“你們專業(yè)研究什么?土木工程、交通工程、機(jī)械工程還是航天工程?”
“你們就業(yè)面向什么行業(yè)、什么職位?”
提到工程力學(xué),我身邊的人往往會(huì)有這樣的疑問。在得知我的回答是“都研究”“就業(yè)選擇范圍廣到發(fā)愁”之后,很多人會(huì)戲謔一句:“你大概學(xué)了宇宙第一專業(yè)。”
包羅萬象,無處不在
“力支撐世界”。力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué),是一門基礎(chǔ)學(xué)科。從人類登月工程、宇宙空間站建設(shè)到民航,從汽輪機(jī)組到海上采油平臺(tái),從超大型運(yùn)輸船到潛艇,從高速列車到跨海大橋,從軟體機(jī)器人到柔性電子器件……這些前沿技術(shù)或重大工程都離不開力學(xué)的運(yùn)用。
工程力學(xué)是力學(xué)一級(jí)學(xué)科下設(shè)的二級(jí)學(xué)科,以理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真為主要手段,研究和解決工程中與力學(xué)相關(guān)的振動(dòng)、變形、斷裂、疲勞、破壞等問題,涉及航天、航空、建筑、機(jī)械、汽車、造船、環(huán)境和生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域,比如建筑橋梁的承重設(shè)計(jì)、汽車的碰撞強(qiáng)度測試、航天材料的受力分析等。簡而言之,工程力學(xué)解決工程中出現(xiàn)的力學(xué)問題,是架設(shè)在理論知識(shí)和工程實(shí)踐之間的一道橋梁:工程給力學(xué)提出問題,力學(xué)的研究成果改進(jìn)工程設(shè)計(jì)思想。
部分人認(rèn)為力學(xué)是包含在物理學(xué)中的,這是個(gè)誤區(qū)。在現(xiàn)代,工程力學(xué)是獨(dú)立于物理學(xué)的一門自然科學(xué)。工程力學(xué)作為力學(xué)的一個(gè)分支,是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的,首先提出這一名稱并對(duì)這個(gè)學(xué)科做了開創(chuàng)性工作的是錢學(xué)森。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,目前工程力學(xué)在眾多工程領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
專業(yè)規(guī)模小,課程難度大
課程設(shè)置方面,本科階段工程力學(xué)的課程體系一般是遞進(jìn)式的。首先要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課:理論力學(xué)和材料力學(xué);然后學(xué)習(xí)專業(yè)核心課:流體力學(xué)、彈性力學(xué)和振動(dòng)力學(xué),以初步掌握現(xiàn)代力學(xué)的基本理論;在此基礎(chǔ)上,再學(xué)習(xí)計(jì)算流體力學(xué)、有限元方法、工程流體實(shí)驗(yàn)技術(shù)和現(xiàn)代固體實(shí)驗(yàn)技術(shù)等課程,以掌握進(jìn)行工程力學(xué)相關(guān)研究與開發(fā)的方法和手段;最后通過實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)開展專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通。工程力學(xué)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)一般包括金工實(shí)習(xí)、電工電子實(shí)訓(xùn)、軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)振動(dòng)測試等。當(dāng)然,除了專業(yè)課程,工程力學(xué)專業(yè)還會(huì)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)等公共課程。
依托優(yōu)勢,特色不同
我國共有80余所高等院校開設(shè)了工程力學(xué)專業(yè),各校工程力學(xué)專業(yè)會(huì)根據(jù)學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科,在培養(yǎng)方向有所側(cè)重。
同濟(jì)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在航空航天與力學(xué)學(xué)院,專業(yè)傳統(tǒng)優(yōu)勢方向“結(jié)構(gòu)工程”瞄準(zhǔn)土木工程、車輛工程、航空航天工程等行業(yè)對(duì)于“力學(xué)工程師”的需求。隨著信息時(shí)代的到來,工程力學(xué)專業(yè)增設(shè)了工程數(shù)值仿真(虛擬設(shè)計(jì)與工程)方向,形成了計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)與分析特色。
四川大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在建筑與環(huán)境學(xué)院,專業(yè)特色包括災(zāi)害力學(xué)、巖石動(dòng)態(tài)斷裂與損傷、材料長壽命可靠性等方向,還包括生物力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)方向。生物力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)方向是工程力學(xué)研究的前沿領(lǐng)域,主要研究如何使眾多災(zāi)害事故和工程事故中的傷患者早日康復(fù),研究心血管血流動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞力學(xué)、人工器官及假肢等。哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在航天學(xué)院,具有國防和航天航空特色。工程力學(xué)的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法等瞄準(zhǔn)航天航空等工程的新需求和新發(fā)展,著重培養(yǎng)學(xué)生解決航天航空工程力學(xué)與結(jié)構(gòu)等實(shí)際問題的能力。
武漢理工大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在理學(xué)院,偏重材料力學(xué)。結(jié)合學(xué)校材料優(yōu)勢,工程力學(xué)專業(yè)研究特色為智能材料力學(xué)與工程應(yīng)用、先進(jìn)功能材料力學(xué)與新能源技術(shù)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與工程應(yīng)用等。
中國礦業(yè)大學(xué)(北京)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在力學(xué)與建筑工程學(xué)院,專業(yè)特色偏重能源開發(fā)領(lǐng)域。學(xué)校力學(xué)學(xué)科在原礦山工程力學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來,工程力學(xué)專業(yè)依托煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展。
河海大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在力學(xué)與材料學(xué)院,專業(yè)特色偏重水利、土木領(lǐng)域。工程力學(xué)專業(yè)以培養(yǎng)水利、土木等國家重大工程建設(shè)中的技術(shù)人才為目標(biāo),許多畢業(yè)生在三峽、南水北調(diào)等項(xiàng)目建設(shè)和科研單位中擔(dān)任骨干。
寧波大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院,專業(yè)特色偏重機(jī)械領(lǐng)域。工程力學(xué)專業(yè)的建設(shè)密切結(jié)合長三角制造業(yè)行業(yè)需要,主要開展機(jī)械工程與力學(xué)及其交叉領(lǐng)域的人才培養(yǎng)。
長安大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)設(shè)在理學(xué)院,專業(yè)特色偏重橋梁、土木領(lǐng)域。工程力學(xué)專業(yè)結(jié)合該校公路交通、國土資源和城鄉(xiāng)建設(shè)的行業(yè)背景,主要培養(yǎng)面向公路、鐵路、工民建以及機(jī)械等行業(yè)的工程技術(shù)人才。
另外,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,力學(xué)的研究對(duì)象已從傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、生物、信息等領(lǐng)域。比如,浙江大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的軟體機(jī)器人、柔性電子等前沿方向,前文所提的四川大學(xué)工程力學(xué)研究的生物力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)方向。對(duì)這些前沿方向感興趣的考生要重點(diǎn)關(guān)注不同院校的辦學(xué)特色。
就業(yè)“萬金油”,深造受歡迎
談到工程力學(xué)的就業(yè)面,很多人會(huì)用“萬金油”一詞來形容。工程力學(xué)本科畢業(yè)生可到土木、水利、機(jī)械、能源、交通、航空航天等部門從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和工程計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)應(yīng)用等工作。由于院校的優(yōu)勢和特色不同,培養(yǎng)出來的工程力學(xué)畢業(yè)生面向的單位、行業(yè)也有所不同。比如以交通、土建為特色的工程力學(xué)學(xué)生會(huì)首選交通建設(shè)相關(guān)的中建、中交、中鐵、中國路橋、高速公路集團(tuán)等單位。
另外,深造是不少工程力學(xué)學(xué)子的選擇。由于力學(xué)是基礎(chǔ)學(xué)科,工程力學(xué)專業(yè)的知識(shí)體系與很多相關(guān)專業(yè)有交叉,且工程力學(xué)專業(yè)學(xué)子具有較好的數(shù)學(xué)能力和力學(xué)功底,所以工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生考研乃至跨專業(yè)考研較受研究生導(dǎo)師的青睞。這部分學(xué)子深造結(jié)束之后,往往會(huì)繼續(xù)相應(yīng)的科研工作或者從事教學(xué)工作,為推動(dòng)我國工程力學(xué)理論發(fā)展、培養(yǎng)力學(xué)人才助力。
此外,還有部分工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生會(huì)根據(jù)自身興趣和所學(xué)知識(shí)領(lǐng)域,進(jìn)入企業(yè)從事與工程力學(xué)相關(guān)的工作,比如有限元計(jì)算、優(yōu)化以及軟件開發(fā)等工作。
工程力學(xué)為國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)的院校:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)、天津大學(xué)、大連理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、河海大學(xué)、華中科技大學(xué)、西南交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、武漢理工大學(xué)、暨南大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、太原科技大學(xué)、鄭州大學(xué)。