人工智能驱动“双碳”课程改革—以《土木工程材料》为例

人工智能技术在教育领域的应用已经逐渐渗透至教学内容更新、教学方法创新以及教学评价改革等多个关键环节。本文以土木工程材料课程为例,深入分析了当前课程在双碳背景下存在的不足之处,进一步探讨了如何有效利用人工智能技术促进课程的深度改革,推动教学模式的革新。文章从课程框架的重构、教学内容的更新、教学方法的创新以及教学评价的全面优化等多维度出发,剖析了人工智能技术在专业课程教学中的实践应用,并提出了相应的改进策略和建议。

中药有效成分结合骨组织工程材料用于骨修复

背景:如何修复骨缺损一直以来是临床难题,中药有效成分在骨修复方面具有良好的生物活性与治疗效果,将中药有效成分与组织工程材料相结合在骨修复领域具有广阔的前景。不同中药有效成分与支架的组合在作用关系方面具有相似之处。目的:搜集常见的中药有效成分与支架材料组合的案例,基于七情配伍的启发将组织工程支架与中药有效成分类比为产生配伍关系的两类中药,以二者的作用关系为纲进行归纳总结。方法:检索1998年1月至2024年1月Pub Med和中国知网数据库中发表的相关文献,英文检索词:“traditional Chinese medicine,Chinese medicine,traditional Chinese medicine monomers,bone defect,bone repair,bone tissue engineering,tissue engineering,scaffold”,中文检索词:“中药,中药有效成分,中药单体,骨组织工程,骨组织工程支架,支架,组织工程,骨缺损,骨修复”,最终纳入88篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)组织工程支架材料与中药有效成分各自均在骨修复领域有广泛的运用,二者在成骨方面优势明显但仍有许多缺陷,许多研究致力于将二者制备成复合材料,希望通过二者间的相互作用发挥减毒增效作用。(2)一些药物与材料在成骨、抗菌、促血管生成方面能互相促进,增强原有的效果,受到传统方剂配伍观念的启发,文章将其归纳为“相须”关系,并举实例佐证。(3)一些药物能提高材料的强度,而某些材料能对负载于其上的药物实现缓释控释效果、增加载药量与稳定性,或是进行靶向递送,文章将这种单方面的提升效果归纳为“相使”关系。(4)一些中药与材料搭配使用能减少对方的毒副反应,文章将这种减毒关系归纳为“相畏相杀”。(5)文章得出了一个由七情配伍关系启发、基于作用关系分类的关于中药复合支架的全新视角,将中药传统观念引入组织工程领域,为后续复合支架的研究者提供新的研究思路,并在选材搭配方面提供一定的便利。

新工科背景下机械工程材料课程混合式教学改革与实践

为贯彻新工科建设的工程教育新理念,针对机械工程材料线下课程教学存在的问题,提出基于智慧树平台的线上线下混合式教学模式,并基于“学情分析+问题导向”对教学模式、教学内容和考核方式等进行持续改进,有效解决了原有课堂教学中存在的问题,充分调动了学生的主观能动性,提升了学生的学习效果。

应用型本科院校化学与工程材料课程教学改革实践

化学与工程材料是常熟理工学院基于应用型本科办学思路,紧密围绕苏州市产业发展需求,面向机械类本科专业开设的一门专业基础课程。该课程不仅要求学生有扎实的基础理论知识,还要有过硬的实践技能。文章总结了化学与工程材料课程教学中存在的问题,梳理了化学与工程材料课程教学改革的内容,并对教学改革的效果进行了分析。教学改革实践结果表明,采用实物教学、虚拟仿真实验等教学手段,有效提升了学生对化学与工程材料课程的学习兴趣,增强了学习效果。通过对教学内容、教学方法以及考核方法的综合创新,学生获得了更好的学习体验和学习效果。

劳动安全教育全程贯穿于工程材料实践课的应用

职业教育“以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研创的发展道路”,发展职业教育新质生产力,必须注重实践教学课堂革命,质量提升和着力内涵建设。本文探讨了劳动安全教育在工程材料实践课程中的全面融入与应用。通过构建系统化的安全教育体系,不仅增强了学生对安全生产重要性的认识,还培养了他们在实验操作中的安全防护技能与应急处理能力。实践教学中,结合具体工程材料操作案例,深入讲解潜在风险、预防措施及应急措施,有效提升了学生的安全素养与自我保护能力,为培养高素质、高技能的工程技术人才奠定了坚实基础。

建筑工程材料循环利用与可持续发展策略研究

文章系统地分析了建筑工程材料循环利用现状,指出循环利用材料类型,应用领域和性能特点,论述了循环利用材料在建筑工程上的推广与应用。研究指出循环利用材料虽然环境与经济效益显着,但其回收分类,生产加工技术,成本控制与市场接受度仍然存在挑战。为了促进建筑行业绿色转型,建议采取健全回收分类体系,强化技术创新,优化成本控制以及提高市场认知度的可持续发展策略。该研究创新之处主要体现在:以系统性的视角为建筑工程材料高效循环利用。

基于问题中心的土木工程材料实验教学设计优化

针对当前土木工程材料实验教学中普遍存在的问题,坚持三个融合的教育理念,推行问题为中心的实验教学模式。对实验教学内容和教学方法进行设计优化,形成新土木工程材料实验教学模式,构建以问题为中心的自主性、研究性的实验教学体系,培养学生的创新能力和工程实践能力。

提质培优背景下建筑工程材料实验实训基地的设计与施工要点研究

本文以陕西卓美建筑工程材料检测中心为案例,针对建筑工程材料检测实验实训基地设计与施工的特点、要点和难点进行剖析,在此基础上结合BIM技术对该项目设计与施工进行深化,以期为提质培优背景下建筑工程材料实验实训基地的设计与施工提供借鉴与参考。

培养具有工程创新能力的土木工程材料专业人才探索与实践

建筑行业的飞速发展对土木工程材料专业人才培养提出更高的要求,其中工程创新能力的培养越来越重要。近年来,青岛理工大学在具有工程创新能力的土木工程材料专业人才的培养方面,进行有益的探索与实践。依托获批的海洋环境混凝土技术国家创新引智基地(111计划)、教育部工程研究中心,将最新科研成果和工程前沿技术充分融入人才培养过程,科教产融合,同时进行海洋特色化课程体系改革,注重多学科交叉融合,并通过国际化合作培养学生国际视野,切实提高学生的工程创新能力。

建筑建材领域“以竹代塑”工程材料研究现状与发展趋势

随着全球对可持续发展的关注,建筑行业面临着传统建材带来的环境问题。塑料作为一种广泛使用的建筑材料,虽然具备良好的物理特性,但其不可降解性对环境造成了重大影响。竹材作为一种快速再生资源,具有优良的力学性能和环境友好特性,以竹材为基础的“以竹代塑”工程材料逐渐成为研究和应用的热点,展现出良好的环保性能与经济价值。聚焦于“以竹代塑”工程材料作为传统塑料替代品的优势和潜力,综述了当前建筑建材领域“以竹代塑”工程材料的研究现状,包括材料分类、制备工艺、改性技术和实际应用,系统分析了“以竹代塑”工程材料在建筑建材领域的应用必要性,探讨了“以竹代塑”工程材料的制备工艺与改进方向,并通过国内外研究现状分析,提出“以竹代塑”工程材料目前存在的主要问题及发展建议。研究表明,“以竹代塑”工程材料在强度、耐久性等方面展现出良好性能,不仅能够有效替代传统塑料建材,还可以降低建筑行业的碳排放,推动绿色建筑发展,目前已成功应用于生态建筑等领域。然而,现阶段相关标准和规范尚不完善,市场推广不足。对“以竹代塑”工程材料在建筑建材领域的应用研究现状进行系统综述,旨在为竹材在工程结构行业的推广应用提供理论支持。未来,随着技术创新、市场需求的增加以及政策支持的强化,“以竹代塑”工程材料有望在建筑建材领域中获得更广泛的应用。

关于土木工程材料课程混合式教学的几点思考与实践

以土木工程材料课程为例,分析线上线下教学特点,针对土木工程材料课程线下教学存在的问题,提出利用线上资源,增加课程训练频次和训练方式,辅助学生对课堂知识的掌握;通过线下实操与虚拟试验的对比,促进学生对试验技能的精细化掌握,巩固试验效果;实现课堂线下授课与APP自学的结合,培养学生在庞杂的知识系统中建立逻辑的技能,拓展课程容量。所提出措施的有效性在实际课堂中进行验证。设计手段的实施能够有效解决线下教学痛点,有效活化教学资源,丰富教学手段,助力符合OBE工程教育理念应用型人才的培养。

“双碳”与新工科背景下土木工程材料教学问题及改革对策研究

具备减碳思维的土木工程专业人才培养是实现我国“双碳”目标的关键。同时,创新能力是新工科土木工程人才培养的核心目标。目前将“双碳”与新工科相结合对土木工程专业人才培养的研究还有待进一步深入。该文提出当前土木工程材料课程教学中针对“双碳”和新工科的思考与做法,总结存在的问题。在改革对策方面,提出首先从架构层面探索“双碳”和新工科对土木工程专业人才培养的目标需求,对课程教学大纲提出调整建议;其次针对教材内容,提出以多学科交叉融合的知识体系和教学内容促进创新思维;最后是以提高新工科土木工程人才创新能力和培养“双碳”思维为目标,结合教学大纲和教学内容,开展多层次、全过程的创新实践以提升创新技能,提出教学实践过程的具体建议。

课程思政融入混合式教学改革实践——以“土木工程材料”课程为例

按课程思政教学要求,将土木工程材料发展历史与趋势、工程规范与职业道德、个人发展与社会进步等思政元素融入并映射于专业课程教育环节,在教学过程中,将价值塑造、知识传授、能力培养三者融为一体。综合考虑课程特色、教学内容、思政要求、线上线下混合式教学方法,将“土木工程材料”课程思政教学阶段分为:备课阶段、课前阶段、课中阶段和课后阶段四个阶段,教学模式对应分为前期分析、情感激发、动机生成、价值内化四个模块,丰富课程教学内容并改革创新教学方法。

基于产教融合的《工程材料及热处理》课程教学改革研究

本文针对《工程材料及热处理》课程教学中存在的理论教学内容抽象、实践性较强、学生理解困难、实验综合性不高、创新性和挑战度不够、考核方式相对单一等影响教学质量的问题,提出了教学改革。通过重构教学内容、搭建多层次实验平台、采用项目式教学方法、引进企业兼职教师、构建多元评价体系、引入学科竞赛等手段,从而不断改善课程的教学效果。

从课堂到实验的土木工程材料课程英文教学研究

通过课程建设、实践教学与调研,该文从教学内容设计、教学方式实践、考核形式提升和实验环节巩固四个方面探讨土木工程材料英文课程教学的要点,对建设全英文或双语教学提出一些建议。首先,针对中国国情与工程技术特色,需要以中文教材翻译为主,英文原版教材为参考,完成英文教学内容设计,以达到国内与国际技术及标准的统一。由于本课程专业知识点较多、专业词汇较多,需要采取符合学生英文水平的英文教学方式,以保证在牢固构建专业知识体系的基础上,进行英文的学习与拓展。作业可以采用英文方式,但英文考核则需要必要的中文说明,以同时考查学生的专业知识体系与专业英语水平。实验课授课过程中,建议采用中英混合的方式,着重讲解与实验设备、方法及标准有关的专业英文,减少使用过于口语化的英文表达。

OBE理念下《工程材料》课程教学改革思路

本文通过对机械类专业的“工程材料”课程存在的问题及教学目标进行分析,结合OBE理念要求,重新拟定课程的知识目标、能力目标和价值目标,以学生为主体,将课程内容分成有趣的教学模块,采用三段一体的教学模式,充分利用在线教学平台,拓展课程的学习内容及专业前沿知识,对考核与评价体系进行改革,将过程考核与实践考核纳入考核内容中,即体现考核的全程性,又提高学生的学习主动性。

基于工程教育认证的土木工程材料实验教学改革

针对土木工程材料实验目前所存在的“教与学”的问题,同时结合工程教育专业认证的培养目标,从调整实验教学大纲、聘请专业实验指导教师、改革实验授课方法、改革考核方案、创建实验平台及课程思政等多方面进行论述,提出了改革实验教学的措施。

基于应用能力培养的课程教学改革与实践——以新型高等土木工程材料课程为例

从理论知识与实际应用相结合、采用“讲授式”与“讨论式”相结合的教学模式、采用多媒体课件和视频进行教学、加强学生的政治立场与爱国情怀等方面进行新型高等土木工程材料课程教学改革研究。通过建立全过程、多样化的考核评价方式,综合评价学生的学习能力、应用能力、创新能力和沟通与表达能力,实践表明,教学改革效果良好。

基于“一平三端”的工程材料智慧课堂教学方法

为了提高学生的自主学习能力,使用超星平台、教室端、移动端、管理端开展工程材料智慧课堂教学,在课前预习、课堂学习、课后作业三个阶段实施智慧教学的课程改革模式。基于项目引导式的课程内容改革,建立题库,在课堂上充分利用课堂签到、线上测验、互动等智慧应用。实践证明,该方法能够激发学生的自主学习性,具有较好的教学效果。

《机械工程材料》简介

《机械工程材料》杂志创刊于1977年,由上海材料研究所有限公司主办,为中国机械工程学会材料分会会刊,是国内外公开发行的有关工程材料研究与生产应用的专业技术期刊,是中文核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊、《中国学术期刊影响因子年报》统计源期刊。《机械工程材料》杂志报道内容涵盖金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料以及复合材料等传统及新型工程材料的最新研究及应用成果,主要栏目有综述、试验研究、新材料新工艺、材料性能及应用、纳米材料、残余应力、物理模拟与数值模拟、失效分析等,可供从事与材料生产研究相关的研发与技术人员阅读参考。