《工程力学专业规范》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学专业规范（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1“工程力学专业工程力学专业”规范规范(第二稿)一、专业教育的历史、现状及发展方向一、专业教育的历史、现状及发展方向解放前，我国的高等院校没有力学专业。1952年高校院系调整，著名力学家周培源教授在北京大学创建了我国第一个力学专业。1956年5月，为推动我国12年科学技术远景规划的实施，解决力学人才短缺的困境，以钱学森先生为首的力学组提出了两条建议：1)在若干所大学筹备成立力学专业,2)从重点工科院校的毕业生中挑选优秀者办力学研究班。经国务院批准，由高教部和中国科学院在清华大学建立工程力学研究班。从1957年2月起招生至1962年2月，力学研究班共办了三届，学制两年，每年约100人，共招收学生
2、309人。历史证明办力学研究班具有预见性和战略性，为我国工程力学事业的发展奠定了坚实的基础，对力学学科的发展产生了深远的影响。1957-1958年，清华大学、大连理工大学、西安交通大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、同济大学、复旦大学、中山大学、吉林大学、兰州大学、中国科学技术大学、天津大学等先后开办力学专业。1978年重庆大学开办力学专业，华中科技大学、天津大学重建力学专业。统计到1995年，我国有39所高校开办有力学专业。1999年以后，许多高校又相继开办了力学专业。据2003年的统计，我国现有83个力学专业。其中，理论与应用力学专业17个，工程力学专业64个，工程结构分析专业2
3、个。 力学是各类工程技术的发展支柱，力学专业的建设和发展，充分体现了国民经济和科技发展的需求。国家经济和科技的发展，加上力学学科的特点，决定了力学专业建设和力学人才培养的重要性。五十多年来，经过几代力学工作者的艰苦努力、辛勤耕耘，力学学科的面貌发生了巨大变化，教学、科研和其它各项工作不断地向前迈进，先后为国家培养出了一大批优秀的力学人才。力学专业的本科、硕士和博士毕业生分布在国内外著名大学或研究机构、工业部门与高新技术领域，从事与力学、工程科学和计算机应用有关的工作，为国家的经济建设与国防建设做出了巨大的贡献，得到社会各界的高度评价。1.1. 主干学科概况主干学科概况“力”是无处不在的！人类对
4、自然的省悟，就是从对力的认识开始的。人类科学史上最伟大的科学家之一 牛顿，首先就是一位力学家。牛顿所创立的物质运动三定律和万有引力定律，构成了经典力学的基础。从 17 世纪到 19 世纪，物理学的主体是经典力学。到 20 世纪初，随着欧美的工业化，以应用力学为主体的现代力学迅速发展起来。如大型建筑、桥梁、道路、水利工程、军械、船舶、飞机、火箭等的技术进步，在很大程度上依赖于力学知识的丰富和发展。在航空航天工业的发展中，力学在空气动力、结构设计、飞行控制等关键领域都扮演了主角。可以说，航空航天工业的发展，离开力学寸步难行。在力学理论支撑下，我国在 20 世纪取得的工程技术成就不胜枚举，从两弹一星
5、到深潜弹道导弹核潜艇的研制，从长江大桥到长江三峡的建设，无不凝聚着力学工作者的贡献。力学对中国现代科学发展所负有的特殊使命，造就了以钱学森、周培源、钱伟长为代表的一批杰出的力学家。目前力学的主干学科包括一般力学、固体力学、流体力学及工程力学。一般力学主要研究物体的静止、运动、及其动力学规律。固体力学主要研究物体的受力与变形规律。流体力学主要研究流体的静止、运动，受力及其动力学规律。工程力学主要研究爆炸、渗流、岩土等与工程密切相关的力学问题。力学学科既属于基础学科，又是应用科学和工程技术的基础。2进入 21 世纪后，纳米科技、生命科学与生物技术、信息技术等，成为科技界最具吸引力与影响力的三大领域
6、。在这种大的背景下，许多传统科学都面临巨大的挑战，力学由于其内在的特质及其应有的普遍性，仍然展示出永恒与旺盛的生命力，并将继续发挥巨大的影响。现代科学发现，各种体现特异性质的生物结构，并非在原子尺度，而是在微纳米尺度。因此，现代力学最近诞生了一个新分支纳米力学，它成为与物理、化学、生物、材料科学等进行交叉研究的新学科。在现实社会生活中，如：台风，气象与地震灾害预报，材料损伤、疲劳、破坏等等对国民经济有重大影响的问题，依然有待于进一步的研究；在空间科学、空间安全、空间利用方面，力学仍然是国家需求迫切的重要学科；在各种复杂、创新、重大的工程问题中，不断对力学提出了新的挑战，同时也为力学注入了长盛不
7、衰的生命力。信息技术、生物工程、空天工程等，必将催生新世纪的力学家和一大批适应现代工程发展需要的力学问题的研究工程师。2.2. 主干学科的方法论介绍主干学科的方法论介绍力学是自然科学中最早建立完备科学体系的一门学科,也是自然科学中运用定量分析工具-数学最多的一门学科。随着力学学科的发展，力学工作者逐步发展和完善了定量的建模方法，将复杂工程中的力学问题转化可以定量计算和分析的力学模型。这种定量建模方法还被广泛地应用到经济、金融和管理等其它领域中。所有科学都是用直接实验和观察获得的知识建立起来的，力学作为一门探索大自然物质运动规律的科学，自然离不开实验。但是任何一个没有理论的实验知识都只能是经验，
8、而经验往往是不完善的。没有理论，就没严格的数学计算与慎密的逻辑推理，就不能将某些局部的实验结果与经验进行推广，更不利于知识的传播。因此，实验是基础，理论是根本。力学正是这样一个通过实验观察，总结，形成理论，并将理论应用到实际工程中，解决了大量具体问题的典型学科。然而，实际工程所遇到的具体力学问题，往往要比实验室中的实验过程更复杂，往往不能由理论直接给出结果而需要进行数值计算。随着计算机科学和技术的发展，数值计算方法也得到了高速的发展。今天，人们可以对整架大型喷气客机进行数值计算及分析。因此，数值计算已成为力学研究或解决大型工程力学问题的一个强大工具。总之，力学研究的主要方法是实验、理论、数值计
9、算及其结合。3.3. 本专业的相关学科及影响本专业教育的因素本专业的相关学科及影响本专业教育的因素力学是基础科学，又是技术科学，其发展横跨理工，与各行业的结合是非常密切的。与力学相关的基础学科有数学、物理、化学、天文、地球科学及生命科学等，与力学相关的工程学科有机械、土木、航空航天、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等。由于相关行业的发展与国民经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。力学专业的毕业生既可以从事力学教育与研究工作，又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天
10、文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。从这个意义上讲，力学专业培养人才的对口是非常宽的，社会对力学人才的需求也是很多的。随着力学学科的发展，在 21 世纪将产生一些新的结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米科技一起孕育了微纳米力学；将力学知识应用于生物领域产生了生物力学和仿生力学；这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预料，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业3的学科交叉也将会进一步加强。二、专业培养目标和规格二、专业培养目标和规格1.1. 培养目标培养目标培养德、智、体全面发展，掌握工程力学专业的基础理论、计算技术与实验技能的专门人才，能够在有关工程领
11、域中从事与力学问题相关的工程设计、技术开发及技术管理工作，也可以继续攻读硕士、博士学位成为力学及相关学科的高层次研究人才或高校教师。2.2. 人才培养规格人才培养规格本专业学制为四年，授予工学学士学位。本专业的毕业生能够在力学及相关的各工程领域，如：机械、土木、水利、航天、航空、材料、环境等，从事工程设计、技术开发及技术管理工作。本专业采用多元化的培养模式,例如：(1)工程应用型人才培养模式工程应用型人才培养模式该培养模式依托某一工程领域，培养的学生除了掌握工程力学专门知识以外，还要熟悉该工程领域的有关专业知识。毕业生能够在该工程领域中从事与力学问题相关的工程设计、技术开发及技术管理工作。也可
12、以进一步深造，成为该工程领域中从事与力学问题相关研究的高级专门人才。属于应用研究型培养模式。(2)力学研究型人才培养模式力学研究型人才培养模式该培养模式按照工程力学的自身学科特点进行专业教育，培养的学生具有较为扎实的工程力学专门 知识，经过进一步深造，成为力学学科或相关工程领域的高级专门研究人才，可在工程领域中从事与 力学问题相关的科学研究、工程设计、技术开发及技术管理等工作。属于应用基础研究型培养模式。(3)工程计算与软件开发型人才培养模式工程计算与软件开发型人才培养模式该培养模式培养的学生除了工程力学专门知识以外，还要掌握工程分析技术与大型工程软件的应用 和开发技术。毕业生能够应用和开发大
13、型工程软件，从事与力学相关的工程分析与科学计算等工作。 也可以进一步深造，成为该领域中的高级专门研究人才。鉴于培养模式的多元化特点，为保证培养质量，力学专业应开设必要的力学主干课程，包括：理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、振动理论、计算力学和实验力学，并保证基本的教学学时要求。课程设置可采用模块化。要求学生掌握力学及数理等基本理论和知识，接受必要的工程技能训练，具有应用计算机和现代实验技术手段解决与力学有关的工程问题的基本能力。毕业生必须达到本培养规范规定的学分要求。应具有的知识结构和达到的能力包括：1)良好的思想道德素质、强烈的民族自豪感和社会责任感。身体、心理素质健康，合群、开朗，
14、积极向上。 2)较好的人文、艺术和社会科学基础及较强的文字表达能力。 3)较扎实的数学、自然科学和工程技术的基础理论知识。 4)较系统的工程力学专业基础知识，较扎实的综合实验能力和工程实践技能。 5)较强的解决与力学有关的工程技术问题的能力，了解学科前沿与发展趋势。 6)较强的自学能力、创新意识、团队精神和发展潜力。 7)较强的外语听说读写的综合运用能力，以及查阅外文科技文献的能力。48)工程计算分析技术与大型工程软件的应用和开发的能力。三、本专业教育内容和知识体系三、本专业教育内容和知识体系1 1本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架(1)本
15、专业人才培养的教育内容及知识结构设计的依据本专业人才培养的教育内容及知识结构设计的依据根据对全国工程力学专业教学情况的调研，力学学科专业发展的战略研究及 1997 年全国高等学校工 程力学教学指导委员会所建议的“工程力学专业四年制本科教育的培养目标和本科生的基本规格”制定 本专业人才培养的教育内容及知识结构。 本专业属于技术科学类，是科学技术的基础。培养适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展 的高素质“复合型”人才，培养人才的原则是知识、能力、素质协调发展。要求毕业生具有系统、扎实 的数理基础知识和力学知识，较强的数学建模、工程计算及力学实验的能力，并具有必要的工程知识与 基本工程训练。(
16、2)本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架根据培养人才的需要，本科专业的教育范畴主要包括以下部分：通识教育：通识教育：人文社会科学，外语，计算机及其应用，经济管理，体育等。专业教育：专业教育：数理基础，学科基础，学科专业，工程技术基础，实践训练等。综合教育：综合教育：思想教育，学术、科技、文艺、体育等活动。2 2工程力学专业的专业知识体系工程力学专业的专业知识体系工程力学专业的专业知识体系包括如下的 7 个知识领域， 2.12.1 理论力学理论力学 包括如下包括如下 5 个知识单元个知识单元 (1)静力学（核心）静力学（核心） 静力学基本概念，汇交力系的简化与平衡、 ，偶系的简化与平衡，平面一般力系的简化与平衡， 空间力系的简化与平衡，重心，摩擦。 (2)运动学（核心）运动学（核心） 运动学基本概念，平动参考系下点的运动合成，定轴转动参考系下点的运动合成，哥氏加速度， 刚体的平面运动，平面运动参考系下点的运动合成，刚体的定点运动，分析运动学。 (3)动力学（核心）动力学（核心） 动力学基本概念，刚体转动惯量
