伊利諾伊大學(xué)香檳分校工程力學(xué)專業(yè)課程體系特色分析

1、伊利諾伊大學(xué)香檳分校工程力學(xué)專業(yè)課程體系特色分析摘要：通過(guò)對(duì)伊利諾伊大學(xué)香檳分校工程力學(xué)專業(yè)課程體系特色介紹與分析,得知伊利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)在注重專業(yè)基礎(chǔ) 知識(shí)構(gòu)建的同時(shí)，通過(guò)第二領(lǐng)域課堂加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。專業(yè)課程兼具綜合性、專業(yè)性與開(kāi)放性，學(xué)生選擇的自主性得到 發(fā)揮;理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，凸顯工程應(yīng)用特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:伊利諾伊大學(xué);工程力學(xué)專業(yè);課程體系A(chǔ)bstract: Through the study and analysis work of curriculum on Engineering Mechanics in University of Illinois at U

2、rbana- Champaign (UIUC), it is indicated that fundamental knowledge and integrated ability is attached more attention when setting up the courses. Also, by secondary field electives, the engineering-based problem-solving ability of students has been fostered. The technical courses of EM are comprehe

3、nsive, professional and open to select. Therefore, students have more freedom to choose according to their own interest. Meanwhile, a good balance between theoretical and practical part in every specialized course can be seen, which indicates the applicable and practical feature of engineering major

4、.Keywords： University of Illinois; Engineering Mechanics; curriculum學(xué)校院系學(xué)校院系專業(yè)方向機(jī)械科學(xué)與工程系機(jī)械工程無(wú)方向伊利諾伊大學(xué)香檳分校工程力學(xué)7大方向電氣與計(jì)算機(jī)工程系電氣工程7大方向中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程學(xué)院工程力學(xué)無(wú)方向中南大學(xué)土木工程學(xué)院工程力學(xué)無(wú)方向課程類別分類課程及要求總學(xué)分要求必修課：110學(xué)分專業(yè)導(dǎo)論：1學(xué)分 人文社科：18學(xué)分 基礎(chǔ)科學(xué)與數(shù)學(xué)：40學(xué)分選修課：18學(xué)分寫(xiě)作基礎(chǔ)：4學(xué)分專業(yè)核心課程：47學(xué)分 第二課堂選修課：12學(xué)分 任選課：6學(xué)分128學(xué)分一、基本情況伊利諾伊大學(xué)香檳分校地處美國(guó)伊利諾

5、伊州香檳市 (Champaign)，在校本科生3萬(wàn)3千余人。根據(jù)2018年美 國(guó)新聞和世界報(bào)導(dǎo)(US News and World Report,簡(jiǎn)稱 USNews)，其工程力學(xué)專業(yè)(Engineering Mechanics)排名第 71，綜合排名第462O該校的機(jī)械科學(xué)與工程系(Depart表1專業(yè)及專業(yè)方向表2分類課程設(shè)置及要求 ment of Mechanical Science and Engineering, MechSE 系) 下設(shè)兩個(gè)專業(yè)，機(jī)械工程(Mechanical Engineering)和工程 力學(xué)(Engineering Mechanics)，其中工程力學(xué)專業(yè)(EM)

6、具 體細(xì)分為7大方向，而國(guó)內(nèi)大多高校該專業(yè)無(wú)方向細(xì)分, 如表1所示。由此可以看出，伊利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè) 除培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)外，更加側(cè)重本專業(yè)工程應(yīng)用實(shí) 際，具有鮮明特色,這也反映了美國(guó)高校EM專 業(yè)劃分的特點(diǎn)。以下主要介紹EM專業(yè)課程設(shè)置情況，通過(guò) 與中南林業(yè)科技大學(xué)相關(guān)專業(yè)2016年培養(yǎng)方案 的對(duì)比，方便了解中美兩國(guó)高校的差異。二、課程體系分析伊利諾伊大學(xué)香檳分校本科工程力學(xué)專業(yè) 畢業(yè)學(xué)分基本要求為128學(xué)分同，其課程分類情 況如表2所示?？梢钥闯?，其中基礎(chǔ)科學(xué)、數(shù)學(xué)和 人文社科等通識(shí)教育58學(xué)分，占總學(xué)分的 45.3%。專業(yè)類課程總學(xué)分為47學(xué)分，占總學(xué)分 的36.7%。而中南林業(yè)

7、科技大學(xué)本科畢業(yè)學(xué)分要 )為185.5學(xué)分，超過(guò)伊利諾伊大學(xué)44.9%，去除 英語(yǔ)、政治等課程的學(xué)分，仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出伊利諾伊 大學(xué)，此差異是中美兩國(guó)高校普遍存在的現(xiàn)象。 中南林業(yè)科技大學(xué)通識(shí)教育課程 占總學(xué)分的 43.3%，與伊利諾伊大學(xué)基本持平;專業(yè)類課程占 總學(xué)分的52.4%,遠(yuǎn)高于伊利諾伊大學(xué)，如圖1圖1兩校課程設(shè)置比例圖學(xué)校專業(yè)必修課程學(xué)校專業(yè)必修課程CS 101計(jì)算機(jī)工程及科學(xué)導(dǎo)論ECE 205電子電工電路ME 170計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)ME200熱力學(xué)TAM 211靜力學(xué)TAM 212動(dòng)力學(xué)導(dǎo)論伊利諾伊大學(xué)TAM 251固體力學(xué)導(dǎo)論TAM252固體力學(xué)設(shè)計(jì)香檳分校TAM270工藝性設(shè)計(jì)TAM

8、324材料行為學(xué)TAM335流體力學(xué)導(dǎo)論TAM412中級(jí)動(dòng)力學(xué)TAM445連續(xù)介質(zhì)力學(xué)ME470高年級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)TAM470計(jì)算力學(xué)表3必修專業(yè)課程設(shè)置所示。通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，伊利諾伊 大學(xué)通識(shí)教育課程設(shè)置比重較大,除科學(xué)、數(shù) 學(xué)等基礎(chǔ)課程外,還要求學(xué)生完成西方文化、 非西方文化等方面的課程4,突出學(xué)生綜合素 質(zhì)及人文素養(yǎng)的培育，體現(xiàn)了國(guó)際化辦學(xué)思 路。專業(yè)課比例遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)高校,但具有其專 業(yè)培養(yǎng)特色與理念，后文將詳細(xì)闡述。對(duì)于所有課程，伊利諾伊大學(xué)給出了詳 細(xì)的課程流程圖可，良好詮釋了課程間邏輯結(jié)構(gòu)與關(guān)系，體現(xiàn)了課程設(shè)置架構(gòu)和體系。另外，學(xué)生可以此 作為課程指導(dǎo)方便進(jìn)行課程選擇。本文節(jié)

9、選其某一部分進(jìn) 行說(shuō)明，如圖2所示，圖中實(shí)線箭頭為先修課程，虛線箭頭 為并修課程。以TAM211 （靜力學(xué)）為例，其先修課程為 MATH24K微積分III），學(xué)生需修完MATH241后才可進(jìn)行 TAM211的學(xué)習(xí)；并修課程為PHYS21K大學(xué)物理力學(xué)）， 學(xué)生需同時(shí)進(jìn)行TAM211和PHYS211的學(xué)習(xí)；而且其又 作為T(mén)AM212（動(dòng)力學(xué)導(dǎo)論）和TAM25K固體力學(xué)導(dǎo)論）的 先修課程。同時(shí),TAM251為T(mén)AM252（固體力學(xué)設(shè)計(jì)）的并 修課程，學(xué)生需同時(shí)進(jìn)行該兩門(mén)課程的學(xué)習(xí)。通過(guò)課程流 程圖，學(xué)生可以清晰了解同類課程及不同類課程彼此之間 的內(nèi)在邏輯，方便學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，并由此進(jìn)行各學(xué)期 課

10、程安排，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。國(guó)內(nèi)高校大多按照時(shí) 間節(jié)點(diǎn)分學(xué)期安排課程,雖設(shè)置上遵循基本結(jié)構(gòu)邏輯,但 學(xué)生始終處于被動(dòng)，難以直觀感受。圖2課程流程節(jié)選圖三、專業(yè)課程要求伊利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)必修課程涵蓋15門(mén)，大 多為工程力學(xué)類基礎(chǔ)性課程，如表3所示。除去ME470高 年級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)（類似于國(guó)內(nèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)），每門(mén)課程類型為理 論課與討論課或?qū)嶒?yàn)課相結(jié)合的方式。中南林業(yè)科技大學(xué) 本專業(yè)必修課近30門(mén)的,除專業(yè)基礎(chǔ)性課程外,還涵蓋大 量土木及建筑等專業(yè)課程，這與國(guó)內(nèi)大多高校特點(diǎn)相符。同時(shí)，伊利諾伊大學(xué)該專業(yè)開(kāi)設(shè)了第二領(lǐng)域選修課, 其下設(shè)7個(gè)方向，包括:生物力學(xué)、計(jì)算力學(xué)、工程科學(xué)與 應(yīng)用數(shù)學(xué)、實(shí)驗(yàn)力

11、學(xué)、流體力學(xué)、材料力學(xué)和固體力學(xué)，學(xué) 生可根據(jù)自身興趣及需要選擇并確定某一方向，并按要求 完成該方向規(guī)定的必修課及選修課。這樣的設(shè)置使具有理 科特點(diǎn)的工程力學(xué)專業(yè)更具工程針對(duì)性和應(yīng)用性。中南林 業(yè)科技大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)也開(kāi)設(shè)了第二課堂包括:大學(xué) 英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)聽(tīng)說(shuō)訓(xùn)練、政治理論實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等課程。 從這些課程的內(nèi)容可以明顯看出，其與伊利諾伊大學(xué)第二 領(lǐng)域選修課設(shè)置初衷是截然不同的。由于國(guó)內(nèi)高校大多將 工程力學(xué)專業(yè)歸口于土木工程學(xué)院,在專業(yè)必修課及選修 課程的設(shè)置上突出了專業(yè)在建筑工程力學(xué)上的應(yīng)用，而第 二課堂僅僅豐富學(xué)生政治、英語(yǔ)等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。而伊 利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)雖歸口于機(jī)械科學(xué)與工

12、程系，但 其專業(yè)必修課及第二領(lǐng)域選修課相結(jié)合的課程設(shè)置，充分 考慮了本專業(yè)作為應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)的特點(diǎn),同時(shí)兼顧了工程 應(yīng)用的不同方向，使學(xué)生在鞏固學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的前提下， 選擇未來(lái)發(fā)展方向并進(jìn)行相應(yīng)課程的學(xué)習(xí)。四、課程設(shè)置特點(diǎn)通過(guò)對(duì)上述課程介紹可知，伊利諾伊大學(xué)香檳分校機(jī) 械工程專業(yè)課程設(shè)置有以下幾個(gè)特點(diǎn):（一）顯著的工程應(yīng)用性伊利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)除了專業(yè)必修課外，設(shè)置 了多方向、專業(yè)性及工程應(yīng)用性較強(qiáng)的第二領(lǐng)域選修課。 與國(guó)內(nèi)眾多高校第二課堂設(shè)置的初衷不同，第二領(lǐng)域課程 的設(shè)置旨在突出工程力學(xué)專業(yè)的應(yīng)用特色，培養(yǎng)學(xué)生掌握 工程應(yīng)用能力。（二）理論與實(shí)際緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高校工程力學(xué)專業(yè)課程側(cè)重理論教學(xué)， 有些課程理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)比例接近8：1甚至更 高，這樣的比例設(shè)置與該專業(yè)工程應(yīng)用性特點(diǎn)嚴(yán)重不符。 而伊利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)課程通過(guò)理論教學(xué)與項(xiàng)目 討論或者實(shí)驗(yàn)課結(jié)合的形式，并將二者的學(xué)時(shí)比例嚴(yán)格控 制在3：1,理論知識(shí)結(jié)合應(yīng)用實(shí)際，真正達(dá)到學(xué)有所用。（三）課程開(kāi)放性強(qiáng)，便于學(xué)生自主安排伊利諾伊大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)除個(gè)別課程外，絕大多數(shù) 專業(yè)課程每年春秋兩季均有開(kāi)設(shè)，同時(shí)第二領(lǐng)域課程設(shè)置 為選修課，學(xué)生可以根據(jù)興趣或自身學(xué)習(xí)