工程力学专业调研报告

哈工大工程力学

学生提分网 发布时间：2011-01-05

通过对几届不同年级学生的调研，发现近年来的学生在大一、大二阶段就非常关注专业学习内容及其应用，未来发展的可能方向，以及毕业去向等等，力学学科本身就是科学与工程的桥梁，是大工业的基础，因此工程力学专业学生的培养与其它工科专业也有明显的不同，其它工科专业都有较为明显的工程背景，例如航空航天、机械、土木、材料、船舶水利、能源与矿业等专业，尽管这些工科领域的专业都需要一定的力学基础，但主要以各领域的工程对象为主要研究背景。

有十分确定的工程对象，而力学专业恰恰没有明确的研究对象，研究的是工程领域，甚至科学领域广泛存在的基础性、共性力学问题，这些都导致了学生仅仅从培养方案上很难认识清楚自己未来能干什么，主要从事什么样的职业，对专业的认识比较模糊，到大三阶段学生已经开始与专业教师接触，但课程还主要是专业基础课，内容还不够专业，若主讲教师再不能把课程讲得生动精彩。

都会使得学生学习目标不明确，动力不足并由此导致学生向外专业、外校的流动增加，直到大四了解会多一些，但部分学生已经没有热情、对专业的未来丧失信心，总之学生对专业的认识远远不够。

二、 工程力学专业建设与教学存在的问题

1、专业招生质量不能适应力学学科对高质量生源的需。

从招生分数以及后期的培养都说明了工程力学专业生源质量较全校平均水平偏低，而力学学科本身的基础性、对数理基础要求高的特点，又决定对学生学习能力有较高的要求，这个矛盾有一定的普遍性，在全国各高校都一定程度存在。

2、专业学生培养质量需要进一步提高

1升学率偏低。不考虑学生对专业的认同程度以及生源质量，也说明在保研、考研环节的培养上还需要进一步提高。

2近几年来出现学生向外专业、外校流动增加的趋势。说明学生视野拓宽、自主选择发展方向能力增强，但也可能是学生对专业认同程度降低所致。

3毕业设计水平还不能完全令人满意。工程力学专业本科毕业设计水平逐渐改善，但还存在少部分指导教师题目陈旧落后、需要改进。

4学生创新能力的培养还需要进一步加强

全国大学生周培源力学大赛获奖者太少，获得国家级的大学生课外科技创新项目的还偏少。

3、专业本科课程师资队伍基本稳定，可继续挖掘潜力

1逐步实现了新老交替，稳定过渡，高水平年轻教师加入专业课程教学队伍。但年轻教师有一个成长期，少部分课程还缺少合适的接班人。

2大部分课程基本实现了高水平教师主讲，力学系的教授博导100%上讲台，飞行器动力学与控制研究所的部分骨干教师，也开始加入专业的本科培养环节。但仍然有少部分课程的主讲教师缺少课程内容相关学科方向的科研经。

3专业课程教师尽管有不少教学优秀的教师，但还没有获得名师称号的。

4、专业课程建设水平逐步提升，仍有较大提高空间

1结构动力学和弹性力学分别获得省级、校级精品课程，这两门课程本身以及其它课程还有还有较大提高空间。这两门课程可以建设更高级别的精品课程，其它课程也都可以培育成至少校级精品课程

2目前每门课程还只有一到两位教师，而教学大纲和教学内容的制定都应该由几位相关教师负责，没有成立课程组，不利于课程建设。

3课程建设积极性不高，教学成果少。教学研究项目、教材、以及教学成果获奖，力学系整体取得了较突出成绩，但以专业课程教学为主的教师，以及以专业课程为背景的教学项目和成果偏少。主要原因是专业课程建设需要教师积极投入、不断积累，而目前大部分教师课程建设积极性不高，直接导致教学成果少。

5、专业课程教学质量需要进一步提升

目前专业课程教学评价基本都是A 或者B, 虽然没有C, 但A+太少。此外，专业课程还可以更突出力学专业的特点，可以进一步结合科研实践讲出课程工程与科学应用前景。

6、专业教学管理还不够规范和科学

需要建立一个相对稳定的专业教学与建设工作小组，加强教学计划修订、毕业实习、毕业设计等重要环节的管理，开展教学研讨，使日常管理更规范化和科学化，以及重点专业申报、检查以及专业教学评估和认证等工作。

三、加强工程力学专业学生培养的若干思考

1．精心制定本科培养方案，明确培养目标

本科专业的培养方案的是本科生教育的第一个也是贯穿整个本科阶段始终的最重要的文件，是学生认识专业，明确未来发展方向，规划学习目标的指导性文件。力学学科和专业负责人对我校本次培养方案的制定给予了充分重视，在学生层面进行了广泛的调研，同时也广泛征求了长期从事专业教学和管理以及各二级学科相关骨干教师的意见，并利用网络对国外著名大学相关专业进行了调研，形成了初稿。

首先应该明确培养模式和目标，根据教育部高等学校力学类专业教学指导分委员会在2004年提出的力学学科专业发展战略中提出的力学专业培养模式，我国的工程力学专业培养模式大致可分为四类，即理科力学专业、工科力学专业的研究型、工科力学专业的结合型和工科力学专业的计算机科学与工程型，我校的工程力学专业更接近于工科力学专业的研究型，而恰恰就是这个研究型特点不突出。

不好准确定位，根据以往的经验以及对国外著名大学的调研，本次修订保持了厚数理基础的基本原则，同时根据航天工业发展迅猛的形势，一定程度向工科力学专业的航天结合型倾斜，以航天工程结构为对象学习力学专业知识。

但面向国民经济较广泛工程部门培养高级人才以及高等院校力学教师的基本目标不变，本科学生毕业后的出口，23左右的学生应该继续学习、攻读研究生，剩下13左右的学生直接或间接就业。

精心制定培养方案，有继承有创新。继承原方案强化数学力学基础的培养，同时体现加强实践创新能力的时代要求。此外，为让学生更好地认识专业，在教学计划中专门增加了专业认识环节。从培养方案上看，专业认识环节贯穿了学生整个本科学习阶段，关键是如何落实。

培养计划中增加了认识实习环节，其中部分内容就是专业认识，这部分内容需要整个一级学科的骨干学者来参与，需要有一个科学的管理和激励机制

切实落实文化素质教育内容，其中的讲座内容应该以力学学科的院士、知名学者介绍力学在工程中的应用以及力学与科学这样的命题为主。

本科生课外科技创新以及创新训练课程都要切实落实，使更多的教师参与本科生的教学和指。

落实好导师一年制，在大学三年级的就开始接触本科毕业设计指导教师。

2．夯实数学力学基。

无论是国内还是国外，都把学生的数学力学基础培养放在首位，不论是工科力学专业还是理科力学专业，经过不断的改革和发展，均有培养模式呈多元化、课程设置模块化的趋势，但总体而言，都普遍认为为数学和力学的基础要宽一点、厚一点，我校的工程力学专业从创建伊始，就注重学生的数学力学基础的培养，力学技术基础课程，例如理论力学、材料力学、

弹性力学、流体力学、振动力学、结构力学、计算力学与实验力学等，以及相关的数学基础课程，包括数学分析、代数与几何、计算方法、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、数理方程、变分法等在历次培养方案的修订中，都是首先得到保证和加强的，本次培养方案中再一次强化了这八大力学骨干课程，这是由于力学学科的特点决定的。

是长期以来的培养模式，也的确培养出了一批具有坚实数学力学基储有很强思维和独立解决问题能力的一大批优秀学生，主要的突出特点是，力学相关的物理概念清晰、物理数学建模以及数学分析能力强、计算机计算能力强、发展潜力大、适应面宽，与其它单一工程领域的工科学生相比，更容易转换服务领域，这方面是工程力学专业教学和建设需要继承和发扬的，然而这也带来一定问题，数学相关的课程学时不减，导致整个培养计划课时多，考试课程多，这对学生的学习能力和意志品格都提出了较高的要求，在早期八十年代之前，学生招生质量高，学习知识的劲头足。

培养出的学生也的确达到了培养出高级人才的目标，而近十几年来，力学专业由于就业需求的降低，招生质量下降，这些和数学系几乎一样的课程要求，同时又有力学专业课程，使得一些学生感觉学习压力大，疲于应付因此教学计划里，在基础课程学习阶段，其它课程的学时和内容安排上，要弱化一些，例如电类基础课、大学化学等，鼓励学生参加大学生数学建模大赛、大学生周培源力学竞赛。

3．加强实践教学环节、强化学生实验动手能力的培养

根据社会需求，以及我国本科阶段学生培养创新能力弱等特点，近年来国家多次强调在本科阶段，要加强学生实际动手和创新能力培养，各专业在实验教学、课外科技创新等环节也都有投入较大，然而学生这方面的能力的提升不甚明显，主要的问题是实验教学条件还不

能满足不断增长的学生数量的要求，实验教学内容体系陈旧、教学质量相对较低，力学系近年来在实验教学条件建设、教学研究方面成绩突出，得到了国家级实验教学示范中心的称号，有较好的实验条件为工程力学专业本科生实际动手和创新能力培养服务，因此在八大主干课程中，除了弹性力学，由于其课程本身的理论性和基础性的特点，其它课程都先后设置实验教学环节，其它选修课程也部分地根据需要设置了实验教学环节，同时设置了创新训练课程，加上大学生课外科技创新，各种竞赛全部实践教学环节学分与总学分的比例已经超过13，达到34%左右，剩下的问题就是首先做好专业各课程之间的实验教学内容的衔接，建立一个科学的、内容丰富的、有成效的专业实验教学内容体系。

其次要加强专业实验教学管理，提高实验教学质量，更重要的是要将本科生实践动手能力的培养与教学研究项目、科学研究项目、研究生招生、优秀本科毕业设计等结合起来，调动教师和学生两方面的积极性，才能更有效地提高学生的实验动手能力，此外要加大以专业课程实验教学为主要目标的实验室建设力度，有效利用现有实验室硬件资源，为学生实践创新能力培养提供基础性保障。

4．适应时代要求，强化学生计算能力

计算能力主要是指工程结构的计算机分析能力，包括结构静力、动力的自编程序计算能力，以及针对复杂结构的有限元软件的认识和使用能力，现代的工程结构设计，结构的力学分析主要以软件使用为主，根据近几年学生毕业分配情况，发现用人单位招收力学专业的本科生、研究生，有很大一部分是从事工程问题力学的计算和分析工作，要求我们的学生不仅要会用一种以上的大型商用有限元分析软件，更要熟练不仅要求会一般的功能，还要会高级的功能，作为力学专业的学生，还要对软件依托的理论方法有相当程度的掌握。

对计算结果能给出合理的力学解释，针对社会的需求，北京大学工程力学专业，以及后来部分新增设工程力学专业的学校，都将学生工程计算能力放在主要位置，出现了工程力学专业的一个新的培养模式，计算机科学工程型，而我们专业以往在这方面重视不足，尽管开设了计算方法、C 语言程序设计、计算力学、以及近年来开设的应用软件工程等课程，相对其它院校课时还偏少，更主要的是实际自编程训练不足，软件深入应用培训不足，课程之间的内容不能很好相互支撑，此外由于CAE 软件的使用通常都是和工程结构计算机辅助设计紧密联系的。

因为实际工程问题的力学分析之前首先要建几何，因此在计算能力培养的同时也能加强学生工程设计能力的培养，因此我们的工程力学专业学生在计算能力的培养上还要大大加强，培养方案目前设置了直接相关的四门课程，课时不多但也基本满足，需要重点解决的是学生实际编程训练和软件的精用问题，除了相关课程教师共同研讨教学内容，做好课程内容之间的衔接之外，应该有专业建设经费投入，为学生提供工程软件学习基地。

5．优化工科基础知识的培养

力学是工程学科的基础，是使用数学力学理论解决实际工程问题的科学，就是说其最终目标是为工程服务，为此工程力学专业的学生一定要对机械、电子电工、材料、控制和计算机等工科专业的基础知识有一定的了解，掌握一定的绘图、识图技能，基本的机械设计原理和方法，对主要的工程材料特性有初步的认识和掌握，了解电子电工学基本知识。

对工程控制问题的基本概念、理论和方法有初步的了解，对计算机基本知识、主要的编程语言有一定程度的掌握，这部分内容在培养方案中都有体现，这些内容的设置一定程度上体现了本科生厚基储宽口径培养目标和通识教育思想，同时带来的一定问题是，厚基础本身

就是增加基础知识的教学工作量，再通识要求学生掌握较广泛的工科基础知识，在大四阶段还要考虑学生的就业和考研。

留给专业知识学习时间就一缩再缩，针对力学专业，这个问题尤其突出，结果是力学专业学生力不强，新的培养方案重新整合优化了相关的课程，减少原来过多的电类课程和计算机硬件课程。

6．明确主要以航天工程问题为背景传授力学专业知识

根据国家近20年的科技发展规划，像载人飞船、嫦娥工程、高超声速飞行器、大飞机、大运载火箭等重大科技规划纷纷出台，未来关于飞行器相关的工程研究人员的需求可以预见是逐步增加的，全国也有很多高校根据这个形势整合校内资源成立宇航学院，不少传统的力学专业也都与飞行器设计一同招生，像清华大学、南京航空航天大学等。而我校工程力学专业虽然身在航天学院，但在本科学生培养阶段，航天特色并不突出，飞行器力学相关的课程太少，因此在本次培养方案的制定上，对此进行了加强，从课程设置上一定程度上突出了航天特色。另一面也要求主讲教师在专业知识的讲述上，突出航天工程结构。

7．充分利用基础课的教学资源以及力学一级学科的科研资源

我校工程力学专业与面向全校的基础力学教学都在航天科学与力学系，近年来力学基础课程教学成绩突出，获得了两门国家级精品课程，两位国家级教学名师，国家级实验教学示范中心等称号，校级、省级教学成果多项，相比之下专业课程的教学，尽管一直保持了较高的水平，经过多年的教学实践，也有相当的积累，但是相关的教学成果少，因此专业学生的培养。

应该充分利用基础课的教学资源，让最优秀的基础力学教学成果直接为力学专业学生服务，让最优秀的教师主讲工程力学专业的理论力学与材料力学，整合实验室的资源为专业学生课外科技创新、周培源大学生力学竞赛、本科生毕业设计以及创新训练等提供优先条件，统一方向相近的基础课程和专业课程，达到成果共享，提高专业课程建设水平。

工程力学专业目前是航天学院、力学系两级管理，力学系从事专业教学及管理的主要是固体力学学科教师以及部分一般力学教师，课程设置以及主讲教师主要针对的都是固体力学、一般力学方向的，如何更有效利用整个力学一级学科的优秀教师资源、科研条件资源为本科学生培养服务，是需要认真考虑的问题。此外，未来的本科专业教学评估和认证等工作，以一级学科为依托也有明显优势。目前的状况是行政单位分划与二级学科结合较为紧密，基本上一个系、所对应一个二级学科，一个二级学科对应一个专业，其它两个二级学科对专业的支撑作用不明显。应该形成由一个系、所牵头、其它三个二级学科所在系、所共同参与的局面，利用各自的优势为本科生培养服务。

四、工程力学专业招生、培养根本改革方案探索

通过提高认识、制定有效政策并加强管理，上述各个方面的问题都可以一定程度地改善工程力学专业本科生培养水平，然而要从根本上改变工程力学专业学生招生和培养上存在的问题，还需要从根本上改变思路。

探索一一个专业两个名称，工程力学，改善招生状况。

目标是借航天的东风，在一段时期内一定程度的改善招生质量。我校工程力学专业设在航天学院，航天学院整体的科研和教学一直以航天为特色，力学一级学科的大部分教师的科研也主要以航天器为主要工程对象，具备航天器结构与强度方向知识培养能力。在学生培养

上，主要以航天工程结构为对象，讲述力学专业知识，使学生学有所托，可以一定程度改善学生学习兴确和动力不足问题。在毕业去向上，同时可以保持着专业面向广泛工程领域的特点，分配面不会缩窄。

探索二增加实验学院面向工程力学专业的学生比例

我校实验学院学生数理基础扎实、素质好是公认的，若能争取更多的实验学院学生来专业，可一定程度上保证后续的研究生数量和质量的需求。专业应该加大宣传力度，增强实验学院学生对专业和学科的认同度。

探索三3+3培养模式。

基于我校力学学科保持在全国同类学科前三甲的地位，拥有一大批高水平的教师，对高质量的研究生的招生需求较大，同时由于力学学科知识偏基础的特点，可探索3+3的培养模式，除部分被淘汰的学生按照四年的培养方案培养，其它学生在3年之后按照研究生方案继续培养3年，并保证一定比例的保研名额。在招生简章上明确写明该培养模式，应该可以大大提高招生质量。

应该说这些探索思路，得到了学科部分教师的支持，前两个思路也可以马上实施。 参考文献

1、教育部高等学校力学类专业教学指导分委员会, 力学学科专业发展战略研究, 高等理科教育,2004,57(5)5-13.

2、刘人怀，我国力学专业教育现状与思考，中国大学教学,2007,130-32