我国正处于机遇与挑战并存的历史新方位,如何培养一批思想活跃、具有创新能力的高素质理工科人才,是新时代教育发展需要重点关注的问题。当前,理工科大学“重理工轻人文”的传统人才培养模式影响了对理工科大学生综合素质的培养,不利于他们的全面发展。美育是和谐之美与教育之专的有机融合,在理工科大学人才培养的过程中,以美为桥梁,通过文理交融弥补传统理工科人才培养模式存在的不足显得十分紧迫。因此,如何构建科学合理的美育模式,采取具体有效的实施路径,是新时代理工科大学落实“立德树人”根本任务的重要抓手,也是培养理工科大学生全面发展的有效途径。论文综合运用文献研究法、实证调查法等方法,围绕理工科大学美育存在的问题、实践路径和对策建议展开研究。首先,在充分阐述理工科大学开展美育研究的背景、意义和现状的基础上,界定了理工科大学、美育、美育模式等相关概念,并以美的本源性价值论和马克思关于促进人的全面发展理论为依据,阐明美育对促进理工科大学生全面发展所具有的理论和现实意义。其次,通过问卷调查,发现理工科大学学生和综合类大学学生在美育观念、认知等方面存在差异,理工科大学生整体对美育持肯定态度,并具有较高的美育期待值,然而在开展美育实践过程中,则存在以下几点不足:一是理工科大学学生对美育的期待与实际的课程体验之间,具有一定的心理落差;二是理工科大学美育类教师应进一步加强对美育目标的阐述;三是理工科大学美育氛围不足,在校园文化、课程建设和师资队伍方面还需进一步加强。然后,选取麻省理工大学、斯坦福大学、清华大学、北京理工大学四所理工科大学,对其美育模式进行案例研究,并围绕从美育教学目标、内容、方法和主体四个维度展开分析,通过对比四所理工科大学美育模式在实践过程中各自的优势与不足,总结归纳出完善我国理工科大学美育模式的有益经验。最后,从四个方面提出了改进理工科大学美育模式及其实践路径的对策建议:在教学目标方面,应突出理工科大学生的综合素质培养,要以人的全面发展为核心;在教学内容方面,要进一步关注实践课程的体验,大力发展第二课堂,以及小班化学习;在教学方法方面,除了传统的讲授和参观,还应灵活多样,增加讨论与互动,通过实践体验、现场感悟等多种方法和途径提升发现美、感受美的能力;在教学主体方面,则要大力引进具有专业背景的师资力量,深化人文艺术教育与科学技术教育之间的融合,进而实现培养高素质、全面发展的理工科人才的目标。