面向复杂工程问题解决能力的桥梁工程数字孪生教学模式创新研究

Abstract

针对传统桥梁工程教学中存在的知识供给滞后、实践情境浅表、学习路径同质、评价反馈终结等问题，本文以工程教育认证的成果导向理念（OBE）和CDIO工程教育模式为理论依据，提出一种面向复杂工程问题解决能力的数字孪生驱动教学模式。通过问卷调查与访谈，对桥梁工程课程教学现状进行诊断，发现课程内容与智能建造、数字孪生、BIM等产业新技术衔接不足，学生完整参与桥梁设计—施工—运维全流程的机会有限，实践评价多依赖报告，缺少过程性证据。基于此，本文构建了“一核双线三阶四维”教学模式：以复杂工程问题解决能力为“一核”；以知识建构线和工程实践线为“双线”；以基础认知、综合设计、创新拓展为“三阶”；以内容重构、平台支撑、项目驱动、评价反馈为“四维”。同时，设计课前知识图谱导学、课中孪生项目探究、课后迭代优化、课赛研创融通的混合式实施路径，并建立“证据链+能力雷达”多元评价体系。初步实践表明，该模式能提升学生的桥梁工程系统认知、数字工具应用、协作沟通与创新设计能力，可为新工科背景下桥梁工程教学改革提供一定参考。

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