伊利诺伊大学香槟分校工程力学专业课程体系特色分析

韩庆珏 李立君 闵淑辉

摘  要：通过对伊利诺伊大学香槟分校工程力学专业课程体系特色介绍与分析，得知伊利诺伊大学工程力学专业在注重专业基础知识构建的同时，通过第二领域课堂加强对学生工程应用能力的培养。专业课程兼具综合性、专业性与开放性，学生选择的自主性得到发挥;理论与实验教学相结合，凸显工程应用特点。

关键词：伊利诺伊大学;工程力学专业;课程体系

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）20-0013-03

Abstract： Through the study and analysis work of curriculum on Engineering Mechanics in University of Illinois at Urbana-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 comprehensive， 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.

Keywords： University of Illinois; Engineering Mechanics; curriculum

一、基本情况

伊利诺伊大学香槟分校地处美国伊利诺伊州香槟市（Champaign），在校本科生3万3千余人。根据2018年《美国新闻和世界报导》（US News and World Report，简称USNews），其工程力学专业（Engineering Mechanics）排名第7[1]，综合排名第46[2]。该校的机械科学与工程系（Department of Mechanical Science and Engineering，MechSE系）下设两个专业，机械工程（Mechanical Engineering）和工程力学（Engineering Mechanics），其中工程力学专业（EM）具体细分为7大方向，而国内大多高校该专业无方向细分，如表1所示。由此可以看出，伊利诺伊大学工程力学专业除培养学生专业基础知识外，更加侧重本专业工程应用实际，具有鲜明特色，这也反映了美国高校EM专业划分的特点。

以下主要介绍EM专业课程设置情况，通过与中南林业科技大学相关专业2016年培养方案的对比，方便了解中美两国高校的差异。

二、课程体系分析

伊利诺伊大学香槟分校本科工程力学专业毕业学分基本要求为128学分[3]，其课程分类情况如表2所示。可以看出，其中基础科学、数学和人文社科等通识教育58学分，占总学分的45.3%。专业类课程总学分为47学分，占总学分的36.7%。而中南林业科技大学本科毕业学分要求为185.5学分，超过伊利诺伊大学44.9%，去除英语、政治等课程的学分，仍远远高出伊利诺伊大学，此差异是中美两国高校普遍存在的现象。中南林业科技大学通识教育课程占总学分的43.3%，与伊利诺伊大学基本持平;专业类课程占总学分的52.4%，远高于伊利诺伊大学，如图1所示。

通过以上数据对比可以看出，伊利诺伊大学通识教育课程设置比重较大，除科学、数学等基础课程外，还要求学生完成西方文化、非西方文化等方面的课程[4]，突出学生综合素质及人文素养的培育，体现了国际化办学思路。专业课比例远低于国内高校，但具有其专业培养特色与理念，后文将详细阐述。

对于所有课程，伊利诺伊大学给出了详细的课程流程图[4]，良好诠释了课程间逻辑结构与关系，体现了课程设置架构和体系。另外，学生可以此作为课程指导方便进行课程选择。本文节选其某一部分进行说明，如图2所示，图中实线箭头为先修课程，虚线箭头为并修课程。以TAM211（静力学）为例，其先修课程为MATH241（微积分III），学生需修完MATH241后才可进行TAM211的学习;并修课程为PHYS211（大学物理力学），学生需同时进行TAM211和PHYS211的学习;而且其又作为TAM212（动力学导论）和TAM251（固体力学导论）的先修课程。同时，TAM251为TAM252（固体力学设计）的并修课程，学生需同时进行该两门课程的學习。通过课程流程图，学生可以清晰了解同类课程及不同类课程彼此之间的内在逻辑，方便学生构建知识体系，并由此进行各学期课程安排，充分发挥学生的自主性。国内高校大多按照时间节点分学期安排课程，虽设置上遵循基本结构逻辑，但学生始终处于被动，难以直观感受。

三、专业课程要求

伊利诺伊大学工程力学专业必修课程涵盖15门，大多为工程力学类基础性课程，如表3所示。除去ME470高年级项目设计（类似于国内毕业设计），每门课程类型为理论课与讨论课或实验课相结合的方式。中南林业科技大学本专业必修课近30门[5]，除专业基础性课程外，还涵盖大量土木及建筑等专业课程，这与国内大多高校特点相符。

同时，伊利诺伊大学该专业开设了第二领域选修课，其下设7个方向，包括：生物力学、计算力学、工程科学与应用数学、实验力学、流体力学、材料力学和固体力学，学生可根据自身兴趣及需要选择并确定某一方向，并按要求完成该方向规定的必修课及选修课。这样的设置使具有理科特点的工程力学专业更具工程针对性和应用性。中南林业科技大学工程力学专业也开设了第二课堂[5]，包括：大学英语自主学习听说训练、政治理论实践、创新创业等课程。从这些课程的内容可以明显看出，其与伊利诺伊大学第二领域选修课设置初衷是截然不同的。由于国内高校大多将工程力学专业归口于土木工程学院，在专业必修课及选修课程的设置上突出了专业在建筑工程力学上的应用，而第二课堂仅仅丰富学生政治、英语等综合素质的培养。而伊利诺伊大学工程力学专业虽归口于机械科学与工程系，但其专业必修课及第二领域选修课相结合的课程设置，充分考虑了本专业作为应用基础科学的特点，同时兼顾了工程应用的不同方向，使学生在巩固学科基础知识的前提下，选择未来发展方向并进行相应课程的学习。

四、課程设置特点

通过对上述课程介绍可知，伊利诺伊大学香槟分校机械工程专业课程设置有以下几个特点：

（一）显著的工程应用性

伊利诺伊大学工程力学专业除了专业必修课外，设置了多方向、专业性及工程应用性较强的第二领域选修课。与国内众多高校第二课堂设置的初衷不同，第二领域课程的设置旨在突出工程力学专业的应用特色，培养学生掌握工程应用能力。

（二）理论与实际紧密结合

国内绝大多数高校工程力学专业课程侧重理论教学，有些课程理论教学与实验教学学时比例接近8：1甚至更高，这样的比例设置与该专业工程应用性特点严重不符。而伊利诺伊大学工程力学专业课程通过理论教学与项目讨论或者实验课结合的形式，并将二者的学时比例严格控制在3：1，理论知识结合应用实际，真正达到学有所用。

（三）课程开放性强，便于学生自主安排

伊利诺伊大学工程力学专业除个别课程外，绝大多数专业课程每年春秋两季均有开设，同时第二领域课程设置为选修课，学生可以根据兴趣或自身学习特点灵活选择，课程设置具有较强的灵活性和开放性。

通过对伊利诺伊大学香槟分校EM专业课程体系介绍及分析，并与中南林业科技大学相关专业进行对比，可以得出以下结论：该校EM专业摆脱了传统土木工程属性的限制，具有更广的应用面和更强的专业性;课程体系完善、课程逻辑架构清晰合理，方便学生了解知识架构并自主完成选择;将专业必修课与第二领域选修课相结合，突出学生专业基础的同时加强了工程应用能力的培养。

参考文献：

[1]Mechanical Rankings[EB/OL].（2018-09-20）.http：//www.usnews.com/best-colleges/rankings/engineering-doctorate-mechanical？school-name=University+of+Illinois-Urbana-Champaign.

[2]National University Rankings [EB/OL]. （2018-09-20）. http：//www.usnews.com/best-colleges/rankings/national-universities？school-name=University+of+Illinois-Urbana-Champaign.

[3]Credit Instruction [EB/OL].（2018-09-21）.http：//mechanical.illinois.edu/undergraduate.

[4]Undergraduate Curriculum[EB/OL].（2018-09-21）. http：//mechani

cal.illinois.edu/sites/default/files/PDFs/2018-04-05_EM_curriculum.pdf.

[5]Undergraduate Curriculum Flowsheet [EB/OL]. （2018-09-21）. http：//tmxy.csuft.edu.cn/bksjy/pyfa/201511/t20151123_43546.html.