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设计理论与方法研究的回顾与展望

机械工程学报 2024年

作者：孙之琳王凯峰顾佩华天津大学浙江国际创新设计与智造研究院天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室

分析设计和制造领域相关文献的主题和关键词，梳理设计理论与方法研究的发展历程；分析制造技术与信息技术同设计理论之间的关系，从时间上将设计理论研究的发展分为四个阶段。从产品全生命周期阶段的角度对广泛使用的设计理论与方法进... 详细信息

分析设计和制造领域相关文献的主题和关键词，梳理设计理论与方法研究的发展历程；分析制造技术与信息技术同设计理论之间的关系，从时间上将设计理论研究的发展分为四个阶段。从产品全生命周期阶段的角度对广泛使用的设计理论与方法进行分类总结，阐述各类方法的概念、特点及应用范围。从设计过程表达、设计知识管理以及设计评价决策的角度，总结促进设计理论进步的关键技术。最后从面向复杂系统的设计、人工智能与设计以及环境友好的绿色设计三个方面对未来研究趋势进行展望。

关键词：设计理论设计方法制造技术信息技术

基于产出导向工程教育理念的毕业要求达成评价(下)

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高等工程教育研究 2024年第4期 37-53页

作者：朱露胡德鑫王凯峰顾佩华天津大学教育学院天津大学机械工程学院天津大学新工科教育中心加拿大工程院

借鉴毕业要求达成评价的国际案例经验，基于OBE教育理念，立足学校和认证组织双维视角，提出未来工程教育专业认证的毕业要求达成评价参考方案。该参考方案由学校方面毕业要求达成评价的参考性实施框架和认证组织方面毕业要求达成评价... 详细信息

借鉴毕业要求达成评价的国际案例经验，基于OBE教育理念，立足学校和认证组织双维视角，提出未来工程教育专业认证的毕业要求达成评价参考方案。该参考方案由学校方面毕业要求达成评价的参考性实施框架和认证组织方面毕业要求达成评价的参考性考查框架两部分组成。学校方面毕业要求达成评价的参考性实施框架分为评价准备、评价实施和持续改进3个阶段，涵盖11个环节。认证组织方面毕业要求达成评价的参考性考查框架包括毕业要求参考性内容和毕业要求达成参考性评价方法，前者为学校制定专业毕业要求建立基准，后者旨在从认证组织方(认证机构)为专家考评与专业自评提供参考。为协助学校理解和应用参考方案和方法开展毕业要求达成评价，用一个机械工程专业的虚拟案例，对专业毕业要求达成评价的参考性实施框架进行演示性举例说明。需要强调的是，本文是一个探索性研究，希望能够起到抛砖引玉的作用，在根据《华盛顿协议》新版毕业要求(GAPC21),修订中国工程教育专业认证毕业要求的关键时期，推动开展更广泛且深入的工程教育专业认证相关理论与实践研究，持续提高工程教育质量与水平。

关键词： OBE 工程教育专业认证毕业要求达成评价专业自评认证组织考评

基于产出导向工程教育理念的毕业要求达成评价(上)

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高等工程教育研究 2024年第3期 42-57页

作者：朱露胡德鑫王凯峰顾佩华天津大学教育学院天津大学机械工程学院天津大学新工科教育中心加拿大工程院

工程教育专业认证中的毕业要求达成评价是专业自我评价与认证组织考查评价的重点和难点。以国际上典型大学和认证组织为研究对象,分别对学校评价实践和认证组织评价制度体系作案例解析。研究表明:学校毕业要求达成评价聚焦课程质量评价... 详细信息

工程教育专业认证中的毕业要求达成评价是专业自我评价与认证组织考查评价的重点和难点。以国际上典型大学和认证组织为研究对象,分别对学校评价实践和认证组织评价制度体系作案例解析。研究表明:学校毕业要求达成评价聚焦课程质量评价,主要在对毕业要求具有强支撑作用的专业必修课和实践性教学环节中进行,采用直接辅以间接、定量结合定性、过程对照结果的综合评价模式获取数据,通过不同类型数据构建完整证据链以三角检验评价结果,综合应用定量分析评判法与定性分析描述法判断达标程度,评价过程重视多元主体协同参与,其实质是以持续改进为导向的周期性循环评价;认证组织基于工程师职业能力标准构建毕业要求框架,统筹设计毕业要求达成评价机制,通过分专业大类细化毕业要求、提供指标点分解样例、明确考查重点与实施细则、制定评价指导方针与评估量规,建立系统性、科学性、规范性的评价指导体系。

关键词： OBE 工程教育专业认证毕业要求达成评价专业自评认证组织考评

新工科研究与实践的发展现状、成效评价与未来趋势

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高等工程教育研究 2024年第2期 38-43页

作者：林佳妮胡德鑫夏淑倩顾佩华天津大学新工科教育中心办公室天津大学教育学院天津大学教务处天津大学新工科教育中心加拿大工程院

新工科研究与实践项目是推动新工科持续革新、赋能工程教育高质量发展的有效载体。基于第二批845个全国新工科研究与实践项目的相关材料,探讨我国新工科研究与实践的发展现状、成效评价与未来趋势。在对我国新工科研究与实践发展现状简... 详细信息

新工科研究与实践项目是推动新工科持续革新、赋能工程教育高质量发展的有效载体。基于第二批845个全国新工科研究与实践项目的相关材料,探讨我国新工科研究与实践的发展现状、成效评价与未来趋势。在对我国新工科研究与实践发展现状简要分析基础上,系统评价其在专业优化调整、教材体系建设、一流核心课建设、工科教师成长共同体培育、教学技术新突破等方面取得的发展成效。进一步,对新工科研究与实践中理念深化、师资建设、产教融合和卓越工程师培养等方面的问题与挑战进行研判,进而指出未来新工科研究与实践的治理路径。

关键词：新工科新工科研究与实践项目工程教育卓越工程师

国际视野下我国工程教育转型的发展路径与思考——天津大学新工科教育中心主任顾佩华教授访谈录

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科教发展研究 2023年第3期 1-17页

作者：顾佩华加拿大工程院天津大学机械工程学院天津大学浙江国际创新设计与智造研究院天津大学新工科教育中心

自教育部于2017年正式启动“新工科”建设后，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件，推动了工科优势高校和大批普通高校参与践行“新工科”建设。在一系列的新工科改革行动中，许多高校都涌现了面向新业态的工...

自教育部于2017年正式启动“新工科”建设后，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件，推动了工科优势高校和大批普通高校参与践行“新工科”建设。在一系列的新工科改革行动中，许多高校都涌现了面向新业态的工科专业设置、工科人才培养方案和产教融合模式，为我国工程教育转型发展提供了新模版。“新工科”建设迄今已实施7年，顾佩华教授全程参与了“新工科”建设工作，

关键词：

国际工程教育专业认证体系的发展与改革——基于《华盛顿协议》与欧洲工程教育专业认证体系的对比分析

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高等工程教育研究 2022年第4期70卷 38-51页

作者：朱露胡德鑫何桢顾佩华天津大学教育学院天津大学工业工程系天津大学机械工程学院天津大学新工科教育中心加拿大工程院

国际工程教育专业认证形成以美国等为代表的《华盛顿协议》(WA)体系和以德、法等为代表的欧洲工程教育专业认证(EUR-ACE)体系两大阵营。本研究基于多维比较研究的视角,从历史沿革、组织结构、认证标准、认证程序、运行机制五个维度对EUR... 详细信息

国际工程教育专业认证形成以美国等为代表的《华盛顿协议》(WA)体系和以德、法等为代表的欧洲工程教育专业认证(EUR-ACE)体系两大阵营。本研究基于多维比较研究的视角,从历史沿革、组织结构、认证标准、认证程序、运行机制五个维度对EUR-ACE体系和WA体系进行对比分析;并以双体系典型参与国——俄罗斯为样例,对其发展现状、运行机制与典型特征作案例深度解析。研究结果显示:(1)WA体系和EUR-ACE体系坚持持续改进的基本工作逻辑,遵循组织体系日臻完善、认证范围不断扩大、国际化价值取向日益突显的演化规律;(2)建构决策层、管理层、服务层和执行层四级联动的组织架构,形成集合作、监管、协调为一体的组织运行机制;(3)EUR-ACE体系采取标签授权制,而WA体系实行成员组织授权制,二者均赋予相关认证机构认证高度自主权;(4)WA体系与多边协议相关联,强调各参与组织认证标准的等效性和可比性;而EUR-ACE体系各组织的认证标准更具全面性、灵活性。(5)作为两大认证体系的交叉成员组织,俄罗斯融合吸收二者的精髓,极大程度实现认证制度的特色化构建。借鉴两大体系成熟经验,指出未来我国工程教育专业认证体系建设与革新方向。

关键词：工程教育专业认证华盛顿协议欧洲工程教育专业认证体系

面向卓越工程师培养的现代产业学院高质量发展:目标、策略与路径

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中国高教研究 2023年第12期 16-23,78页

作者：胡德鑫逄丹丹顾佩华天津大学教育学院天津300354 天津大学教育学院/新工科教育中心天津300354 天津大学新工科教育中心天津300354

现代产业学院是深化产教融合和夯筑卓越工程师人才培养的新型组织。基于我国首批50家现代产业学院的范例,解析当前现代产业学院建设的兴起动因与建设目标、建构逻辑与融合策略、未来行动路径。研究显示,布局战略性新兴产业,服务国家重... 详细信息

现代产业学院是深化产教融合和夯筑卓越工程师人才培养的新型组织。基于我国首批50家现代产业学院的范例,解析当前现代产业学院建设的兴起动因与建设目标、建构逻辑与融合策略、未来行动路径。研究显示,布局战略性新兴产业,服务国家重点领域;赋能产教深度融合,引领区域经济社会发展;创新工程教育组织形式,深化新工科建设;变革人才培养模式,造就新时代卓越工程师共同形塑现代产业学院的兴起动因与建设目标。进一步,当前现代产业学院的建构逻辑与融合策略集中在构建多元利益主体协同参与的混合式组织架构;注重基于OBE理念的人才培养方案反向设计;创建浸润真实工程环境的项目式教学范式。最后,指出未来推进现代产业学院高质量发展的行动路径。

关键词：现代产业学院产教融合工程教育卓越工程师人才培养

基于“使命驱动,智能熔炼”教育理念的能源动力类实践教学改革探索

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高等工程教育研究 2023年第S1期 4-6页

作者：梁兴雨谢辉顾佩华原续波赵军林杰威天津大学机械学院

以培养视野开阔、基础扎实、创新能力强的复合型人才为出发点,提出“使命驱动,智能熔炼”的教育理念,建立了以解决人类社会近、中、远等三类问题为目标的具有真实工程特征的实践教育平台体系,以解决人类社会使命性问题为牵引,培养学生... 详细信息

以培养视野开阔、基础扎实、创新能力强的复合型人才为出发点,提出“使命驱动,智能熔炼”的教育理念,建立了以解决人类社会近、中、远等三类问题为目标的具有真实工程特征的实践教育平台体系,以解决人类社会使命性问题为牵引,培养学生的跨学科工作能力,造就具备工程能力、创新能力、学习能力的行业未来领军人才。

关键词：使命驱动智能熔炼实践教学能源动力类教育理念

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盾构螺旋输送机适应性设计智能决策

工程设计学报 2022年第1期29卷 1-9页

作者：王碧海张健陈永亮彭庆金顾佩华汕头大学工学院广东汕头515063 天津大学机械工程学院天津300072 曼尼托巴大学机械工程系曼尼托巴温尼伯R3T 2N2

螺旋输送机作为土压平衡式盾构的重要功能部件之一,常常需要进行设计调整以满足新的工程需求。但是,设计调整容易导致产品指标发生过量变动,进而对产品的可靠性、安全性和可维护性等产生负面影响。为最大化重用已有的、经过工程验证的... 详细信息

螺旋输送机作为土压平衡式盾构的重要功能部件之一,常常需要进行设计调整以满足新的工程需求。但是,设计调整容易导致产品指标发生过量变动,进而对产品的可靠性、安全性和可维护性等产生负面影响。为最大化重用已有的、经过工程验证的设计方案,降低设计调整的负面影响,提出了一种盾构螺旋输送机适应性设计智能决策方法。首先,收集盾构螺旋输送机的产品指标和设计参数以构建产品数据集,并通过依赖性分析和相关性分析分别建立其产品指标与设计参数间的依赖性矩阵和相关性矩阵;然后,基于产品指标与设计参数之间的相关性进行层次聚类,得到不同的产品元素集群,进而标定设计调整过程中产品指标变动的影响范围;接着,结合依赖性矩阵和层次聚类结果,识别不同集群中各产品指标所对应的关键设计参数;最后,利用神经网络构建产品指标-设计参数回归预测模型,并通过搜寻得到对新的产品指标需求具有较好适应性的设计参数调整方案。通过对盾构螺旋输送机产品指标的需求值与预测值进行对比分析后发现,其平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)为3.9647%,且达成度为96.04%,基本满足设计要求。结果表明,所提出的方法能够准确标定盾构螺旋输送机产品指标变动的潜在影响范围,可有效识别产品指标所依赖的关键设计参数,并实现关键设计参数的智能求解,其不仅可为盾构螺旋输送机的适应性设计提供决策支持,还可为满足个性化、差异化需求的产品适应性设计提供技术借鉴。

关键词：盾构螺旋输送机可适应设计设计决策