在以机械化、电气化、信息化为典型特征的三次工业革命的基础上,智能化发展的趋势日益明显,人类社会在社会生活、生产制造等各个方面均受到智能化趋势的显著影响,特别是在工程领域,工程师面临着与传统工程环境完全不同的工作场景。在智能环境中,出现软件与硬件加速结合、计算与工程深度融合等显著特征,包括德国、美国、俄罗斯、中国等国在内的世界各国均在宏观战略的层面出台了一系列政策和计划,强调计算在国家战略、产业发展、人才培养等各个领域的关键性位置。面向工程环境演变和工程技术变革,智能环境中的工程师能力要求也发生了系统性的变化,计算能力的关键性作用日益凸显,从而对工程师培养和工程教育模式中的计算能力提升提出了全新的要求,工程科技人才的计算能力培养成为智能化发展趋势下的关键。本研究聚焦于“如何系统地在高等教育机构中重新定义、规划、培养和提升面向智能环境的工程师计算能力?如何系统构建计算能力培养模式并有效运行,以培养面向智能环境的工程师能力?”的核心命题,开展三个环环相扣的子研究:(1)智能环境中计算能力的概念内涵和核心要素是什么;(2)当前国内外高校如何进行本科工程教育中的计算能力培养;(3)如何系统构建并有效运行嵌入本科工程教育的计算能力培养模式。首先,尽管已有研究对智能化趋势下计算能力的重要性已经形成了基本的共识,但是从工程师培养的视角,对计算能力的概念内涵和核心要素尚未形成较为系统、深入的认识。本研究借鉴工程知识体的理论视角,从知识、技能、态度等层面深入认识和理解计算能力的内涵,通过文献梳理形成对计算能力的基本认识,并通过企业案例研究、内容分析、问卷调查相结合的方式,提炼计算能力的核心要素,力求对计算能力的内涵和要素形成较为系统、深入的认识,也为智能化趋势下工程师计算能力培养目标的明确提供了借鉴。其次,本研究选取国内外高校中具有典型意义的案例,深入挖掘当前本科工程教育中的计算能力培养关键维度。在文献梳理提炼计算能力培养维度的基础上,开展国内外工科专业案例研究,通过内容分析法提炼形成本科工程教育中计算能力培养的关键维度,并归纳总结计算能力培养的要点和特征,从而形成对本科工程教育中计算能力培养的较为体系化的、深层次的理解,亦对计算能力培养模式与工程教育体系的衔接形成了更为具体、直观的认识。再次,基于计算能力核心要素和本科工程教育中的计算能力培养关键维度,本研究提出嵌入本科工程教育的计算能力培养模式。面向本科层面非计算机专业工科学生的计算能力提升,明确计算能力培养的目标,从课程设计、教学运行、管理和控制三个层面提炼计算能力培养模式关键点,并构建知识模块组合模式、计算情境体验模式、智能产业引领模式三个典型的嵌入本科工程教育的计算能力培养模式,并深入讨论模式的运行策略和实施路径。本研究强调,基于对智能化趋势的特征分析,计算能力培养模式并非是一成不变的,而是多元构成、开放灵活的,并且是不断发展和完善的。本研究的主要创新点在于:其一,提炼形成智能化趋势下工程师计算能力的概念界定、内涵阐释和核心要素,丰富和完善了计算能力理论内涵;其二,基于计算能力培养目标的综合分析,构建嵌入本科工程教育的计算能力培养模式;其三,针对计算能力培养模式的建构,提出其在本科工程教育中的运行策略和实施路径。研究结合我国实际情况,对计算能力培养模式的实施和发展提出相应对策建议,为我国工程科技人才的计算能力的培养和提升提供借鉴。