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新科技革命時代的工程力學創新人才培養

楊衛
2022年07月26日19:33 | 來源:人民網-教育頻道
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馬克思曾指出,“力學是大工業真正科學的基礎”。這句話言簡意賅地勾勒出力學對工程技術和自然科學諸學科的基礎支撐作用。有基之強,才得體壯。力學是工程科技的先導和基礎。

前三次科技革命雖然分別以蒸汽機、電動機、航空航天為體貌特征,但作為其硬核支撐的是來自於流體力學、固體力學、動力學與控制等力學各分支學科的強大基礎和內驅力。在本世紀的第二個十年,新科技革命已經開始,這為力學領域的高等教育帶來了新挑戰。

一方面,在人工智能、大數據、物聯網等新技術、新應用、新業態方興未艾之時,力學對科技革命的內驅力角色被遮掩得更加深沉﹔另一方面,新科技革命中知識領域高度交叉,很難再用上一輪科技革命所誕生的學科范疇去界定問題歸屬。

因此,如何變革力學高等教育范式,滿足新科技革命對傳道授業解惑的需求,使受教育者進一步追溯其創新本原,成為浙江大學工程力學專業“強基計劃”所應實現的重要目標之一。

唐人魏征雲,“求木之長者,必固其根本﹔欲流之遠者,必浚其泉源”。力學源於工程且高於工程,旨在發掘蘊含在工程中的基本規律和定量設計准則,為航空、航天、船舶、機械、材料、土木、水利、能源、化工、電子、信息、生物醫學工程等發展提供解決關鍵技術問題的理論和方法,廣泛地服務於國家現代工程和經濟建設。

1947年,被譽為“中國航天之父”的錢學森在浙江大學時任校長竺可楨的陪同下來到浙大工學院,進行了題為“工程和工程科學”著名講演,其核心即為工程力學。

秉承錢學森先生的思想並基於對學科發展過程的梳理,浙江大學工程力學專業凝練出“力學3.0”的概念,其中力學1.0反映了力學的奠基,指以伽利略、牛頓、柯西等科學家工作為代表的經典力學體系建構﹔力學2.0反映了力學的輻射,指力學向各個工程與科學學科的輻射及現代應用力學體系的形成﹔力學3.0反映了力學的嬗變,追求在新科技背景下力學作為橋梁和主線對工程科學的多學科交叉融合。

力學3.0是對力學基礎教育和相關學科工程科學教育體系的全面優化和重構,從全新的視角來注釋力學的發展脈絡,即過去是先行者,當今是普及者,未來是引領者,從而對工程力學創新人才培養提出了要求。

從錢學森到郭永懷,從“兩彈一星”到航空航天,力學在國家不斷富強過程中發揮重要作用的同時,一直都是家國情懷教育的理想載體。

浙江大學工程力學專業“強基計劃”聚焦於“為誰培養人、培養什麼人、怎樣培養人”的教育根本問題,以力學3.0為導向,提出“具有戰略性、批判性和創新性思維能力的研究型工程師和工程科學家”這一人才培養目標,為此構建了以“通識植根、力學強基、干課纏繞、交叉熱點”為四梁八柱的課程體系,打造了“課堂理論與實驗、第一課堂與第二課堂、科研訓練與雙創活動、工程導論與實習”四協同型的實踐平台,並以“德育導師、學業導師、總師導師、國際導師”為有機組成部分的四大導師制,實現專業內外、校內外、國內外與工程內外四諧振,拓展師生共同體建設至人才培養的所有維度,最終實現在全面幫助學生系統掌握專業知識和實踐技能的同時,牢固樹立為國家重大戰略需求而努力治學的榮譽感和使命感。

這一人才培養體系兼顧了育人的整體性、系統性和協同性,緊扣新科技革命亟需多學科融合的時代主題,將力學體系教學改革定位為大學工程科學教育體系改革的基石。

子曰:“工欲善其事,必先利其器”。如此培養出的畢業生們,既具有對廣譜就業領域的適應性,也具備研究生繼續深造的基礎性。他們可以用宏大的胸懷擁抱新工科各分支,體現出深層次的交叉和融合,不但推進了浙江大學“新工科”建設步伐,也將為國家在新科技革命時代的重大工程布局奠定人才基礎。

墨子曰:“力者,形之所以奮也”。延溯古今發展的歷史長河,我國已擁有完整的力學學科體系,是世界公認的力學大國。進入新世紀以來,我國的力學教育者們既積極開展面向學科前沿的育人活動,又注重與材料、物理、化學、控制、生物、信息、數學等學科的交叉培養,不斷催生新的研究方向和培育新的創新人才。

全國多個高校工程力學專業“強基計劃”的實施,將為進一步實現我國的力學強國夢想提供強有力的人才和智力支撐,能夠使力學的人才和成果不斷服務於國民經濟和工程,產生一大批能夠服務於國家重大戰略需求、願意投身於高端科學研究與關鍵技術領域的卓越科學家與行業領軍人才。

(作者系中國科學院院士、浙江大學航空航天學院工程力學系教授)

(責編:何淼、熊旭)

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