及满足工程教育专业认证毕业要求,该研究通过对二者的深度剖析,建立了对应的关联指标,并对每门课程进行了指标属性分配,从基础上改革了山东理工大学土木工程专业的课程设置,实现了"五有"人才培养目标及"工程教育专业认证"毕业要求的课程全覆盖。     

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

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。     

建筑环境与能源应用工程专业虚拟仿真实验系统建设与示范

重庆大学土木工程学院依托国家级实验教学示范中心,对建筑环境与能源应用工程专业空调冷热源系统、大型通风空调系统等成本高、危险性高、周期长的实验内容进行虚拟仿真实验教学系统建设,共建设了空调冷热源系统、空调系统、热水供暖系统三个综合虚拟仿真实验系统。实验建设紧密围绕建环专业实践教学体系展开,坚持“能实不虚、虚实互补”原则,以培养解决复杂工程问题、具有创新思维、高素质综合型工科人才为目标。实验内容设置综合性的多工况虚拟实验、事故工况实验和科研创新实验,支撑了完整的实验教学过程,并建立了双向评价体系。实验采用Web端在线实验形式,提高实验的便捷性和共享性。2020—2021年,虚拟仿真实验系统除服务本校本科实验教学外,向4个高校超300名学生提供实验教学服务,获得校内外较高评价,产生了良好的示范和社会效益。     

新工科背景下“电工学”实验教学模式改革探索

该研究为适应新工科建设与创新能力人才培养的需要,提出了四项"电工学"实验教学模式改革的基本措施,即建设形式多样的仿真实验平台,建设综合创新实验室并优化创新实验内容,开放实验室并采取开放式实验教学方法,在细化、调整考核模式的基础上新增考核内容等,然后针对每项措施给出具体的实施方案。改革后的实验教学模式能够实现对学生工程实践能力、创新能力和知识综合运用能力的培养,符合新工科建设要求。     

基于“工程师能力-认证标准-专业规范”要求的土木工程专业课程教学大纲研究——以建设法规课程为例

建设法规是土木工程专业本科一门重要的建设法规类课程。根据“工程师能力-认证标准-专业规范”融合要求,以建设法规课程为研究对象,研究了土木工程专业建设法规的课程目标及能力要求、课程目标与毕业要求的关系、教学内容及学时分配、教学方法设计、课程考核方法及课程目标达成度评价等内容,通过分析土木工程师执业能力、工程教育认证、专业规范对课程目标和教学内容的支撑关系,进而编制了满足工程教育认证要求的课程教学大纲。研究成果对于工程教育认证背景下编制土木工程和工程管理类课程教学大纲具有重要参考价值。     

《建筑结构抗震设计》教学改革探索与实践——基于工程教育认证标准

根据工程教育认证标准进行专业课程的教学改革是工程教育认证的内在要求和必然趋势。结合《建筑结构抗震设计》课程特点,紧扣工程教育认证以学生中心、成果导向、持续改进三大核心理念与解决"复杂工程问题"有关的毕业要求,对教学目标与课程大纲、教学内容与教学方法、实践性环节、课程考核与评价等进行了改革探索与实践。课程考核与评价环节,提出了课程达成度评价与课程对毕业要求达成度评价的计算方法。结果表明,课程达成度计算值为0.82,工程教育认证标准下预设的课程目标达成,课程改革较成功。     

关于课程思政与工程教育认证融合的思考

对标国际工程教育认证标准,开展专业建设与改革,加强课程思政教育,推动一流专业建设,是当下高校的主要任务之一。在剖析工程教育认证标准的12条毕业要求及课程思政的内涵基础上,指出课程思政可以涵盖工程认证的所有非技术指标要求,指出课程思政需要进行顶层设计。以南京航空航天大学土木工程专业为例,从专业人才培养体系角度进行整体顶层设计,有规划地将思政目标与认证标准的毕业要求相结合,通过课程具体落实思政的目标,整体实现工程专业对人才培养的素质(非技术指标)要求。     

本科工程专业要立足于培养工程师——工程教育认证的“成果导向”理念与本科专业定位

针对土木工程专业认证实践中发现的目标定位不清的问题,提出了坚持工程师培养的目标导向。对比了国际工程联盟关于工程问题复杂性的分类和工程教育轨道的分类,讨论了本科工程教育专业认证毕业要求与工程师任职资格能力的相互关系。分析说明,本科阶段的工程师教育必须以培养解决复杂工程问题的能力为核心,才能实现国际认证的实质等效;明确工程师能力培养的阶段性,才能科学合理地进行课程设置和课程建设。建议从成果导向的要求出发,采取措施提升教师的工程实践能力和教学能力。