提到力學，也許很多人首先會想到砸在牛頓頭上的那個蘋果。
從重力、摩擦力到萬有重力，從宇宙之大到粒子之小，力無處不在。
回首人類近代史，以牛頓力學、固體力學、空氣動力學等為代表的力學理論構成了前三次科技革命的重要內在驅動。但隨著近年來人工智慧等新技術的不斷湧現，力學高等教育 日 漸 需要催生新局。
如何培養走向世界科技前沿、能夠解決國家重大需求的力學人才？
讓我們以「力學3.0」為藍本，探索浙大答案。
守住力學的根，開啟創新的門
近代力學發端於伽利略的披薩斜塔實驗，以力學為基礎的工程科學緣起於1947年錢學森在浙大首次國內講演「工程和工程科學」，浙江大學 「‘力學3.0’導向的工程科學人才培養體系構建與實踐」 的形成則經歷了16年的思考。
「習近平同誌2007年來校調研時指出，要瞄準國際科技前沿和國家戰略需求，充分發揮浙大多學科優勢，促進學科匯聚和交叉融合。我們在新工科思想指導下提出‘力學3.0’理念，就是為了解答‘新科技革命時代力學能做什麽’的問題，」 教學改革負責人楊衛院士 說， 「力學3.0」主要指的就是學科的融通，也就是交叉力學 ，「只要有交互作用，就有力。我們可以研究實體之間的力，也可以研究虛擬物體之間的力，比如數據叠代的力、生產資料流動的力等等。我們希望把力學和快速發展的科學技術與經濟社會聯系起來，在這方面給學生充分的知識、能力和價值觀。」
「力學3.0」為力學高等教育指出了一個破局的方案—— 守正創新， 一方面守住力學的根，夯實它的基礎學科特性；另一方面擁抱新技術，與工程套用進行更廣闊的交叉 。有了這一理念，教學改革的方向也逐漸清晰：以力學為橋梁和主線，對工程科學進行多學科交叉融合，以工程科學家和研究型工程師為目標，構建 「知行縱橫互動、師生多維諧振」 的本科人才培養體系。
理念創新下，力學人才培養的「變變變」由此開始。
破壁重組，「變」出新課程體系
上百噸重的大飛機怎麽克服重力騰空而起？
比易開罐更加細長中空的火箭為什麽沒有被壓扁？
……
2018年9月，楊衛院士為初入象牙塔的新生講授了第一堂「力學導論 」 通識課程。2個多小時的時間裏，他從墨子的「形，力之所以奮也」開始，講述了力學的緣起和它工科內容的形成過程，深深吸引了在座的200多名學生。
將力學的專業教育提前 ， 這是「力學3.0」的一大創新，在普及科學知識的同時，也希望能夠提升學生在大類招生下對力學專業的興趣。
「剛進入大學，很多同學覺得力學就是物理學的一部份，也不知道力學能做什麽。上了這門課大家眼中‘有了光’，有同學課後就向老師詢問專業選擇問題。」航空航天學院教授趙沛說，這門課開設至今，以其全景式、新脈絡、人文型的特點深受學生好評，教學團隊也出版了相應教材、上線了慕課， 打造了「名師、名課、名教材」三位一體的新型課程範式 。
以「力學導論」為基礎，工程力學專業和飛行器設計與工程、能源等專業合作，打破了專業壁壘， 構建了面向工程科學的「通識植根、力學強基、專業交融」三並重課程體系 。比如，彈性力學與飛行器總體設計結合，套用到新型飛行器的設計中；流體力學和傳熱學結合來助力節能減排……同學們透過課程學習，既了解了科學原理是什麽，也知道了怎麽將其與各類工程相結合。
「力學在放射線其他工程科學的同時，也汲取了新的能量，透過雙方互動得以共同發展。」楊衛院士說。
模式創新下，力學就像是粘合劑和催化劑，為工程科學課程體系註入新的活力。
知行合一，「變」出新實踐路徑
抓、握、打個響指，當一位學生在電腦前做出這些動作時，旁邊的機械手也像模像樣地跟著做了起來。如何完善機器人遙操作實驗？航空航天學院博士生鄭浩然一頭紮進去就是幾個月。從本科一路走來，他在力學研究與實踐中獲得了全方位成長，獲得了竺可楨獎學金等多項榮譽。博士生階段，他瞄準觸覺傳感器這項「卡脖子」技術繼續深耕，「‘力學3.0’教會我在實踐中發現問題、在研究中尋找解決良方。」
另一邊的實驗室裏，他的學弟學妹們正在做石墨烯柔性復合材料的力熱綜合效能實驗。
「我們在大三就開始實驗室輪轉，提前探索自己感興趣的方向，自己動手做實驗，將課堂所學與實際科研聯系起來，積極參與學術交流也讓我收獲了許多經驗， 為以後的學術生涯打下了堅實基礎。」 工程力學強基班學生吳舒悅說。
研創結合、實踐創新 ，教學團隊為本科生打造了結構化的「力學3.0」創新實驗平台，開設了「工程科學與創新」新生實踐課、「魔術力學」第二課堂和基礎力學探究性實驗，設計了本科生提前接受長期科研訓練的「實驗室輪轉」制度，舉辦了教育部機器人暑期學校等競賽活動……
實踐創新下，學生可以更加有組織、有目標地把課堂知識套用到實踐中去， 變被動式學習為主動式學習 ， 為更好地接觸世界科技前沿和直面國家重大需求做好充足準備。
四大導師，「變」出師生新組合
一個學生四個導師 。這樣的師資配置是不是很「給力」？
工程力學專業設定了 德育、專業、工程、國際「四大導師組」 ，邀請一流科學家和工程領軍者對學生進行「一對一」指導：德育導師組將思政元素等以「潤物細無聲」的方式與育人融合，專業導師組全面而高效地為學生提供專業指導，工程導師組負責啟蒙學生的工程素養，國際導師組為學生開辟成為國際化人才的各種路徑。
在這裏，學生有機會參觀航天航空基地、聆聽重大計畫頂尖科學家講述家國情懷、在大型工程現場澎湃民族自豪感；參加「未來總師訓練營」、開展實打實的「雙創」活動；赴國外進行畢業設計、近距離接觸世界前沿科技……
生態創新下， 「專業內外、國內外、工程科學上下遊」三諧振的保障體系 逐步完善。
十幾年間，工程力學專業以課程孕育交叉、以實踐強化交叉、以師資保障交叉，育人體系覆蓋至8個國家級一流本科專業建設點，專業人數和應屆生深造率大振幅提升，就業者絕大多數服務於工程類企業；成果多次在清華大學、北京大學等高校推廣，並得到了專家組高度評價：「處於國內領先水平，為以力學為基礎、多學科交叉融合的工程科學本科人才培養探索了一條新路徑，具有很強的示範作用和推廣價值」。
就在去年， 「‘力學3.0’導向的工程科學人才培養體系構建與實踐」榮獲了高等教育（本科）國家級教學成果獎一等獎 。
「‘力學3.0’的初衷就是要幫本科生打好基礎，建立起交叉的視野，我們想透過教學改革告訴他們‘力學要變、為什麽變、怎麽變’。」楊衛院士說，「我們希望能打造開放式人才培養的新範式，全面提升教育教學品質，為國內工程建設重大布局奠定育人基礎。」
適變，應變，謀變。力學教學改革，未完待續！
文字記者：吳雅蘭丨浙江大學融媒體中心學生記者團人民號學生記者 何偉
攝影記者：金澤宸丨部份圖片由團隊提供
今日編輯：浙江大學融媒體中心學生記者團 蔡申雪
責任編輯：周亦穎丨譚帥
