理论与应用力学

无为洪建国 2015-12-30

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　　在之前，零点高三给大家解析了“工程力学”专业，说它是“学霸必选，学渣找虐”的高难度专业，其实还不够准确，工程力学虽然难度大，但是着重实践，只要实战的时间长了，难度也会慢慢降低。对于工科生来说，更困难的应该是理论的学习，大量的公式、基础理论，如果不能熟悉掌握，学习简直不能开展。虽然它和工程力学一样都是学习力学的，但它是理工结合的专业，工程力学又是偏工科的专业，所以还是有很大的区别，那么，今天零点高三要讲的就是“工程力学”专业的兄弟专业——理论与应用力学。

　　一、专业概述

　　在大学中，力学和物理学是两个不同的领域。力学研究的是日常生活尺度下物质的机械运动以及相互之间作用的一门学问，而物理学研究的更多是微观尺度或者宇宙尺度的物质的规律。说得通俗些，力学更直观些，物理学更抽象些。

　　然而，力学和物理学在17~18世纪是不分家的，如牛顿的力学三大定律当时是属于物理学范畴，但从19世纪开始，随着工业文明的发展，人们在工程和制造等领域所遇到的力学问题迫切地需要科学家们大力解决，因此促进了近代力学的迅猛发展，并逐渐从物理学中脱离出来，成为一门较为独立的学科。

　　1952年，著名物理学家和力学家周培源先生为了在我国培养具有深厚理论功底的力学人才，开先河在北京大学创立了理论与应用力学专业。

　　力学在我国和数学、物理学、化学、生物学、地理学、天文学并列为七大一级基础学科。因此，力学就像数学或者物理学一样，属于基础学科。周培源先生在北京大学创设理论与应用力学这个专业，目的就是要强调力学的基础学科作用。全国开设这个专业的学校不多，出名的有北京大学、复旦大学、中国科技大学、兰州大学、吉林大学和中山大学等几所高校。

　　作为力学类专业中唯一的一个理科专业，理论与应用力学早期的培养模式也非常偏向于理科。然而，力学纵然是基础学科，但与物理学相比，它更偏向于工科。因为力学有着非常强大的应用背景，可以说，李雪的应用无处不在，从道路到桥梁，从船舶到飞机，没有力学知识作为基础，建造它们根本无从谈起。因此，力学是技术科学的基础，是许许多多工科的本源。

　　前面说到力学是一门以工程技术为背景的应用基础性学科，它是以理论、实验和计算机仿真为主要手段，研究工程技术中普通的规律和共性的问题，所学知识更接近工程技术的运用。简单地说，就是建模，把复杂的问题转化成可定量分析的力学模型。

　　这一专业要掌握数学、物理的基础知识，加深对力学基础理论及专业方向的专门知识的了解，加强实验能力和计算机应用能力的训练。而本科期间科学研究和工程技术应用只是初步训练而已。计算机数值计算与数学是理论与应用力学的两大工具，学好本专业，前提就是熟练掌握这两大工具。

　　本专业所研究的问题，多以工程实际为背景，目的性很强，适合数学逻辑思维比较强的学生报考。

　　二、师兄师姐学习经验及建议

　　1、学习本专业的体会

　　根据我的观察，力学专业的学习强度和学习难度，相比于其他专业，还是比较大的。然而只要同学们能够坚持上课专心听讲，课后认真复习，老师课堂上布置的作业按时独立地完成，并勤于思考，勤于讨论，那么，大部分同学还是能够在理论与应用力学专业取得满意的成绩。

　　虽然学习任务比较重，可是本专业的同学们依然有许多时间参与社团活动，并享受丰富多彩的大学生活。我们专业就有好几位成绩优异的同学，曾经也担任过学校社团的骨干。与此同时，由于本专业的学习难度较大，同学们常常在学习上寻求互帮互助，彼此间互相讨论和切磋，久而久之结下了深厚的友谊。

　　因此，理论与应用力学专业的班级凝聚力是非常强的，同学之间感情很好。

　　至于我个人专业学习的体会，首先，我觉得力学很有用。其次，我觉得力学很美，尤其是流体力学。水中的涟漪，海中的波涛，拂面的威风，晨曦的露珠，甚至宇宙中的星云，大气中的漩涡，无不包含着丰富的流体力学知识与现象。

　　2、课程学习感受

　　理论与应用力学专业的课程设置由浅入深，环环相扣。因此，每个环节都很重要，在任何一个环节的学习任务落下，都有可能导致后面的课程学习困难。

　　大一所学习的基础课程一般有高等数学、线性代数、解析几何、概率论与数理统计、Fortran或C语言程序初步、普通物理等等。这些基础课只要认真学，难度不是特别大，但是对于后续学习有至关重要的作用，所以提醒即将报考理论与应用力学专业的师弟师妹们切忌大一过于放松，将这些基础课落下。

　　大二，你们还将会继续深入学习数学课程，比如说常微分方程、数学物理方法，以及计算方法等等。这些课程会为你们打好扎实的数学基础。如果学力学就像修炼武功、学数学便是修炼内功。如果内功不深厚，即使招式再华丽，也是三脚猫的功夫，几下就招架不住了。而如果内功深厚，即使虚竹只用一招黑虎掏心，也能和鸠摩智纠缠一番。

　　在大二，你们会开始接触专业课，其中最最关键的事理论力学和材料力学，它们是后续学习的奠基石，也是力学类专业考研时专业课常常会考的科目。大二下学期往往还会开设一些比较深入的力学科目，比如说分析力学和理性力学。这些科目比较抽象难学，但只要上课认真听讲，勤于思考和练习，还是能掌握的。

　　除此之外，考虑到今后许多同学会向工程方向发展，学院也会开设一些工程类的课程供选择，比如说中山大学工学院力学系工程类的课程比较偏土木这一块，所以开设了诸如土木工程材料、测量学、混凝土结构等课程。对于急于渴望了解力学在工程上的应用，今后有志于在工程领域发展的同学，这些课程是一个很好的窗口。

　　大三，学院可能还会开设一些更有难度的课程，比如说结构力学、流体力学、振动理论、有限元分析及应用、计算流体力学、水波理论等等。其中计算流体力学、有限元分析及应用对计算机编程能力要就较高，老师在课上经常会留一些小作业和上机练习。

　　这些上机作业的及时完成对于巩固所学知识、提高应用能力是极其重要的，切忌拖拉。况且，这些作业是计入期末成绩的，认真对待它们对于最终取得满意的课程绩点还是相当重要的。

　　3、学习本专业的能力提升

　　理论与应用力学专业的设立的初衷和目标是培养在力学领域的研究型人才。然而，根据以往的经验和统计数据，本专业毕业生最终在力学相关领域从事研究工作的比例不足20%。

　　考虑到不少同学感到力学专业学习难度较大，又有些许枯燥乏味，许多家长和同学担心，对于今后在其他领域工作的同学来说，在理论与应用力学专业学习会不会不值得？这些担心其实是不必要的。力学专业的毕业生在各个领域都有很多的潜力。

　　首先，经过四年力学专业的摸爬滚打，同学们已经在不知不觉中打下了扎实的数理基础。而数理基础在经济、金融和工程领域都非常重要，所以力学的毕业生在梳理基础上有着一定的优势。除此之外，经过高难度课程和习题的洗礼，学习力学专业的同学们渐渐形成了一种强大的逻辑思维能力，这种思维能力在许多领域都是非常关键的。

　　举例来讲，我们专业的一个同学前段时间跟我说，他以前写文章总会绞尽脑汁想一些华丽的辞藻，现在则更多地关注行文的逻辑以及句与句之间的联系。不仅如此，由于力学专业的一些课程难度之高，以至于许多同学刚开始学习时都不知所云。

　　为了跟上力学专业的学习，同学们不得不努力提升自己的分析能力、计算能力、理解力、记忆力和想象力，久而久之，力学系学生的学习能力得到了显著的提升。