国内一流大学工程力学本科专业课程体系比较研究

2023-03-24段静波张悦徐步青

高教学刊 2023年8期

段静波，张悦，徐步青

(石家庄铁道大学工程力学系，石家庄 050043)

力学作为航空航天、轨道交通和土木工程等领域的重要支撑学科之一，在工程应用中发挥着举足轻重的作用。随着国家科技创新的飞速发展，国内一流大学均设置了以培养本科生解决工程实际问题能力为导向的力学本科专业。纵观国内一流大学的力学本科课程体系，有诸多相似之处，但由于各大学文化及教育理念的不同，本科课程体系也各有特色，而且存在一定地差异。本研究选取清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学和大连理工大学四所重点高校的工程力学本科专业课程体系作为案例，具体比较分析以上大学在课程结构体系设置、课程教学内容安排、授课与学习方式等方面的异同，从中获得一些工程力学本科人才培养的启示与借鉴。

一课程体系结构的比较

从课程体系构成来看，清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学四所高校在工程力学本科专业课程设置方面是基本相同的。课程体系基本上都由通识课程、基础课程和专业课程三大部分组成。从学生修课受限与否看，包括必修课程和选修课程。从授课形式上看，课程体系包括理论课程与实践课程。值得注意的是，在选修课程方面，清华大学又将其分为限制性选修课程和任意选修课程两类。另外，四所高校在各类课程具体结构的比例分配方面存在着明显差异，体现了各高校的不同育人理念。

（一）通识课程、基础课程与专业课程

从通识课程、基础课程与专业课程比例来看，清华大学工程力学本科专业的通识课程占课程总学分的28.05%，基础课程占课程总学分的29.89%，专业课程占课程总学分的36.59%(图1(a))；浙江大学工程力学本科专业的通识课程占课程总学分的44.51%，专业基础课程占课程总学分的18.41%，专业课程(不含实践环节和毕业论文设计)占课程总学分的17.76%(图1(b))；哈尔滨工业大学将工程力学本科专业的课程分为通识教育和专业教育两类，其中，通识课程占课程总学分的46.0%，专业课程包括专业基础课程、专业课程和课程设计。其中，专业基础课程占课程总学分的13.4%，专业课程(含课程设计)占课程总学分的24.6%(图1(c))；大连理工大学将工程力学本科专业课程分为公共基础课程、专业大类课程和专业课程等。其中，公共基础课程占课程总学分的51.5%，专业大类课程占课程总学分的37.8%，专业课程占课程总学分的10.7%(图1(d))。需要说明的是，大连理工大学的实践环节不计入课程总学分比例。

图1 四所大学各类课程占课程总学分比例

从这些数据中可以看出，第一，清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学和大连理工大学四所高校在通识课程设置方面占课程总学分的比例依次增高，其中清华大学通识课程比例最小，为28.05%。但在专业基础课程设置上，清华大学明显增加了基础课程所占课程总学分的比重。第二，四所高校的通识课程和基础课程学分占总学分比例分别为57.94%、62.92%、59.4%、51.5%，基本趋于50%～60%的比例范围。通识课程和基础课程总学分与专业课程学分的比例最高的清华大学，约为6.8∶1，这反映出我国高校本科人才培养“厚基础，宽口径”的发展方向。

（二）必修课程与选修课程

清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学和大连理工大学在工程力学本科专业课程体系中均设置了必修课程与选修课程。其中，清华大学的必修课程占课程总学分的28.05%，选修课程(含限制性选修和任意选修)占课程总学分的66.48%(图2)，必修课程与选修课程的比例大约为0.42∶1；浙江大学的必修课程占课程总学分的96.73%，选修课程占课程总学分的3.30%(图2)，必修课程与选修课程的比例大约为29.3∶1；哈尔滨工业大学的必修课程占课程总学分的74.7%，选修课程占课程总学分的4.6%(图2)，必修课程与选修课程的比例大约为16.2∶1；大连理工大学的必修课程占课程总学分的79.3%，选修课程占课程总学分的20.7%(图2)，必修课程与选修课程的比例大约为3.8∶1。从上述数据中可以看出，除清华大学工程力学本科专业的选修课程学分占比是高于其必修课程外，其他三所高校的工程力学本科专业必修课程学分占比均高于选修课程。

图2 四所大学必修选修课程占课程总学分比例

（三）理论课程与实践课程

与理论课程相对应的是实践课程，它也是本科人才培养不可或缺的一部分内容。一般包括社会实践、教学与生产实习、实验室教学、课程设计、毕业设计与综合训练等。从附表1 至附表4 四所高校的本科生培养方案中可以看出，实践课程基本都采用必修课的形式。其中，清华大学的实践课程(含综合论文训练)占29 个学分，是课程总学分的17.68%；浙江大学的实践课程(含毕业论文设计)占16 个学分，占课程总学分的8.79%；哈尔滨工业大学的实习实训(含毕业设计)占18 个学分，占课程总学分的10.29%；大连理工大学的集中实践环节占29 个学分，占课程总学分的19.40%。从这些数据可知，清华大学和大连理工大学力学本科专业的实践课程比例较高，缘于两所高校在实践环节方面给予了较多的学分分值。浙江大学和哈尔滨工业大学力学本科专业的实践课程比例相对较低，主要原因在于浙江大学开设了个性修读课程、跨专业模块、国际化模块、第二课堂、第三课堂、第四课堂及微辅修等多个带有实践性质的课程模块。同时，哈尔滨工业大学开设有个性化发展的课程。

二课程体系内容的比较

清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学和大连理工大学的课程体系除了结构性地差异，在课程内容上也存在着差异。下面从通识课程、大类课程、专业课程及其他课程等方面进行课程内容的比较分析。

（一）通识课程内容

所调研的四所大学的通识课程在根本目的上没有太大差别，都是为了培养具有多学科知识、多方面基本能力、较高文化素质和修养的人才，以满足国家和社会对复合型人才的需要。比较来看，清华大学和浙江大学的通识课程均设置为校级，不区别具体专业类别；哈尔滨工业大学和大连理工大学的通识课程设置较为相似，哈尔滨工业大学将通识课程划分为公共基础、数学与自然科学基础和文化素质教育三部分；大连理工大学的通识课程设置为公共基础，包括人文社会科学基础、自然学基础、计算机基础、外国语和体育等几部分执行。

（二）专业基础课程内容

清华大学的专业基础课程包括数学、物理、化学、电子信息基础、机械类和大类导论六部分，基本涵盖各基础学科，充分体现出其加强通识教育基础上的宽口径专业教育的办学理念；哈尔滨工业大学的专业基础课程包括复变函数与积分变换、数理方程、计算方法、电工与电子技术、理论力学、材料力学和航天技术概论等；浙江大学、大连理工大学在力学本科的专业基础课设置上较为相似，主要是以力学专业基础课为主，包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、实验力学、振动力学、流体力学和有限元等。四所大学专基础课程表现出来的差异，主要源于对通识课程与专业基础课程的界定差异。

（三）专业课程内容

专业教育是大学本科教育的重要内容之一，它体现着社会对人才专业方面的要求。清华大学在力学本科专业主修课程内容设置方面，一个有特点的做法是将理论力学、材料力学等专业基础课升格为专业主修课程。此外，清华大学还设置了10 余门专业任选课，包括力学生物学研讨课、趣味力学试验及制作和细胞与分子力学等，体现出了学校注重培养学生对专业应用领域的涉猎。大连理工大学在专业课程内容设置方面，特色的做法是设置了研究、建工、工程科学计算和工业装备结构分析四大类专业方向课程。哈尔滨工业大学的专业课程内容体现出学校浓厚的航空航天特色。同时，学生可以根据个人发展计划、自身发展需要和学习兴趣，有目的地自主选修本专业个性课程，以及跨专业修读其他专业的课程。

此外，四所大学在课程体系内容中均包括专业课程实践环节和论文训练，都基本给予了总学分近10%的比例，重视程度较高。

（四）其他课程内容

在其他课程方面，浙江大学和哈尔滨工业大学都增设了个性修读或个性发展课程。浙江大学还开设有跨专业模块、国际化模块。学生可以根据个人发展计划、自身发展需要和学习兴趣，有目的地自主选修，还可以跨专业修读其他专业的课程。在第二课堂方面，浙江大学开设有第二、三、四课堂，大连理工大学设置了课外活动模块。学生可以通过参加各类学科竞赛、人文社科知识讲座、学科前沿知识讲座、社会调查、社区工作或社会服务等活动，锻炼和提高学生自身的综合素质和能力。

三结束语

通过调研，国内四所一流大学工程力学本科专业课程体系突出了各学校办学理念和专业特色，反映了国内高等院校在本科教育改革中的成功迈进，各有千秋，值得相互借鉴。然而，当前我国高等教育仍然面临许多矛盾和问题，特别是高等教育质量还不能完全适应经济社会发展的需要，高校教育观念、人才培养方式、教育内容和方法需要更进一步转变，尤其在现代科学不断综合化，通才取胜，交叉中创新的教育现状下，类似多种合作教育计划、“三明治”课程计划、分段式授课计划、交叉培养计划、主辅修计划及本科-研究生打通安排的计划等，都值得研究和探讨，合理取舍，综合应用，对发展我国一流高等工程本科多种模式的课程结构体系，实现由专业课程设置向综合素质课程设置、广域课程等转变极其有益。

附表：