工程力学

更新时间:2024-10-10 16:20

工程力学(Engineering Mechanics)是中国普通高等学校本科专业,属力学类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。

发展历程

1986年1月,在《全国普通高等学校专业设置及毕业生使用方向介绍》中,设置工程力学专业,属力学类,为理科专业。

1989年4月,在《普通高等学校本科专业目录及简介:理工、农林、医药》中,工程力学专业名称不变,专业代码设为工科2105,属应用理科及力学类,为工科专业。

1993年7月,在《普通高等教育本科专业目录和专业简介(1993年7月颁布)》中,工程力学专业名称不变,专业代码变更为082101,属工程力学类,为工学门类专业。

1998年,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表(1998年颁布)》,工程力学专业名称不变,专业代码变更为081701,属工程力学类,为工学门类专业。

2012年9月14日,教育部印发《普通高等学校本科专业目录(2012年)》、制定《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》,将原工程力学(专业代码081701)与工程结构分析(专业代码081702W)合并为工程力学专业,为工学门类专业,专业代码为080102,属力学类专业。

2020年2月21日,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录(2020年版)》,工程力学专业为工学门类专业,专业代码为080102,属力学类专业,授予工学学士学位,学制为四年。

培养目标

工程力学专业培养具有高度的社会责任感,良好的科学、文化素养,系统掌握力学基础知识、基本理论和基本技能,富有创新意识和实践能力,身心健康,能够在力学及相关科学或工程领域从事教育、科研、技术等工作的高素质专门人才。

除了需要较系统地掌握力学的基础知识、基本理论和基本技能,学生还应加强土木、水利、交通、装备制造、航空航天、石油、化工、能源动力、环境资源、船舶与海洋、材料等工程领域的有关专业知识的学习,强化实验和实习以及工程应用的教学,增强在工程领域中从事与力学问题相关的研发能力、计算分析和设计能力,适应未来开展相关研究、开发和指导工程技术的需要。欲获得工程力学专业工科学士学位的学生应具有科学探索精神和良好人文素质、扎实数学力学基础和工程技术基础,能够在有关工程领域中从事与力学问题相关的工程分析与设计、技术开发及管理工作,或者继续攻读硕士和博士学位,从而成为工程力学及相关专业的高层次研究人才或高校教师。

培养规格

学制:4年

授予学位:工学学士

参考总学时或学分:建议140~180学分。各高校可根据学校自身条件和需求,制定更高学分的要求。

1、思想政治和德育方面

按照教育部统一要求执行。

2、业务方面

各高校可根据自身定位和人才培养目标,结合学科特点、行业和区域特色以及学生发展的需要,在上述业务要求的基础上,强化或者增加某些方面的知识、能力和素质要求,形成人才培养特色。

3、体育方面

按照教育部统―要求执行。

课程体系

总体框架

工程力学专业课程1400~1700学时,其中选修课程约300学时。课程的具体名称、教学内容、教学要求及相应的学时、学分等教学安排,由各高校自主确定,同时设置体现学校、地域或者行业特色的相关选修课程。

实践类课程在总学分中所占的比例不低于25%,力学实验教学不少于200学时。应加强力学实验室安全意识和安全防护技能教育,注重培养学生的创新意识和实践能力。

构建力学基础实验、综合性实验和研究性实验等多层次的实验教学体系,其中综合性实验和研究性实验的学时不低于总实验学时的20%。基础实验不多于6人/组,综合性实验、大型仪器实验不超过8人/组,除需多人合作完成的内容外,学生应独立完成规定实验内容的操作。

除完成实验教学基本内容外,应建设特色实验课程或特色实验项目,满足特色人才培养的需要。各高校应根据人才培养目标,构建完整的实习(实训)、创新训练体系(如大学生创新实验计划等),确定相关内容和要求,多途径、多形式完成相关教学内容。工程力学专业应当提高实习(实训)的教学要求,加强工程训练的教学。

毕业论文(设计)应安排在第四学年,原则上为1个学期。学生须通过毕业论文(设计)的训练形成从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力。

理论课程

除国家规定的教学内容外,人文社会科学、外语、计算机文化基础、体育、艺术等内容由各高校根据办学定位和人才培养目标确定。

学科与专业类基础知识主要包括数学、物理学、力学、工程技术基础,数学主要包括高等数学、数理方程、概率与统计、计算方法等基础知识。物理学主要包括力学热学光学电磁学等基础知识。力学主要包括理论力学材料力学等基础知识。工程技术基础主要包括工程制图、电工电子技术、计算机与信息技术等基础知识。

教学内容可参照教育部相关课程教学指导委员会制定的基本要求。各高校可根据自身人才培养定位提高数学和基础力学(含实验)的教学要求,以加强学生的数学、力学基础。

在讲授相应专业基础知识领域和专业方向知识时,应讲授相关的专业发展历史和现状。

专业知识包括:弹性力学塑性力学流体力学振动力学计算力学、实验力学。各高校根据相关专业规范规定的核心知识内容、理论教学基本内容和实验教学基本内容制定教学要求。鼓励各高校在完成基本内容的前提下,传授专业、行业、地域特色和学生就业及未来发展所需要的其他专业知识和内容,如结构力学断裂力学分析力学损伤力学、板壳力学、复合材料力学空气动力学等基本概念和基础理论。

工程力学专业示例(括号中数字为建议学时数)

理论力学(96)、材料力学(96)、连续介质力学(48)、弹性力学(48)、塑性力学(48)、流体力学(64)、计算力学(80)、实验力学(80)、振动力学(48)。

实践教学

具有满足教学需要的完备的实践教学体系,主要包括实验课程、课程设计、综合大作业或小论文、金工实习、与应用背景有关的专业认识实习、专业(生产)实习、毕业论文(设计)。

教学条件

教师队伍

各高校工程力学专业应当建立一支规模适当、结构合理、相对稳定、水平较高的师资队伍。

专任教师数量和结构满足专业教学需要,生师比应不高于18:1。新开办专业至少应有10名专任教师,在120名学生基础上,每增加20名学生,须增加1名专任教师。

教师队伍中应有学术造诣较高的学科或专业带头人,且有一定数量具有工程技术背景的教师。专任教师中具有硕士、博士学位的比例不低于70%,35岁以下专任全职教师必须具有硕士及以上学位。专任教师中具有高级职称的比例不低于30%。在编的主讲教师中90%以上具有讲师及以上专业技术职务或具有硕士、博士学位,并通过岗前培训;兼职教师人数不超过专任全职教师总数的25%。应配备不少于3名的实验技术人员,35岁以下实验技术人员应具有相关专业本科及以上学历。

每位教师每年指导学生毕业论文(设计)的人数原则上不超过6人。

有合理可行的师资队伍建设规划,有吸引与稳定合格教师的制度,支持教师进修和从事学术交流活动,指导和培养青年教师,促进教师职业发展。

为教师从事课堂教学、学术研究、工程实践提供基本的条件和环境,鼓励和支持教师开展教学研究与改革、学术研究与交流、工程设计与开发、社会服务等,使教师明确其在教学质量提升过程中的责任,不断改进工作,满足专业教育不断发展的要求。

设备资源

1、专业教学实验室

2、教学科研仪器设备

(1)理论力学实验

基本设备:静力学实验设备(用于受力分析、摩擦系数等测定)、运动学实验设备(用于机械传动、加速度等测定)。

提升设备:动力学实验设备(用于转动惯量、振动及消振等测定)。

(2)材料力学实验

基本设备:万能材料实验机、扭转实验机、电测组合实验装置(可分体式或多功能组合式)等。

提升设备:冲击实验机、疲劳实验机、振动测试系统等。

(3)流体力学实验

基本设备:流体力学多功能实验台(流速、流量、阻力)、雷诺数和伯努利实验台、流场显示实验台等。

提升设备:动量方程实验台、风洞、水洞等。

(4)数值仿真实验

计算机和通用力学计算软件(如有限元计算软件等)。

3、实习基地

应有1个及以上满足教学需要、相对稳定的实习基地,用于工程力学专业本科生的实习,并能够提供一定的实习内容。各高校可以根据自身的办学特色,通过多种途径,与科研院所、学校、行业、企业加强合作,建立具有特色的实践基地,满足相关专业人才培养的需要。

应配备一定数量的与工程力学专业相关的中外文图书、期刊或检索工具等相关资料;应有一定数量的与7门力学基础及主干专业课程(理论力学、材料力学、弹性力学、振动力学、流体力学、计算力学和实验力学)相应的外文教材和图书。建设专业基础课程、专业必修课程的课程网站,提供一定数量的网络教学资源,使师生能够方便地利用,阅读环境良好,且能方便地通过网络获取学习资料。专业基础课程中2/3以上应采用正式出版的教材。

工程力学图书和期刊:中文图书不少于500册,外文图书不少于200册;中文期刊不少于15种,外文期刊不少于5种。

教学经费

教学经费有保证,能满足专业教学、建设、发展的需要。教学经费的投入能够较好地满足对人才培养的需要,专业生均年教学日常运行支出不低于1200元。

已建专业每年正常的教学经费应包含师资队伍建设经费、人员工资费用、实验室维护更新费用、专业实践经费、图书资料经费、实习基地建设经费等。

新建专业应保证一定数额的不包括固定资产投资在内的专业开办经费,特别是要有实验室建设经费。

质量保障

各高校应对主要教学环节(包括理论课程、实验课程等)建立质量监控机制,使主要教学环节的实施过程处于有效监控状态。各主要教学环节应有明确的质量要求。应建立对课程体系设置和主要教学环节教学质量的定期评价机制,评价时应重视学生与校内外专家的意见。

各高校应建立毕业生跟踪反馈机制,及时掌握毕业生就业去向和就业质量、毕业生职业满意度和工作成就感、用人单位对毕业生的满意度等。应采用科学的方法对毕业生跟踪反馈信息进行统计分析,并形成分析报告,作为质量改进的主要依据。

各高校应建立持续改进机制,针对教学质量存在的问题和薄弱环节,采取有效的纠正与预防措施,进行持续改进,不断提升教学质量。

各高校可根据科技、经济和社会持续发展的需要,对人才培养质量与培养目标的吻合度进行定期评估,建立适时调整专业发展定位和人才培养目标的有效机制。

培养模式

培养学生创新意识。学生是接受教学的主体,工程力学专业创新型人才培养模式能否发挥出效能,主要取决于学生,因此,教师在教学过程中首先应该注重对学生创新意识的培养,帮助他们养成良好的学习习惯,“勤思考,多动手”。工程力学专业教师在教学时,要加强与学生在课堂上的互动,多问学生一个为什么,激发学生学习的兴趣,让他们在思考这些问题的时候重温之前所学过的知识,从而获得新的感悟。当学生在学习上遇到问题时,教师要及时加以引导,不要立马就给出答案,要让学生多思考,给学生多创造思考的机会。完成工程力学专业创新型人才培养工作需要教师有恒心和耐心,把培养学生创新意识、创新能力当成教学的重点。

完善教学工作。完善教学工作,选择合理的教学内容,同时督促教师对他们的教学方式进行改革,同时还要摒弃传统的教学理念,消除应试教育的影响,将培养学生创新能力放在一个突出的位置。加强实践教学环节,给学生创造更多手动操作的机会,让他们在不断的实践中认识到自身的不足。为此,学校可以加强与企业之间的联系,采取校企联合培养的方式,优化教育结构,使工程力学专业学生不断朝着创新型、现代化、国际化人才方向发展。

代表院校:西北工业大学

三个平台为:①专业基础平台;②综合实践平台;③创新训练平台。三种人才为:①理论研究型人才;②工程计算型人才;③实验型人才。

改革培养方案,优化课程结构。以培养具有创新与综合实践能力的三种工程力学人才为培养目标,构建以力学为核心,土木、机械为专业应用背景的工程力学专业人才培养模式。课程设置整合相关学科,通过“打通相关学科、减少非核心理论课程设置、增加综合实践与创新环节、课程分类、弹性学习”等调整方式,构建以工程力学专业核心课程为依托的“课程组”式教学模块。优化专业基础平台课程结构,确保学生具备较为扎实工程力学专业知识;增加综合实践平台的选修课比例,允许学生依托一个专业应用背景,跨系、跨专业选修相关专业课程,侧重于跨学科的、综合性较强的训练。在创新训练平台的课程设置中,增加学术报告及学科前沿的比重。使学生有机会接触各相关学科发展前沿及力学知识在该前沿的应用,了解工程力学应用的发展趋势,掌握专业未来变化的趋势。

改革教学方法,优化教学形式。为了调动学生的参与性和学习积极性,在教学方法上协调传统教学手段和现代教育技术应用的关系。加强各专业课程之间及工程力学与相关学科的交叉综合,拓宽学生的知识广度及思维宽度。加强学科前沿知识的融合,适当增加课堂信息量,采用新教学模式“PBL”教学模式。

构建多模块立体式实验教学体系。“三个平台,三种人才”培养模式的课程体系侧重于优化学科知识结构,将理论和综合实践与创新行为相结合,因此,必须改革原有的依附于理论教学的实验教学模式,重新定位实验教学;优化实验资源配置,整合实验室。建立综合实践与创新型实验室。

完善学生科技创新体系。引导学生进行综合实践与创新训练;鼓励学生参加科研课题,与导师合作进行科研;建立与完善学生科研立项制度,鼓励学生科技创新;聘请专家学者作学术报告,开设学生研讨班,使学生了解学术前沿及其应用;通过科研促进学习,提高学生的综合素质。

分阶段设计多模式的专业教育体系。学生在完成专业基础平台课程学习后,在三年级明确发展方向。在综合实践平台与创新训练平台,尽量将学科建设的成果尽快转化成教学资源,在平台的实践教学中,将科研课题和高水平实验室对本科生开放,在教学方法上实施基于工程实际问题或科研项目的研究型教学法,形成以理论研究型人才、工程计算型人才、实验型人才并存的多模式培养体系。

代表院校:安徽理工大学

发展前景

人才需求

工程力学专业培养具备扎实的力学基础理论、计算仿真和工程实验能力,能在航天航空、土木建筑、机械与车辆、生物医学等工程领域中从事与力学有关的科研、技术开发和工程设计的研究型人才。

考研方向

力学、一般力学与力学基础、固体力学、流体力学

就业方向

工程力学专业毕业生主要面向航天航空、机械工程、建筑工程、新型材料、生物医学等应用领域,从事科学研究、技术开发、工程管理等方面的工作。

开设院校

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