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摘 要：机械工程是历史最古老、对社会经济服务面最大的传统工科专业，是“中国制造2025”战略计划中的核心专业，亦是我国“双一流”建设的重点发展学科之一。文章通过国内外一流工科大学机械工程专业体系的情况调研，对比分析了国内外一流高校在机械工程专业培养目标、方向设置、师资力量、课程设置及教学理念方面的差异性，并借鉴国外一流工科院校在机械工程专业体系设置与人才培养方面的优秀经验，为我国工科大学机械工程专业改革提供新思路与新方向。
关键词：机械工程;专业体系;课程设置;一流工科大学
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）19-0027-05
Abstract： Mechanical engineering is the oldest traditional engineering specialty having the most extensive social and economic services. It is a core specialty in the "Made in China 2025" strategic plan and one of the critical development disciplines in domestic "Double First-Class" construction. Based on the investigation of the professional mechanical engineering system between domestic and foreign first-class engineering universities， this paper compares and analyzes the differences between the first-class engineering universities in training objectives， direction settings， faculty conditions， curriculum settings， and teaching concepts. By learning the excellent experience of top foreign universities in establishing the mechanical engineering professional system and talent training， new ideas and new directions for reforming the mechanical engineering specialty in domestic engineering universities are put forward.
Keywords： mechanical engineering; professional system; curriculum settings; first-class engineering universities
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。近年来，我国面临全球制造业向发达国家“回流”和新兴国家“分流”的“双向挤压”的严峻挑战，我国制造业的结构调整、转型升级和提质增效刻不容缓[1-2]。2015年5月，国务院正式出台“中国制造2025”战略计划[3]，重点强调强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现我国制造业由大变强的历史跨越。同年10月，国务院发布了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》[4]，简称“双一流”建设。该政策遵循“以中国特色、世界一流为统领，以支持创新驱动发展战略、服务经济社会为导向”，坚持以一流为目标、以学科为基础、以绩效为杠杆、以改革为动力，支持一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列，建设高等教育强国[5]，为我国一流工科大学专业体系改革与优秀专业人才培养指明了发展方向。
机械工程是历史最古老、对社会经济服务面最广的传统工科专业，是制造领域里的核心专业，同时也是我国“双一流”建设的重点发展学科之一。当前，为推动“双一流”建设战略在我国机械工程学科发展中的作用[5]，缩短我国高校与发达国家一流大学在机械工程专业建设上的差距，国内学者已在该方面开展了一定的学术研究。如张建一[6]在2003年首次探究了美国一流工科大学——普渡大学机械工程学科的教育特点，详细分析了其学期制、学分制、工业实习环节、毕业设计安排等方面的特色并指出我国高等院校需要进行借鉴的方面。刘则渊和陈立新[7]通过中美机械工程类专业课程设置的比较研究，揭示了两国在教育制度上的差异，并分析得出美国重视基础教育，而我国更重视专业教育的结论。王志坚[8]进一步以沈阳航空航天大学与美国密西西比州立大学为例，对比分析了中美大学在机械工程专业本科课程设置与培养体系方面的差异，研究发现：美国的高等教育注重基础课程的开设，注重培养学生的创造、自学和自我表达等综合能力，重视学生本身的发展和素质的提升。此外，作者还通过美国一流高校与沈阳航空航天大学同专业的课程设置对比，从基础课的开设、专业课学时的调整、考核方式的改善、实践环节的深入四个方面，对我国机械工程专业的教育提出了改进措施。姜峰等[9]开展了美中机械工程专业人才培养方案的对比研究，通过对麻省理工学院、清华大学和华侨大学机械工程专业培养方案的深入剖析，建立了多个学年的课程联系图谱，并对课程设置的合理安排提出建议，对我国机械工程专业人才培养方案的制定和修订提出了有益的借鉴。此外，邓明等[10]以德国德累斯顿工业大学和日本宫崎大学为例，介绍了德日高校机械工程专业的课程体系，并与国内重庆理工大学的机械工程专业课程设置进行了比较研究，提出了課程体系改革的方向。 综合以上文献调研可知，当前有关国际国内一流高校机械工程专业体系的研究仍主要集中在专业课程设置及人才培养等方面的对比上，并未探究中外高校在机械工程专业培养目标、方向设置、师资队伍建设、教育理念等方面的差异性与优劣势，进而对我国机械工程专业长远发展提出易于实施的新思路与新举措。为此，本文通过国内外一流工科大学机械工程专业体系的情况调研，揭示国内外大学在机械工程专业体系设置方面的差异性，并借鉴国外一流工科院校的优秀经验，为我国工科院校机械工程专业改革提供新思路与新方向。
一、培养目标对比
培养目标是直接反映高校机械工程专业人才培养的侧重点与关切点。表1列举了国内外部分一流工科大学机械工程专业的培养目标。由表可见：国内一流工科大学如清华大学、上海交通大学、浙江大学等的机械工程专业侧重培养掌握扎实机械类相关专业知识，具备研究、设计、制造、生产组织和管理等工作的高素質工程技术类人才，即培养所谓的“专才”。相比之下，国外一流工科大学（如麻省理工学院、加州理工学院、密歇根大学等）则更多强调培养学生能够应用机械工程、科学和数学的基本原理解决复杂工程问题，且能在交叉学科团队或跨学科技术领域具备领导才能的优秀人才。由此可见，国内外一流大学在机械工程专业培养目标方面存在如下差异：国内高校更多强调毕业生应该具备良好的机械知识储备，能够从事机械类相关专业工作，并能成为该领域的高素质创新人才，即更多地强调学生的专业性教育;相反，国外高校更多培养学生多学科交叉研究能力、团队合作能力以及应用理论解决实际复杂工程问题的能力，强调学生掌握的知识面要宽广，即突出通才教育的重要性。
二、专业方向设置及师资力量对比
专业方向设置及师资力量反映了高校机械工程专业的办学规模和人才力量。表2列出了国内外一流工科大学机械工程专业方向设置对比，可见国内高校机械工程专业划分相对比较保守，如清华大学将机械工程专业划分为机械设计、机械制造、成形制造3个方向;浙江大学则将其划分为机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、工业工程5个方向。相比之下，国外一流大学将机械工程专业划分得较为详实，并兼顾考虑到交叉学科研究方向。如麻省理工学院将机械工程专业划分为4个大方向和20个小方向，同时包含医疗器械和植入物的设计、生物力学与神经控制、海洋系统设计等医工、生工交叉方向;而密歇根大学则将其划分为包含生物力学与生物系统工程等12个方向。此外，表3给出了国内外一流工科大学机械工程专业师资力量的对比。由该表可见，国内顶尖大学的师资数量已远超国外一流大学。如清华大学、上海交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学机械工程专业方向的教师数量均已超过160人，正教授数量超过60人，而美欧等一流工科大学机械方向的教师数量基本控制在100人以内，其中又以麻省理工学院、密歇根大学的教师数和教授数量为最多，而加州理工学院和帝国理工学院的师资数量则相对较少。然而，国外一流大学机械工程专业的正教授比例基本超过50%，整体高于国内一流工科高校，其中麻省理工学院的正教授比例最高，达73.63%。以上数据初步反映出国内一流高校机械工程专业的师资数量已远超美欧等大学，但是师资质量却低于国外一流工科院校。
三、课程总数及学分设置对比
国内外一流工科大学在机械工程专业课程总数及学分设置方面亦存在巨大差异。由表4可见，国内工科院校机械工程专业学生需修课程门数及总学分普遍多于国外一流工科大学。例如，国内机械工程专业学生毕业应修总学分一般高于150，且门数繁多，常多于55门，其中浙江大学学生应修总学分竟高达183.5学分。相比之下，国外一流大学机械工程专业学生应修的总学分基本控制在130学分以内（如密歇根大学为125学分，帝国理工学院为120学分），且课程数量较为精简，基本控制在40门以内，因而学生能够连续地、专心地学习每门课程。此外，作者调研还发现国外一流大学如麻省理工学院必修课开设较多，学生自主选课空间较大。例如其科学必修课涵盖数学、物理、化学、生物等课程，学生可从10门数学课中选2门，从8门物理课中选2门，从3门化学课中选1门;而对于人文社科类的必修课更是开列了百余门供学生选择课程其中的8门[9]。此外，在人文社科类课程设置方面，国内一流工科大学如华中科技大学虽已开设诸多该类课程，约占专业总学分的15.51%，但仍主要集中在思想政治类课程，学生在艺术、音乐、历史、地理、经济学、心理学、社会学、人类学等方面的课程选择较少。相比之下，美欧高校为学生提供的人文社科类课程内容范围更为宽广，且更侧重学生艺术、历史、哲学等方面的知识传授，强调学生的人文情怀与素质的培养，追求培养学生理性分析、独立批判与解决复杂问题的能力。
此外，国外一流大学重视热学在机械工程中的作用，普遍在机械工程专业课方面设置了较多的热学课程。如威斯康辛大学和卡内基梅隆大学均设置了3门热学相关的专业基础课， 且都属于必修课，约计8-11学分，并配有多门热流系统设计相关的专业课程供学生选修。相比之下，国内高校开设的热学课程较少，以国内一流工科大学清华大学和浙江大学为例。清华大学只开设“热力学与传热学基础”1门热学课程，计3学分，属于专业主修课程;而浙江大学则仅有1门跟流体力学合上的“工程流体力学和热工基础”课程，共计2.5学分。同时，国外一流大学更重视学科交叉与学术前沿领域的课程建设，如开设人工智能、复合材料、增材制造、微纳制造、表面工程等专业课程，供学生个性化选修或跨专业学习，并要求学生需修满规定的学分方可毕业。相比之下，国内高校则不做强制性毕业要求，且学生可选的课程范围较小。
最后，作者调研还发现国外高校更注重本科生母语写作与表达能力的培养。以美国大学为例，麻省理工学院、卡内基梅隆大学、威斯康辛大学等高校为提高学生的英语写作水平与口头表达能力， 仍然设置了3-8学分的英语课程。相比之下，国内工科院校对学生英语学习与写作技能较为重视，而对母语写作类课程来说则很少安排，故在汉语类课程的设置上存在一定的欠缺。 四、教学理念对比
在教学理念上，国外一流工科院校更重视本科生的基础教育，培养所谓的“通用类”人才，如加州大学伯克利分校机械工程本科课程致力于为学生提供广泛的教育，强调其在科学和工程知识方面的卓越基础，而麻省理工学院则要把学生培养成未来的科技领袖，发展最前沿的工程知识以及工程实践，强调学生不仅具备扎实的理论基础，还要具备与人合作、发现问题、解决问题的能力，以服务于社会。相比之下，国内高校更多注重本科生的专业教育，强调培养能够解决实际工程技术问题的工程师。
此外，作者调研还发现美欧一流大学（如斯坦福大学）的本科生机械工程类课程更多强调“有形的学时”与“无形的学时”的结合，且课程内容是时刻更新，与时俱进的。“有形的学时”是指实际上课的学时，“无形的学时”则指课后做作业（日常作业+大作业）的时间及课后助教辅導时间。国外教师上课内容精心准备，课程PPT年年更新，课堂上讲解详细，循循善诱，难度高，偏实用。同时课后有额外挑战题，为更高阶同学准备。此外，斯坦福大学机械类课程还配有强大的助教阵容，其助教/学生比高达15%左右。相比之下，国内高校的机械工程类课程内容更新缓慢，更多强调基本概念及关键知识点的掌握，缺乏实际应用的训练，考试多以基础题目为主，缺乏必要的跟进指导。
五、结束语
本文调研分析了国内外一流工科大学在机械工程专业体系建设方面的差异，结合国外一流大学在机械工程专业设置与人才培养方面的优秀经验，为适应“中国制造2025”战略的新需求，积极推动我国一流工科大学“双一流”学科——机械工程专业的改革与发展，特提出以下建议。
1. 在现有的课程体系里增加学科交叉与学术前沿类课程，如增设先进工程材料、增材制造技术、工业互联网技术、人工智能、大数据、有限元分析与应用、智能传感等课程，并要求学生需选修一定的学分方可毕业，进而提高学生的科研兴趣，让其了解最新的学术动态与科研成果。同时应对部分专业实践课程进行整合，开设2-3门能够综合调研、设计、工艺、制造、安装调试和报告交流等技术环节的创新性综合实践课程，并将一些课程设计实践融入理论课程中，促进理论与实践的结合，提高学生的工程实践技能。
2. 在本科生机械工程课程体系里增设除思想政治外的人文与社会科学类相关课程。人文方面可重点开设艺术、音乐、戏剧、历史、哲学等课程，而社会科学方面则可重点开设传播学、经济学、政治学、心理学、社会学、人类学等课程，并使该类课程占总学分的15%左右，让学生在文史哲情怀方面得到极大提高，进而培养他们理性分析、独立批判、处理复杂问题的能力以及良好的人文素质。
3. 在本科生课程培养体系里增设英语写作和口语课程，用以提高学生英文写作和英语口头演讲能力。同时，国内工科高校还应增设汉语写作与表达方面的课程，并将其归类为必修课程，且规定学生需修满一定学分的汉语言课程方可毕业，进而提高大学生用母语写论文与作报告的能力。
4. 借鉴国外一流高校课程建设优秀经验，精简“有形的课上学时”，增加“无形的课后学时”，即通过提供更有挑战性的大作业，并配备强大的助教团队对学生进行循序引导，进而提高学生应用课本知识解决实际问题的能力。此外，机械类课程可设置课后的“学习平台”，以助力学生轻松、高效地完成基础学业知识建构，同时兼备资源共享、氛围引导、信息汇集、兴趣交流四大功能，通过每周定点召开、每次设置若干课时时长的方式，让学生借助群智众力方式全面提高自身的学习效果。
参考文献：
[1]李拓宇，李飞，陆国栋.面向“中国制造2025”的工程科技人才培养质量提升路径探析[J].高等工程教育研究，2015（6）：17-23.
[2]刘汉代，庄文玮，陈志新，等.中爱机械工程专业本科课程体系的比较与改革探索——以东华理工大学和爱尔兰阿斯隆理工学院为例[J].教育观察，2019，8（4）：26-28.
[3]国务院关于印发《中国制造2025》的通知（国发[2015]28号）[Z].2015.
[4]国务院关于印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》的通知（国发[2015]64号）[Z].2015.
[5]赵青，李立君.“双一流”背景下的行业特色院校机械工程学科建设探讨[J].高教学刊，2017（8）：142-143.
[6]张建一.美国普度大学机械工程本科教育的启示[J].大学教育科学，2003（4）：94-96.
[7]刘则渊，陈立新.中美机械工程专业本科课程对比研究[J].高等工程教育研究，2010（1）：131-136.
[8]王志坚.中美机械工程专业本科课程设置和培养体系对比分析——以美国密西西比州立大学与沈阳航空航天大学对比为例[J].教育教学论坛，2017（20）：46-47.
[9]姜峰，徐西鹏，黄辉，等.机械工程专业人才培养方案的对比研究——以麻省理工学院、清华大学和华侨大学为例[J].教学研究，2018，41（4）：19-26+112.
[10]邓明，许洪斌，吕琳.德日高校机械工程专业课程体系及对我们的启示[J].高教学刊，2016（16）：25-26.
基金项目：上海交通大学机械与动力工程学院教育教学研究项目“基于国际国内一流高校机械工程专业体系的调研与分析研究”（编号：ME2020J02）
作者简介：徐锦泱（1987-），男，汉族，江苏泰州人，工学博士，副教授，博士研究生导师，研究方向：先进制造技术。
关键词：机械工程;专业体系;课程设置;一流工科大学
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）19-0027-05
Abstract： Mechanical engineering is the oldest traditional engineering specialty having the most extensive social and economic services. It is a core specialty in the "Made in China 2025" strategic plan and one of the critical development disciplines in domestic "Double First-Class" construction. Based on the investigation of the professional mechanical engineering system between domestic and foreign first-class engineering universities， this paper compares and analyzes the differences between the first-class engineering universities in training objectives， direction settings， faculty conditions， curriculum settings， and teaching concepts. By learning the excellent experience of top foreign universities in establishing the mechanical engineering professional system and talent training， new ideas and new directions for reforming the mechanical engineering specialty in domestic engineering universities are put forward.
Keywords： mechanical engineering; professional system; curriculum settings; first-class engineering universities
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。近年来，我国面临全球制造业向发达国家“回流”和新兴国家“分流”的“双向挤压”的严峻挑战，我国制造业的结构调整、转型升级和提质增效刻不容缓[1-2]。2015年5月，国务院正式出台“中国制造2025”战略计划[3]，重点强调强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现我国制造业由大变强的历史跨越。同年10月，国务院发布了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》[4]，简称“双一流”建设。该政策遵循“以中国特色、世界一流为统领，以支持创新驱动发展战略、服务经济社会为导向”，坚持以一流为目标、以学科为基础、以绩效为杠杆、以改革为动力，支持一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列，建设高等教育强国[5]，为我国一流工科大学专业体系改革与优秀专业人才培养指明了发展方向。
机械工程是历史最古老、对社会经济服务面最广的传统工科专业，是制造领域里的核心专业，同时也是我国“双一流”建设的重点发展学科之一。当前，为推动“双一流”建设战略在我国机械工程学科发展中的作用[5]，缩短我国高校与发达国家一流大学在机械工程专业建设上的差距，国内学者已在该方面开展了一定的学术研究。如张建一[6]在2003年首次探究了美国一流工科大学——普渡大学机械工程学科的教育特点，详细分析了其学期制、学分制、工业实习环节、毕业设计安排等方面的特色并指出我国高等院校需要进行借鉴的方面。刘则渊和陈立新[7]通过中美机械工程类专业课程设置的比较研究，揭示了两国在教育制度上的差异，并分析得出美国重视基础教育，而我国更重视专业教育的结论。王志坚[8]进一步以沈阳航空航天大学与美国密西西比州立大学为例，对比分析了中美大学在机械工程专业本科课程设置与培养体系方面的差异，研究发现：美国的高等教育注重基础课程的开设，注重培养学生的创造、自学和自我表达等综合能力，重视学生本身的发展和素质的提升。此外，作者还通过美国一流高校与沈阳航空航天大学同专业的课程设置对比，从基础课的开设、专业课学时的调整、考核方式的改善、实践环节的深入四个方面，对我国机械工程专业的教育提出了改进措施。姜峰等[9]开展了美中机械工程专业人才培养方案的对比研究，通过对麻省理工学院、清华大学和华侨大学机械工程专业培养方案的深入剖析，建立了多个学年的课程联系图谱，并对课程设置的合理安排提出建议，对我国机械工程专业人才培养方案的制定和修订提出了有益的借鉴。此外，邓明等[10]以德国德累斯顿工业大学和日本宫崎大学为例，介绍了德日高校机械工程专业的课程体系，并与国内重庆理工大学的机械工程专业课程设置进行了比较研究，提出了課程体系改革的方向。 综合以上文献调研可知，当前有关国际国内一流高校机械工程专业体系的研究仍主要集中在专业课程设置及人才培养等方面的对比上，并未探究中外高校在机械工程专业培养目标、方向设置、师资队伍建设、教育理念等方面的差异性与优劣势，进而对我国机械工程专业长远发展提出易于实施的新思路与新举措。为此，本文通过国内外一流工科大学机械工程专业体系的情况调研，揭示国内外大学在机械工程专业体系设置方面的差异性，并借鉴国外一流工科院校的优秀经验，为我国工科院校机械工程专业改革提供新思路与新方向。
一、培养目标对比
培养目标是直接反映高校机械工程专业人才培养的侧重点与关切点。表1列举了国内外部分一流工科大学机械工程专业的培养目标。由表可见：国内一流工科大学如清华大学、上海交通大学、浙江大学等的机械工程专业侧重培养掌握扎实机械类相关专业知识，具备研究、设计、制造、生产组织和管理等工作的高素質工程技术类人才，即培养所谓的“专才”。相比之下，国外一流工科大学（如麻省理工学院、加州理工学院、密歇根大学等）则更多强调培养学生能够应用机械工程、科学和数学的基本原理解决复杂工程问题，且能在交叉学科团队或跨学科技术领域具备领导才能的优秀人才。由此可见，国内外一流大学在机械工程专业培养目标方面存在如下差异：国内高校更多强调毕业生应该具备良好的机械知识储备，能够从事机械类相关专业工作，并能成为该领域的高素质创新人才，即更多地强调学生的专业性教育;相反，国外高校更多培养学生多学科交叉研究能力、团队合作能力以及应用理论解决实际复杂工程问题的能力，强调学生掌握的知识面要宽广，即突出通才教育的重要性。
二、专业方向设置及师资力量对比
专业方向设置及师资力量反映了高校机械工程专业的办学规模和人才力量。表2列出了国内外一流工科大学机械工程专业方向设置对比，可见国内高校机械工程专业划分相对比较保守，如清华大学将机械工程专业划分为机械设计、机械制造、成形制造3个方向;浙江大学则将其划分为机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、工业工程5个方向。相比之下，国外一流大学将机械工程专业划分得较为详实，并兼顾考虑到交叉学科研究方向。如麻省理工学院将机械工程专业划分为4个大方向和20个小方向，同时包含医疗器械和植入物的设计、生物力学与神经控制、海洋系统设计等医工、生工交叉方向;而密歇根大学则将其划分为包含生物力学与生物系统工程等12个方向。此外，表3给出了国内外一流工科大学机械工程专业师资力量的对比。由该表可见，国内顶尖大学的师资数量已远超国外一流大学。如清华大学、上海交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学机械工程专业方向的教师数量均已超过160人，正教授数量超过60人，而美欧等一流工科大学机械方向的教师数量基本控制在100人以内，其中又以麻省理工学院、密歇根大学的教师数和教授数量为最多，而加州理工学院和帝国理工学院的师资数量则相对较少。然而，国外一流大学机械工程专业的正教授比例基本超过50%，整体高于国内一流工科高校，其中麻省理工学院的正教授比例最高，达73.63%。以上数据初步反映出国内一流高校机械工程专业的师资数量已远超美欧等大学，但是师资质量却低于国外一流工科院校。
三、课程总数及学分设置对比
国内外一流工科大学在机械工程专业课程总数及学分设置方面亦存在巨大差异。由表4可见，国内工科院校机械工程专业学生需修课程门数及总学分普遍多于国外一流工科大学。例如，国内机械工程专业学生毕业应修总学分一般高于150，且门数繁多，常多于55门，其中浙江大学学生应修总学分竟高达183.5学分。相比之下，国外一流大学机械工程专业学生应修的总学分基本控制在130学分以内（如密歇根大学为125学分，帝国理工学院为120学分），且课程数量较为精简，基本控制在40门以内，因而学生能够连续地、专心地学习每门课程。此外，作者调研还发现国外一流大学如麻省理工学院必修课开设较多，学生自主选课空间较大。例如其科学必修课涵盖数学、物理、化学、生物等课程，学生可从10门数学课中选2门，从8门物理课中选2门，从3门化学课中选1门;而对于人文社科类的必修课更是开列了百余门供学生选择课程其中的8门[9]。此外，在人文社科类课程设置方面，国内一流工科大学如华中科技大学虽已开设诸多该类课程，约占专业总学分的15.51%，但仍主要集中在思想政治类课程，学生在艺术、音乐、历史、地理、经济学、心理学、社会学、人类学等方面的课程选择较少。相比之下，美欧高校为学生提供的人文社科类课程内容范围更为宽广，且更侧重学生艺术、历史、哲学等方面的知识传授，强调学生的人文情怀与素质的培养，追求培养学生理性分析、独立批判与解决复杂问题的能力。
此外，国外一流大学重视热学在机械工程中的作用，普遍在机械工程专业课方面设置了较多的热学课程。如威斯康辛大学和卡内基梅隆大学均设置了3门热学相关的专业基础课， 且都属于必修课，约计8-11学分，并配有多门热流系统设计相关的专业课程供学生选修。相比之下，国内高校开设的热学课程较少，以国内一流工科大学清华大学和浙江大学为例。清华大学只开设“热力学与传热学基础”1门热学课程，计3学分，属于专业主修课程;而浙江大学则仅有1门跟流体力学合上的“工程流体力学和热工基础”课程，共计2.5学分。同时，国外一流大学更重视学科交叉与学术前沿领域的课程建设，如开设人工智能、复合材料、增材制造、微纳制造、表面工程等专业课程，供学生个性化选修或跨专业学习，并要求学生需修满规定的学分方可毕业。相比之下，国内高校则不做强制性毕业要求，且学生可选的课程范围较小。
最后，作者调研还发现国外高校更注重本科生母语写作与表达能力的培养。以美国大学为例，麻省理工学院、卡内基梅隆大学、威斯康辛大学等高校为提高学生的英语写作水平与口头表达能力， 仍然设置了3-8学分的英语课程。相比之下，国内工科院校对学生英语学习与写作技能较为重视，而对母语写作类课程来说则很少安排，故在汉语类课程的设置上存在一定的欠缺。 四、教学理念对比
在教学理念上，国外一流工科院校更重视本科生的基础教育，培养所谓的“通用类”人才，如加州大学伯克利分校机械工程本科课程致力于为学生提供广泛的教育，强调其在科学和工程知识方面的卓越基础，而麻省理工学院则要把学生培养成未来的科技领袖，发展最前沿的工程知识以及工程实践，强调学生不仅具备扎实的理论基础，还要具备与人合作、发现问题、解决问题的能力，以服务于社会。相比之下，国内高校更多注重本科生的专业教育，强调培养能够解决实际工程技术问题的工程师。
此外，作者调研还发现美欧一流大学（如斯坦福大学）的本科生机械工程类课程更多强调“有形的学时”与“无形的学时”的结合，且课程内容是时刻更新，与时俱进的。“有形的学时”是指实际上课的学时，“无形的学时”则指课后做作业（日常作业+大作业）的时间及课后助教辅導时间。国外教师上课内容精心准备，课程PPT年年更新，课堂上讲解详细，循循善诱，难度高，偏实用。同时课后有额外挑战题，为更高阶同学准备。此外，斯坦福大学机械类课程还配有强大的助教阵容，其助教/学生比高达15%左右。相比之下，国内高校的机械工程类课程内容更新缓慢，更多强调基本概念及关键知识点的掌握，缺乏实际应用的训练，考试多以基础题目为主，缺乏必要的跟进指导。
五、结束语
本文调研分析了国内外一流工科大学在机械工程专业体系建设方面的差异，结合国外一流大学在机械工程专业设置与人才培养方面的优秀经验，为适应“中国制造2025”战略的新需求，积极推动我国一流工科大学“双一流”学科——机械工程专业的改革与发展，特提出以下建议。
1. 在现有的课程体系里增加学科交叉与学术前沿类课程，如增设先进工程材料、增材制造技术、工业互联网技术、人工智能、大数据、有限元分析与应用、智能传感等课程，并要求学生需选修一定的学分方可毕业，进而提高学生的科研兴趣，让其了解最新的学术动态与科研成果。同时应对部分专业实践课程进行整合，开设2-3门能够综合调研、设计、工艺、制造、安装调试和报告交流等技术环节的创新性综合实践课程，并将一些课程设计实践融入理论课程中，促进理论与实践的结合，提高学生的工程实践技能。
2. 在本科生机械工程课程体系里增设除思想政治外的人文与社会科学类相关课程。人文方面可重点开设艺术、音乐、戏剧、历史、哲学等课程，而社会科学方面则可重点开设传播学、经济学、政治学、心理学、社会学、人类学等课程，并使该类课程占总学分的15%左右，让学生在文史哲情怀方面得到极大提高，进而培养他们理性分析、独立批判、处理复杂问题的能力以及良好的人文素质。
3. 在本科生课程培养体系里增设英语写作和口语课程，用以提高学生英文写作和英语口头演讲能力。同时，国内工科高校还应增设汉语写作与表达方面的课程，并将其归类为必修课程，且规定学生需修满一定学分的汉语言课程方可毕业，进而提高大学生用母语写论文与作报告的能力。
4. 借鉴国外一流高校课程建设优秀经验，精简“有形的课上学时”，增加“无形的课后学时”，即通过提供更有挑战性的大作业，并配备强大的助教团队对学生进行循序引导，进而提高学生应用课本知识解决实际问题的能力。此外，机械类课程可设置课后的“学习平台”，以助力学生轻松、高效地完成基础学业知识建构，同时兼备资源共享、氛围引导、信息汇集、兴趣交流四大功能，通过每周定点召开、每次设置若干课时时长的方式，让学生借助群智众力方式全面提高自身的学习效果。
参考文献：
[1]李拓宇，李飞，陆国栋.面向“中国制造2025”的工程科技人才培养质量提升路径探析[J].高等工程教育研究，2015（6）：17-23.
[2]刘汉代，庄文玮，陈志新，等.中爱机械工程专业本科课程体系的比较与改革探索——以东华理工大学和爱尔兰阿斯隆理工学院为例[J].教育观察，2019，8（4）：26-28.
[3]国务院关于印发《中国制造2025》的通知（国发[2015]28号）[Z].2015.
[4]国务院关于印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》的通知（国发[2015]64号）[Z].2015.
[5]赵青，李立君.“双一流”背景下的行业特色院校机械工程学科建设探讨[J].高教学刊，2017（8）：142-143.
[6]张建一.美国普度大学机械工程本科教育的启示[J].大学教育科学，2003（4）：94-96.
[7]刘则渊，陈立新.中美机械工程专业本科课程对比研究[J].高等工程教育研究，2010（1）：131-136.
[8]王志坚.中美机械工程专业本科课程设置和培养体系对比分析——以美国密西西比州立大学与沈阳航空航天大学对比为例[J].教育教学论坛，2017（20）：46-47.
[9]姜峰，徐西鹏，黄辉，等.机械工程专业人才培养方案的对比研究——以麻省理工学院、清华大学和华侨大学为例[J].教学研究，2018，41（4）：19-26+112.
[10]邓明，许洪斌，吕琳.德日高校机械工程专业课程体系及对我们的启示[J].高教学刊，2016（16）：25-26.
基金项目：上海交通大学机械与动力工程学院教育教学研究项目“基于国际国内一流高校机械工程专业体系的调研与分析研究”（编号：ME2020J02）
作者简介：徐锦泱（1987-），男，汉族，江苏泰州人，工学博士，副教授，博士研究生导师，研究方向：先进制造技术。