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主题:国外土木工程 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-02-18

国外土木工程论文范文

论文

目录

  1. 第一篇国外土木工程论文范文参考:基于集成的工程教育模式研究
  2. 第二篇国外土木工程论文样文:高等工程教育改革:对学科规训的突围
  3. 第三篇国外土木工程论文范文模板:建筑结构人工智能实验分析环境
  4. 第四篇国外土木工程论文范例:基于结构受力状态的砌体墙片细胞自动机分析方法
  5. 第五篇国外土木工程论文范文格式:回归工程实践:我国高等工程教育课程改革研究

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第一篇国外土木工程论文范文参考:基于集成的工程教育模式研究

我们生活在变化显著、日益全球化的时代:知识呈爆炸式增长,信息和技术迅速更迭,驱使工程活动的范畴被重新定义,工程人才的职能不断演化、持续拓展.然而传统的工程教育模式脱离工程活动的发展轨迹、甚至愈演愈烈,在课程设计和教学实施中表现为过度的理论化、专门化和陈旧化,导致培养的工程学生在数量和质量上前景堪忧,更难以为社会输送具有扎实工程基础、深厚专业技能和综合能力素质的工程拔尖人才.在此背景下掀起了一股新旧交替、范式转移的革命风暴,工程教育模式改革的实践与研究呈现出百花齐放、百家争鸣的景象.本文并不志在开辟又一个创新模式,而是旨在研究这些模式所蕴含的集成规律、要素框架和内在逻辑,取其为“基于集成的工程教育模式”之说,以期为工程教育改革提供系统指引.

本文的研究问题是:如何系统构建并长效运行以集成为特征的工程教育模式,从而适应现代工程对人才的复合性需求.由此展开涉及到3个环环相扣的子议题,具体而言:(1)要素识别——工程教育模式的构成要素及其重要程度如何(2)模式构建——应该集成哪些要素以及怎样集成这些要素(3)模式运行——针对我国实际,需要为集成模式提供哪些政策保障基于上述问题,本研究在充分论述教育模式的概念及模式构建理论的基础上,以集成观和系统论的思想为指导,通过较为充分的文献综述、案例分析,结合问卷调查、现场访谈等方法和因子分析、契合度比较等手段,开展了一系列理论探讨和实证研究,主要结论如下:

首先,工程教育模式是一个多级层次、多重范畴的概念;不论是风靡全球的PBL、CDIO或是其他优秀的教改实践,这些工程教育模式都剑指一个共同的问题——“去工程化”,呈现出一个共同的特征—“集成”.本研究通过梳理不同视角下的模式学说,澄清了教育模式的要义但不受困于具体定义.根据系统的观点,界定模式内涵所指的三个层次——理念层、体制层、操作层,以及模式运行的三重范畴——教育及其环境全系统、教育系统、教学系统.研究还从近几年备受瞩目的工程教育创新案例中选取了来自美、俄、英、澳等四国的优秀实践.这些院校改革时间有先有后、变革程度有渐进兼容有彻底推翻重来,它们从不同的路径指着同一个方向:通过整合课程体系、综合教学资源与手段,使得工程教育重新回归“工程”,集成工程的实践性、综合性和创造性.

其次,基于集成的工程教育模式由人才目标、课程体系、教学方法和支撑条件等四大模块搭建,由9个公因子及其42个要素组成.本研究首先综述有关文献,识别并剖析了教育模式的四大模块、从中汲取出47个基本要素.然后通过案例研究和同行研讨,调整部分要素及其内涵.在此基础上,面向工程大四学生和毕业人士(3年内)发放问卷.接着对433份数据进行处理,经信度检验和因子分析,从42个要素中提炼出9个公因子并赋予涵义,由此修正集成模式的要素框架并构建结构模型.

再次,各要素的重要程度与其在实际教育中的受重视程度有显著差异.本研究根据调查结果,比较各要素在重要程度与实际受重视程度评分的差距,为集成模式构建的资源倾斜之处提供理据.总体而言,课程体系契合度较好,但教学方法和支撑条件落差较大,尤其是与非STEM、工程实践与应用、跨学科和创新有关的要素在契合度比较上问题明显.

最后,构建基于集成的工程教育模式,其整体架构包括:二维平衡的综合化目标体系、横纵贯通的一体化课程体系、教学适配的多元化方法体系以及集成创新的协同化条件体系;本文还进一步深入挖掘集成的内在机理——理论与实践、分析与综合、传统与现代的平衡关系.同时强调,所谓集成模式不是要素的简单拼凑,而是要素之间的有机整合.文章最后结合我国实际,就集成模式的运行提出了对策建议.

本文的贡献主要在于:其一,基于系统论、集成观和大E工程理念,提出“基于集成的工程教育模式”,此乃新视角;其二,基于文献、案例与实证研究,识别并剖析模式的要素内涵与结构框架,从而构建“基于集成的工程教育模式”,此乃新内容;其三,深入研讨工程教育“回归工程”的要义,挖掘基于集成的工程教育模式构建的内在动力机制,此乃新思路.本文的研究对工程教育系统构建有一定的理论参考价值,对我国工程教育改革实践具有一定的现实指导意义.

第二篇国外土木工程论文样文:高等工程教育改革:对学科规训的突围

我国工程教育按照科学教育的模式来建立,理论与实践相脱离问题,是20世纪90年代学科导向建制以后,高等工程教育领域里最突出的痼疾,并在对“研究型”人才培养目标的追捧中有进一步升级的趋势.历史的进程总是如此相似,早于我国工程教育萌芽之前二个世纪的西方国家,工程教育也曾在实证主义和科学主义的影响下,走过科学化的发展道路.那么,究竟这种科学化的发展模式是如何形成的

在大学这个知识生产和传播的主要制度性场所中,没有任何的教育实践可以先天地避免权力的染指,个人在获得知识的同时必然伴随着接受一种方式的规训.“学科规训”这一概念既指向了知识本身,更多意义上在于它的社会建制.学科规训在本研究中具备双重身份:它首先是一种研究视角,因为它本身就是在学科生成发展的基础上提出的一种学科功能理论,它所关注的正在于解释学科知识生产为何会呈现当前的状况,因此,学科规训理论在塑造“学科人”上具有较好的话语建构力量;其次它也是一个值得研究的问题,即科学进入大学以后,科学教育的规训方式是如何建立起来并影响整个人才培养方式的.

18世纪自然科学进入大学,促进了现代意义上学科体系的形成,并改变了知识的特征——分门别类、标准化与规范化及严谨的理论逻辑体系——成为规训权力合法性来源.正是在科学建制化过程中,知识与权力的共谋以及知识所获得的霸权地位才得以彰显,通过学科规训建立起来的知识生产和个体塑型的秩序实质上就是科学规训.科学规训的主要特征在于“书写中心主义”和“可算度性”.其中,“书写中心主义”的本质就是理论中心主义;“可算度性”则指向了评价标准的简单量化.科学规训的结果是,原有的以人文学科为主导的大学教育体系被瓦解,取而代之的是以学科分类为基本范式的学科规训制度.这种新的学科研究和人才培养模式很快也成为了现代大学的基本教育制度.自然科学在大获全胜的独尊地位中,反过来规训了产生于它之前的人文学科及后来进入大学的应用性学科.18世纪后半期至今以来的教育体系就是在这种科学规训的方式下被建构起来的.

当科学规训的藩篱套住大学场域的知识生产和传播后,19世纪下半叶才逐渐进入大学的工程知识,也必须借助科学规训才能使经验性、实用性的高等工程研究和教育在大学中获得合法地位.工程教育进入高等教育的领域源于社会现实发展的需要,但因各国办学传统的不同而表现出不同的发展路径.例如德国和法国的传统大学坚守它的“纯正血统”,长期将实用知识排斥在外,因而产生了一批开展高等工程教育的新机构;而美国的办学模式则比较多样化,较早地在传统综合性大学里建立起了专门的工学院.

学科规训让实用工程知识在大学中获得学科建制,从而使工程教育科学化.由此,工程教育的特征表现为:在课程结构设置上,特别重视数学和自然科学基础知识的比例;在教学过程中,特别重视对学生理性逻辑思辨以及公理化、数学化等学术话语方式的训练;在教学评价过程中,特别重视对确定性理论知识的考核.它的优点在于能够促使个体建构起完整而融贯的理论知识体系,接受严格的方法学训练,熟知具有普适性价值的研究方法,从而有助于个体理论基础和认知能力的发展,并最终提高个体的专业化水平.从根本上改变了过去依赖经验和实践总结的“手册式”工程教育,大大提高了教育质量.

但是在这种成功背后,也遮蔽了它内在隐藏的矛盾.以理论和学科为中心的科学教育模式,日益被导向单维的追求效率的工具,它一味地以追求知识的确定性对教育模式作出简单量化及去情境化的非法还原,工程本身的系统性和完整性也被分科教育模式分解得支离破碎,其最后的结果是造就了缺乏创造力、实践力和综合能力的“单向度”人.这种不断自我增强的规训机制的弊端,在20世纪50年代工程学科的高度分化与融合以及大量交叉学科与横断学科的出现中被暴露无遗.

工程教育开始反求诸己,“回归工程实践本质”、“大工程观”的教育理念就是在这一时代背景下提出来的.工程的本质特征内在地决定了工程教育的特征.就工程本身而言,它是一个领域,而非学科.但任何知识形式要想在大学中获得传播和生产的合法性资格,就必须以学科的形式出现.故此,工程教育改革的*点在于对科学规训藩篱的突围,寻求从以学科为中心到以学科为依托、强调学科间的交叉渗透;从以理论为中心到以实践为中心的转变.

第三篇国外土木工程论文范文模板:建筑结构人工智能实验分析环境

长期以来,在结构工程领域,为了精确分析各种工程结构的工作性能和反应,人们提出和引入了各种分析理论及方法,并与时俱进地不断改进,使有限元为代表的结构数值模拟分析技术日渐强大.但是,两个显而易见的问题一直在挑战目前的结构分析理论与方法:一是结构分析理论与方法,无论是经验公式还是被广泛应用的有限元分析方法,都是建立在一定的基本假设基础之上,这使得结构的数值模拟结果与结构的实际工作性能与反应之间具有天然的缺欠,在许多复杂工程结构分析中误差太大、甚至失效.二是长期积累的数量巨大的现有试验数据仅用于回归分析或检测数值模拟精度,而这些数据中所包含的大量关于结构工作性能与反应的宝贵信息没有被充分发掘出来并加以利用,无形中造成了巨大浪费.因此,若想避免由基本假设引进的误差,提高结构分析的精度和有效性,则需寻找能够直接从结构的实际工作行为/反应出发,预测新结构工作行为/反应的结构分析方法,而试验数据的充分利用,则需要发展行之有效的从现有试验数据进行知识挖掘的方法.

(1)为了解决上述问题,本文在实验数据和人工智能方法的“建筑结构人工智能实验分析环境(AIEESA)”的概念基础上,创建了相应的集成分析系统.“建筑结构人工智能实验分析环境”由人工智能技术(AITs)、数据挖掘技术、试验数据、结构构造的数字建模方法、以及一系列匹配结构类似性质和绘制结构行为/反应的匹配准则共同构成.试验数据经过数据挖掘处理,作为适合于AITs运算的数字模式.当一个新/未知结构模型进入“建筑结构人工结构智能实验分析环境”,该模型的行为或反应,如试验表达,能够基于现有的试验数据和现场测量数据绘制出来.在给出“建筑结构人工结构智能实验分析环境”的概念后,本文依次探讨了“建筑结构人工结智能实验分析环境”各个组成部分.

首先,提出了“建筑结构人工智能实验分析环境”数据库的组织方法:此数据库有三个组成部分:(1)结构行为,在本文中具体指横向荷载作用下砌体墙板的破坏模式与破坏荷载,(2)标准化的结构行为,为了集中反映横向荷载作用下砌体墙板破坏模式的特征,将构造类似的墙板破坏模式主要特征进行归纳提炼并剔除次生裂纹,得到标准化的墙板破坏模式,称为标准化的结构行为,(3)结构的反应,本文中结构反应指各级荷载作用下砌体墙板相应测点的位移值.这样,就构成了知识发现的原始信息源,而且便于将相应的数据挖掘技术引入“建筑结构人工智能实验分析环境”.

其次,本文研究了“建筑结构人工智能实验分析环境”中的两个数值模式:结构工作行为数值模式以及结构构造状态数值模式.在探讨结构破坏模式的数值描述方法过程中,引入了广义墙板的概念,从而丰富了相似度概念的特有内涵,并给出了一种定量的比较基础模型和新模型破坏模式的方法.在探讨结构构造状态数值模式过程中,提出了结构构造数值模式的两种方法:适于四边简支墙板的细胞自动机模型(CA)和基于有限元分析(FEA)的无量纲化法.后者以FEA分析所得区域位移的无量纲化结果作为数值模式,丰富了“建筑结构人工智能实验分析环境”结构行为建模的物理意义.

再者,研究了“建筑结构人工智能实验分析环境”的两个匹配准则:类似区域匹配准则和行为匹配准则.本文重点研究了类似区域匹配准则.在Zhou提出的匹配准则基础上提出了三种加权的匹配准则,并对这三种匹配准则在“建筑结构人工智能实验分析环境”中的应用效果进行比较,找出了结构构造条件不同时相应效果最佳的加权匹配准则.

本文还针对CA数值模型中,新模型的整体性质变异和局部性质及边界约束变异的建模方法进行了探讨.整体性质的变异可通过CA模型通过传递系数取值的变化来反映.建立SVM模型求得最优的传递系数取值范围,该范围一旦确定,则新模型的破坏模式即可通过“建筑结构人工智能实验分析环境”得到.并进一步研究了如何通过CA模型边界条件初始值的变化来反映由于边界条件和较大区域范围内的结构性质变异.

然后,建立起了三种基于墙板破坏模式预测其相应破坏荷载的神经网络模型, BP, RBF和RA神经网络模型,使得“建筑结构人工智能实验分析环境”具有了预测破坏荷载的功能.

最后,给出了一系列应用“建筑结构人工智能实验分析环境”预测结构行为的例子,并与相应试验数据进行了对比,验证了所建立起的“建筑结构人工智能实验分析环境”的有效性.

综上,本文建立的结构分析系统实现了直接从结构的实际工作行为/反应出发,预测新结构工作行为/反应,并且能够实现从现有试验数据挖掘出所蕴含的丰富知识,从而克服了传统结构分析技术的固有缺陷,初步建立起将挖掘出的知识用于新结构行为/反应的预测的“建筑结构人工智能实验分析环境”,为科研人员和结构设计人员提供了有力的结构分析工具.

第四篇国外土木工程论文范例:基于结构受力状态的砌体墙片细胞自动机分析方法

由于砌体结构组成的复杂性及其自身的高度变异性,导致现有的分析方法在分析砌体结构时,计算的精度和算法的稳定性很难取得满意的结果,这在一定程度上制约了砌体结构的发展;与此同时,所进行的各种砌体结构试验,积累了大量的试验数据,却没有被现有的结构分析方法充分利用,而且其中蕴含的未知知识尚待揭示.另一方面,砌体结构工作行为的复杂性使之成为丰富的科学与工程研究问题的载体,砌体结构研究领域可谓结构分析概念、理论与方法发展的沃土,几乎所有的结构分析方法都可以在此领域展现其特有功能.因此,需要创新性地发展现有的砌体结构分析方法,使之能够较为精确地分析砌体结构复杂的承载性能及工作行为,促进砌体结构的发展,并为其它结构分析领域提供可借鉴的分析理念和方法.

本文基于结构受力状态概念进行以下研究工作:

(1)建立预测面外均布荷载作用下砌体墙片破坏模式的细胞自动机模型,并详细讨论该模型的重要组成部分——状态值和类似区域的匹配准则.一方面,根据状态值的构造方式将其分为构造型和受力型两类,并分别介绍这两类状态值的计算方法.通过引入尺寸影响系数和构造影响系数,对构造状态值的边界条件初始值和传递系数进行修正;对比分析两类状态值,并给出各自的优缺点.另一方面,讨论最小距离匹配准则(准则1),提出基于最大风险的结构类似区域的匹配准则(二次匹配准则——准则2)与基于最大相关系数的结构类似区域的匹配准则(准则3),算例分析表明3个准则均是有效的.

(2)应用改进的细胞自动机方法对不同尺寸、不同约束形式的实体和开洞砌体墙片的破坏模式进行预测.通过对不同尺寸、不同约束形式的实体砌体墙片的破坏模式预测,对比3个匹配准则的预测精度及各自的优缺点;分别以实体和开洞砌体墙片为基础墙片,以准则3来匹配结构的类似区域,对开洞砌体墙片的破坏模式进行预测,验证准则3在开洞砌体墙片破坏模式预测中的有效性;最后,根据准则2的预测结果,揭示砌体结构变异的确定性现象.

(3)应用结构的应变能密度来反映结构的受力状态,建立两个基于结构受力状态的预测面外均布荷载作用下砌体墙片失效荷载的新方法,算例验证两种方法的有效性,并与屈服线方法及有限元分析方法进行对比,探讨方法的通用性、网格尺寸对预测精度的影响以及基础墙片的选择.对两种方法进行对比分析,研究两种方法在预测失效荷载时的关联性.在已有研究成果的基础上,分析墙片的尺寸对失效荷载预测精度的影响,提出基于尺寸的修正方法,改善预测的精度和稳定性.最后,对面外均布荷载作用下开洞砌体墙片的失效荷载进行预测.

(4)基于结构受力状态的分析方法,以低周往复荷载作用下发生弯曲破坏的配筋砌体墙的试验数据为研究对象,探讨结构的受力状态与荷载之间的关系,提出配筋砌体墙失效判定准则.

总之,本课题所进行的研究工作在结构分析理论上具有开拓意义,期待在结构分析理论发展、结构试验和结构工程实践产生一定的效益.

第五篇国外土木工程论文范文格式:回归工程实践:我国高等工程教育课程改革研究

在全球化知识经济时代,工程在解决与人类生活相关的复杂问题中起着重要作用.世界各国对工程师寄予厚望,对工程教育的改革尤为关注.当前,我国正在实施“卓越工程师教育培养计划”,旨是在实现从工程教育大国向工程教育强国的转变.我国工程教育人才培养的数量虽多,但质量还有待进一步提升.未来的工程师不能仅靠黑板、书本、公式演算和计算机仿真模拟等方式来培养.课程在高等教育人才‘培养中发挥着核心作用.因此,“如何改革我国的高等工程教育课程”成为笔者关注的实际问题.

国内外研究现状表明,工程教育当前正成为新兴的研究领域;高等工程教育的微观层面:“工程学习系统”,即课程与教学,是研究的潜在热点.我国工程教育课程研究虽取得了一定的成绩,但仍存在“微观的课程与教学研究数量和质量有待提高、从工程的角度研究课程急需补充”的局限.本研究跨越工程与课程两个知识领域,聚焦于从工程实践的角度研究工程教育的课程.

通过文献综述,本研究提出的核心假设是:“回归工程实践”是当前我国工程教育课程改革的“指南针”;中心研究问题是:课程是否需要以及如何回归工程实践.本研究围绕工程观、人才观和课程观的诉求与回应,提出了层次递进的4个子研究问题:①工程教育及课程是否需要回归工程实践;②课程需回归的工程实践是什么样的实践:③当代工程实践对工科毕业生能力有何要求:④工程教育课程如何改革才能满足该要求.

为了深入回答上述问题,本研究应用“战略路径标定法”,选择历史、现实、未来、路径4个视角,各有侧重地回答工程教育课程从何而来、现居何处、意欲何往以及通达之路.研究乘承实用主义知识观,采取定量与定性相结合的混合研究策略,综合运用历史法、案例法、文本调查、问卷调查、访谈调查等研究设计,围绕研究问题收集、处理和分析文献资料与实证数据.本研究的主要发现是:

(1)从历史的角度看,国际.高等工程教育大体经历了面向工程实践的起源阶段、偏离工程实践的转型阶段和回归工程,实践的超越阶段;但我国工程教育偏离与回归的时间滞后于国外.当前,国际工程教育呈现出“回归工程实践”的总体趋势,但这种回归不是复原式的回归,而是螺旋式上升到“整体工程观”指导下的当代工程实践.历史研究说明了工程教育回归工程实践的必要性和指向性.

(2)整体工程观视工程为复杂的生态系统,其整体的含义是:工程处于政治、经济、文化与社会的大背景中;工程依赖技术与非技术的要索;工程产品的生命周期是构思、设计、实现与运行的整个过程;工程项目的实施包括工程前、[程中、工程后的完整阶段.“整体型”工程实践具有系统性、复杂性、多样化、综合性、应变性、创新性、全球化与可持续发展等特征.

(3)国外大学工程教育课程改革的探索,说明了课程“回归工程实践”的必要性.国外课程的改革体现了整体型工程实践的部分特点,但其深度和广度还有待拓展.国外课程所体现的工程实践特点,对工科学生既有技术能力的要求,又有较高的非技术能力要求.工程课程强调回归工程实践,并没有削弱科学与技术知识在工程教育中的重要性,而是强调课程应寻求理论与实践内容的平衡.

(4)我国大学工程教育从课程设计和实施两个层面看,存在“强调工程科学、软化工程实践、脱离产业需求”现状:其主要问题有:课程目标脱离工业需求、课程结构分离工程能力、课程内容偏离工程实践、学生学习游离中心地位.这些问题与高等工程教育的的工程观、人才观和课程观指导的缺乏有关.我国高等工程教育课程的现状与问题同样说明了课程回归工程实践的必要性.

(5)社会对高等工程教育课程改革的诉求足通过利益相关者代言的.利益相关者对课程改革的诉求点足:回归工程实践是必然趋势;课程应回归到“整体型”工程实践.除了传统的技术能力外,当代的工程师和工科毕业生还应具备较强的沟通交流、团队合作、灵活应变、信息、处理等非技术能力.我国工程教育课程现状与社会诉求口标之间尚有差距,课程需通过改革来弥补这些差距.

(6)我国高等工程教育课程改革应以工程观、人才观和课程观为理念指导,回归限“整体型”工程实践,着重构建“工程范式”的课程.课程应体现理论与实践、知识与能力、技术与非技术、线性与非线性的平衡.时间,让学生尽早参与工程实践,进程安排符合实践的认知规律:空间上,开展校企合作培养,为课程实施提供真实的工程情境:深度上,强调集成的工程知识,体现工程的知识基础性和实践特征:宽度上,强调能力的包容,体现工程的产业性和时代特征.

(7)我国高等工程教育课程应以工科毕业生的“工程专业能力”为重建目标.本研究提出的“工程专业能力”框架,分为共性能力和个性能力两大类;共性能力又可分为技术能力和非技术能力.我国大学可因校制宜地以该能力框架来设定课程的预期学习结果,并参考我国企业雇主对工科毕业生能力的重要性和满意度的分类评价.课程内容的选择也应以培养学生的“工程专业能力”为导航,更多地体现当代工程实践的新特点.

(8)课程结构的优化是我国高等工程教育课程重构的重点.课程结构优化的方向是调整理论课程与实践课程的关系.学科融合型、问题融合型、并列组合型和交替组合型4种结构均可实现面向工程实践的目的.课程结构优化的要素应从课程类型、学分比例、进程安排、场所配置和序变能力入手.设想中的“模块化的课程结构模型”分为6个模块:通识教育课程模块、自然科学课程模块、工程大类课程模块、工程专业课程模块、工程实践课程模块和顶峰课程模块.

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(9)以学生为中心的学习经验设计是我国高等工程教育课程重构的难点.一方面,要区分工程学习经验的类型和学习者的类型,采取归纳式的学习方式:另一方面,要改革学习评价方式,有效利用现代信息技术.学习经验设计的难点在于如何为工科学生的学习提供真实的工程背景、工程问题与产业工作环境.论文最后提供了国内外工程实践类课程的6种教学模式,可作为我国大学工程教育课程面向工程实践的改革参考.

本研究得出的结论是:我国高等工程教育课程改革的走向,应当以“整体工程观”为指导,回归“整体型”工程实践,着重构建“工程范式”的课程.工程范式的课程应从理念更新、目标重建、内容重组、结构优化、学习经验设计和教学模式选择等要素进行重构.本研究的新意在于提出了“工程范式”的课程设想、“工程专业能力”框架和“模块化的课程结构”模型.

在我国走新型工业化道路的背景下,本研究的理论意义在于,为工程教育和大学课程两个研究领域提供知识积累;为国际高等工程教育课程研究,提供来自发展中国家的研究案例.其实践意义在于,为我国大学工程教育课程改革提供学术指导和实证依据.其政策意义在于,为大学管理部门的工程教育课程改革提供决策咨询;为我国当前正在实施的“卓越工程师教育培养计划”提供政策参考.

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