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“汽轮机原理”是高校工科能源动力类专业一门主要 的专业必修课,要求学生掌握汽轮机的工作原理和特性, 熟悉汽轮机的基本结构和强度等知识,具备分析和解决汽 轮机工作中出现问题的能力,实现提高能源利用效率和节 能减排,保障国家能源安全。
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随着新一轮科技革命和产业变革的战略行动,新技 术、新产业、新业态、新模式为当下的工程科技类人才培 养提出了新的要求,传统的工科专业亟待革新。为了应 对新经济的挑战、服务国家发展战略、满足产业需求和 面向未来发展趋势,自2017年起,教育部开始主动布 局,并积极推进新工科建设计划。
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推进中国式现代化对工科专业学生的要求越 来越高,“新工科”背景下创新人才的培养成为改革 方向[1-3],材料制造工科类的大数据处理与挖掘课 程正是在“新工科”大背景下开设的。大数据处理 与挖掘是冶金工程、材料成型及控制工程等工科 类专业的一门专业基础课(学科交叉类),其与大 数据类专业所开设的同类课程有所不同。
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“新工科”强调工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量以及分类发展的新体系,[2]但归根到底“新工科”的核心使命还是在于培养具有坚定理想信念(眼里有光)、扎实专业素养(脚下有路)、广阔国际视野(胸怀远大)、远大志向(心中有远方)的卓越工程人才。
随着科技的快速发展和人工智能时代的到来,数据的重要性愈发凸显。数据不仅是信息社会的基础,也是推动社会进步和创新动力的源泉。在这个信息爆炸时代,“数据结构”作为计算机科学的重要基石,是计算机专业学生必修的重要课程之一。这门课程主要介绍计算机中数据的存储和操作方式,是计算机程序设计和算法研究的重要基础。
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全国高校思想政治工作会议上指出我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切,对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈。因此,着力培养出更多的复合型人才,以满足新时代国家和社会发展的需要,成为新时代教育教学改革的研究前沿与热点[1]。
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高等本科教育的新工科建设正迈向蓬勃兴盛的发展阶段,机遇与挑战并存[2]。地方高校作为工程教育的重要组成部分,在地区区域经济发展和产业转型升级中发挥着重要作用,是新工科建设的积极参与者和主力军[3]。专业课程实践教学改革可以成为培养创新型、应用技术型人才的重要抓手[4-5]。
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新工科是我国面对新技术、新产业、新业态、新模式而提出的创新型卓越工程技术人才培养战略[1]。随着新工科高校建设的推动,为工程教育指引了新的发展方向,人才培养模式开始发生变化,突出注重培养应用技能,培养符合行业需要、具有创新精神和实践能力的新时代应用型人才[2]。
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“混凝土结构设计原理”是土木工程专业一门重要的专业基础课,该课程主要介绍了钢筋混凝土与预应力混凝土构件的构造、受力特点、破坏特征及构件设计计算的基本原理。该课程涉及的知识点多,与实践结合紧密[2]。实践课教学是将众多理论知识应用于实践,是学生从数学思维到工程思维转化的关键环节。
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新工科(Emerging Engineering Education,简称 3E)是主动应对新一轮科技革命和产业变革的战略行 动,是新时代工程教育改革的新方向[1-2]。为此,迫切需要 培养一大批引领未来技术与产业发展的卓越工程科技 人才,为我国产业发展和国际竞争提供智力支持和人才 保障,从而应对新一轮科技革命和产业变革所面临的新 机遇和新挑战。
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新工科是指在科技革命和产业变革背景下,为 了应对新兴产业的需求,对传统工科进行改革和创 新而形成的一种新的工程教育模式[1]。新工科的建 设具有引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性 五个维度的特征[2]。建设新工科需要重点突破协同 育人、人才培养与国家需求适应性、教育回归工程 等三个方面[3]。
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人才的培养与社会、企业需求严重脱节,导致学生毕业后很难适应实际工作需求[3-4]。基于上述背景,2018年教育部高教司发布《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》(即“新时代高教40条”),意见中对人才培养目标及原则、思政育人、深化教学改革、提高教师教学能力和协同育人等方面做出了明确要求[5-6]。
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2020年7月3日,《住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》[3],提出:加快推动新一代信息技术与建筑工业化技术协同发展,在建造全过程加大建筑信息模型(BIM)、互联网、物联网、大数据、云计算、移动通信、人工智能和区块链等新技术的集成与创新应用。
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随着全球科技的发展,人工智能对所有行业,包括传统学科如农业工程,产生了深远影响[1]。农业工程专业不仅面对这些挑战,还在中国农业现代化和农村发展中扮演关键角色。中国,作为全球最大的教育市场之一,一直在积极推动教育现代化进程,实施教育信息化2.0行动计划,并注重整合最新科技以提升教育质量。
2020年教育部发布《教育部办公厅关于推荐第二批新工科研究与实践项目的通知》,在以互联网、物联网为核心的新一轮科技和产业革命背景下,物联网专业成为与国家战略性新兴产业密切相关的专业[1]。而以智慧城市、智慧交通、智慧家居为主的智慧行业,是物联网方向的热点应用领域,同时对相关专业人才的需求呈现旺盛增长的态势。
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