伊利諾伊大學香檳分校工程力學專業課程體系特色分析

韓慶玨 李立君 閔淑輝

摘 ?要：通過對伊利諾伊大學香檳分校工程力學專業課程體系特色介紹與分析，得知伊利諾伊大學工程力學專業在注重專業基礎知識構建的同時，通過第二領域課堂加強對學生工程應用能力的培養。專業課程兼具綜合性、專業性與開放性，學生選擇的自主性得到發揮;理論與實驗教學相結合，凸顯工程應用特點。

關鍵詞：伊利諾伊大學;工程力學專業;課程體系

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：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、基本情況

伊利諾伊大學香檳分校地處美國伊利諾伊州香檳市（Champaign），在校本科生3萬3千余人。根據2018年《美國新聞和世界報導》（US News and World Report，簡稱USNews），其工程力學專業（Engineering Mechanics）排名第7[1]，綜合排名第46[2]。該校的機械科學與工程系（Department of Mechanical Science and Engineering，MechSE系）下設兩個專業，機械工程（Mechanical Engineering）和工程力學（Engineering Mechanics），其中工程力學專業（EM）具體細分為7大方向，而國內大多高校該專業無方向細分，如表1所示。由此可以看出，伊利諾伊大學工程力學專業除培養學生專業基礎知識外，更加側重本專業工程應用實際，具有鮮明特色，這也反映了美國高校EM專業劃分的特點。

以下主要介紹EM專業課程設置情況，通過與中南林業科技大學相關專業2016年培養方案的對比，方便了解中美兩國高校的差異。

二、課程體系分析

伊利諾伊大學香檳分校本科工程力學專業畢業學分基本要求為128學分[3]，其課程分類情況如表2所示。可以看出，其中基礎科學、數學和人文社科等通識教育58學分，占總學分的45.3%。專業類課程總學分為47學分，占總學分的36.7%。而中南林業科技大學本科畢業學分要求為185.5學分，超過伊利諾伊大學44.9%，去除英語、政治等課程的學分，仍遠遠高出伊利諾伊大學，此差異是中美兩國高校普遍存在的現象。中南林業科技大學通識教育課程占總學分的43.3%，與伊利諾伊大學基本持平;專業類課程占總學分的52.4%，遠高于伊利諾伊大學，如圖1所示。

通過以上數據對比可以看出，伊利諾伊大學通識教育課程設置比重較大，除科學、數學等基礎課程外，還要求學生完成西方文化、非西方文化等方面的課程[4]，突出學生綜合素質及人文素養的培育，體現了國際化辦學思路。專業課比例遠低于國內高校，但具有其專業培養特色與理念，后文將詳細闡述。

對于所有課程，伊利諾伊大學給出了詳細的課程流程圖[4]，良好詮釋了課程間邏輯結構與關系，體現了課程設置架構和體系。另外，學生可以此作為課程指導方便進行課程選擇。本文節選其某一部分進行說明，如圖2所示，圖中實線箭頭為先修課程，虛線箭頭為并修課程。以TAM211（靜力學）為例，其先修課程為MATH241（微積分III），學生需修完MATH241后才可進行TAM211的學習;并修課程為PHYS211（大學物理力學），學生需同時進行TAM211和PHYS211的學習;而且其又作為TAM212（動力學導論）和TAM251（固體力學導論）的先修課程。同時，TAM251為TAM252（固體力學設計）的并修課程，學生需同時進行該兩門課程的學習。通過課程流程圖，學生可以清晰了解同類課程及不同類課程彼此之間的內在邏輯，方便學生構建知識體系，并由此進行各學期課程安排，充分發揮學生的自主性。國內高校大多按照時間節點分學期安排課程，雖設置上遵循基本結構邏輯，但學生始終處于被動，難以直觀感受。

三、專業課程要求

伊利諾伊大學工程力學專業必修課程涵蓋15門，大多為工程力學類基礎性課程，如表3所示。除去ME470高年級項目設計（類似于國內畢業設計），每門課程類型為理論課與討論課或實驗課相結合的方式。中南林業科技大學本專業必修課近30門[5]，除專業基礎性課程外，還涵蓋大量土木及建筑等專業課程，這與國內大多高校特點相符。

同時，伊利諾伊大學該專業開設了第二領域選修課，其下設7個方向，包括：生物力學、計算力學、工程科學與應用數學、實驗力學、流體力學、材料力學和固體力學，學生可根據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定的必修課及選修課。這樣的設置使具有理科特點的工程力學專業更具工程針對性和應用性。中南林業科技大學工程力學專業也開設了第二課堂[5]，包括：大學英語自主學習聽說訓練、政治理論實踐、創新創業等課程。從這些課程的內容可以明顯看出，其與伊利諾伊大學第二領域選修課設置初衷是截然不同的。由于國內高校大多將工程力學專業歸口于土木工程學院，在專業必修課及選修課程的設置上突出了專業在建筑工程力學上的應用，而第二課堂僅僅豐富學生政治、英語等綜合素質的培養。而伊利諾伊大學工程力學專業雖歸口于機械科學與工程系，但其專業必修課及第二領域選修課相結合的課程設置，充分考慮了本專業作為應用基礎科學的特點，同時兼顧了工程應用的不同方向，使學生在鞏固學科基礎知識的前提下，選擇未來發展方向并進行相應課程的學習。

四、課程設置特點

通過對上述課程介紹可知，伊利諾伊大學香檳分校機械工程專業課程設置有以下幾個特點：

（一）顯著的工程應用性

伊利諾伊大學工程力學專業除了專業必修課外，設置了多方向、專業性及工程應用性較強的第二領域選修課。與國內眾多高校第二課堂設置的初衷不同，第二領域課程的設置旨在突出工程力學專業的應用特色，培養學生掌握工程應用能力。

（二）理論與實際緊密結合

國內絕大多數高校工程力學專業課程側重理論教學，有些課程理論教學與實驗教學學時比例接近8：1甚至更高，這樣的比例設置與該專業工程應用性特點嚴重不符。而伊利諾伊大學工程力學專業課程通過理論教學與項目討論或者實驗課結合的形式，并將二者的學時比例嚴格控制在3：1，理論知識結合應用實際，真正達到學有所用。

（三）課程開放性強，便于學生自主安排

伊利諾伊大學工程力學專業除個別課程外，絕大多數專業課程每年春秋兩季均有開設，同時第二領域課程設置為選修課，學生可以根據興趣或自身學習特點靈活選擇，課程設置具有較強的靈活性和開放性。

通過對伊利諾伊大學香檳分校EM專業課程體系介紹及分析，并與中南林業科技大學相關專業進行對比，可以得出以下結論：該校EM專業擺脫了傳統土木工程屬性的限制，具有更廣的應用面和更強的專業性;課程體系完善、課程邏輯架構清晰合理，方便學生了解知識架構并自主完成選擇;將專業必修課與第二領域選修課相結合，突出學生專業基礎的同時加強了工程應用能力的培養。

參考文獻：

[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.