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计算机科学复杂工程问题的理解.pdf

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复 杂 工 程 问 题 的 理 解 与 教 学 实 施 案 例 上海交通大学 陈关龙 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
毕业要求关于复杂工程问题的条目 1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问 题。 2.问题分析:能够应用数学、自然科学基本原理,并通过文献研究,识别、表达、 分析复杂工程问题,以获得有效结论。 3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定 需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考 虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。 4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计 实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 5.使用现代工具:能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、 现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解 其局限性。 6.工程与社会:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和 复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承 担的责任。 7.环境和可持续发展:能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社 会可持续发展的影响。 10.沟通:能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包 括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视 野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
复杂工程问题的特征 “复杂工程问题”必须具备下述特征(1),同 时具备下述特征(2)-(7)的部分或全部: (1)必须运用深入的工程原理,经过分析才可能得到解决 (2)涉及多方面的技术、工程和其它因素,并可能相互有 一定冲突 (3)需要通过建立合适的抽象模型才能解决,在建模过程 中需要体现出创造性 (4)不是仅靠常用方法就可以完全解决的 (5)问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践 的标准和规范中 (6)问题相关各方利益不完全一致 (7)具有较高的综合性,包含多个相互关联的子问题 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
复杂工程问题的特征 复杂工程问题 复杂工程问题属性 综合性 相关利益 不一致性 涉及多方面 技术、工程 和其它因素 运用深入的 工程原理 标准和规范 未完全包含 建立合适的 抽象模型 常用方法不 能完全解决 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
复杂工程问题的特征  必须运用深入的工程原理经过分析才可能得到解 决---知识深度  从“掌握”知识提升为“应用”知识  不是空头理论和玄妙的数学游戏,是源于实践又用于实践 的深入的工程原理  方案的设计能力是核心,方案应包含系统的构成、总成和 部件、工艺流程和加工方法等  在课程设计、课程作业、综合练习、综合实验、生产实习 、毕业设计、科技训练等教学环节中,应主动的将工程问 题的复杂性融入到教学内容中。  强调复杂工程问题有利于避免工程教育的科学化倾向。 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
复杂工程问题的特征  需求涉及多方面的技术与工程因素,并可能相互 有一定冲突---矛盾与冲突  任何系统总处在特定环境中,并与环境不断地进行物质、 能量、信息的交换,系统离不开环境,而且必须适应环境 的变化  各技术与工程因素的相互关系决定整体性,要设法明确这 些因素间的关系,可能的冲突  结合专业工程实践和复杂工程问题解决方案,分析工程对 社会、健康、安全、法律以及文化的影响 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
复杂工程问题的特征  需要通过建立合适的抽象模型才能解决,在建模 过程中需要体现出创造性---分析深度  对复杂工程问题进行提炼、定义、建模、分析,即“源于 工程,又用于工程”,“研究”是工程性研究,不是基础 科学的探究  从实际工程问题建立合适的抽象模型,并体现出创造性  体现创新意识不能超越对本科生的要求 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
复杂工程问题的特征  不是仅靠常用方法就可以完全解决的 ---多方案 的选择与决策  传统的工程方法已经难以应付复杂的工程活动和工程系统 ,出现了一些新思路和新方法, 存在多方案的选择和决策 问题  单独一个学科无法解决复杂的工程问题,团队应有多学科 背景  团队合作中的分工与协同、参与和分享、信任与尊重、一 定的国际视野、跨文化沟通和交流 评估中心培训资料 版权所有 不得转发
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