“應用彈塑性力學”課程思政的實施與思考

徐業鵬 余天堂

［摘 要］ 教育部要求把思想政治教育貫穿人才培養體系，發揮好每門課程的育人作用。“應用彈塑性力學”課程是眾多專業學位碩士研究生的一門重要專業基礎課，開展課程思政教育有助于實現應用型高層次專門人才立德樹人根本任務。根據“應用彈塑性力學”課程特點和學校特色，修訂了教學大綱，更新了教學內容，挖掘了12個課程思政教學點，并具體介紹了其中9個課程思政教學點。通過挖掘課程思政教學點，凝練價值典范，并將思政元素潤物無聲地融入課程教學活動中，以期實現知識傳授、能力提升和培德育人融為一體的目標。

［關鍵詞］ 應用彈塑性力學；教學；課程思政；思政元素

［基金項目］ 2021年度河海大學研究生課程思政示范課程建設項目“應用彈塑性力學”

［作者簡介］ 徐業鵬（1983—），男，湖北漢川人，博士，河海大學工程力學系講師，主要從事計算力學與工程仿真研究；余天堂（1971—），男，湖北洪湖人，博士，河海大學工程力學系教授（通信作者），主要從事計算力學與工程仿真研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）15-0073-04 ［收稿日期］ 2022-07-04

2020年，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，對課程思政建設目標要求和內容重點、課程思政的教學體系構建、課程思政建設的推進等給出明確的指導意見，并要求把思想政治教育貫穿人才培養體系，全面推進高校課程思政建設，發揮好每門課程的育人作用［1］。“應用彈塑性力學”是建筑與土木工程、水利工程、地質工程、交通運輸工程、材料工程、機械工程等領域專業學位碩士研究生的一門重要專業基礎課。學生應在完成“理論力學”和“材料力學”兩門力學基礎課的學習后，通過了解彈性力學的基本概念，熟悉彈性力學的幾類基本方程，精通彈性力學一些典型問題的基本解答，在重點關注彈性體的應力、應變理論基礎的同時，注重彈性體的力學模型建立、分析與應用。在彈性力學的基礎上，學習和掌握金屬材料和巖土類材料塑性力學中的基本概念、常用的屈曲條件和一些簡單的彈塑性問題解答。“應用彈塑性力學”課程的系統性與理論性比較強，對學生來說較難，且枯燥乏味。在教學過程中融入思想政治內容，可使教學過程更具感染力，教書育人效果更加凸顯。

結合“應用彈塑性力學”課程教學內容特點和河海大學特色，通過修訂教學大綱、更新教學內容、融入課程思政元素、構建課程思政教學體系，以期最終實現教育價值引領與知識傳授的雙重功能。

一、教學大綱的修訂

為實現課程專業與思想政治育人的雙重目標，應在教學大綱中加入課程思政內容，把恰當的思政元素、課程思政案例融入思想政治教育章節中，實現專業培養目標和思想政治育人目標的完美融合，進而培養學生愛專業、愛校、愛黨、愛國、愛社會主義的情懷和敬業、樂業、奉獻的精神，引導學生塑造正確的世界觀、人生觀和價值觀，堅定理想信念，提高文化素養和道德修養。

由于課時限制，在專業基礎課講授過程中不能使用過多的時間開展思想政治教學，這就要求教師要盡可能合理地設計好思政元素，潤物無聲融入教學中。同時，要考慮課程思政教學內容與章節內容的協調性和一致性。教學大綱修訂后，在彈性力學部分和塑性力學部分各設置了8個和4個課程思政教學點。

傳統的課程考核方式以閉卷筆試為主，通過適當加大過程考核的比重，將學生出勤率、作業完成情況、課堂討論活躍度以及對思想政治內容的感悟與理解等納入考核中，創新課程考核評價方式。

二、教學內容的更新

《高等學校課程思政建設指導綱要》對工學類專業課程提出了要求，“要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力”“要注重強化學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當”［1］。

結合《高等學校課程思政建設指導綱要》，更新教學內容，融入課程思政元素。彈性力學部分設置8個課程思政教學點：緒論2個（彈性力學發展史、一代宗師——徐芝綸院士）、平面問題的基本理論1個（彈性力學中的哲學智慧）、平面問題的直角坐標解答1個（“國之重器”三峽工程）、平面問題的極坐標解答3個（彈性力學的簡潔美、三峽溢流壩段孔口應力的調控措施及蘊含的力學原理、小浪底地下洞室群設計及蘊含的力學原理）和空間問題的基本理論1個（彈性力學的和諧統一美）。塑性力學部分設置4個課程思政教學點：緒論2個（塑性力學發展史、鑄堅韌品格）、應力狀態與應變狀態1個（力學中的唯物辯證法及文化自信）和屈服條件1個（世界塑性力學領域的“中國聲音”——統一強度理論）。

三、課程思政教學點介紹

下面介紹“應用彈塑性力學”課程中部分課程思政教學點。

（一）彈性力學發展史

在彈性力學緒論講授彈性力學發展史時，從彈性力學的起源開始高屋建瓴進行分析，讓學生從整體上初步了解彈性力學的四個發展時期。介紹錢偉長、錢學森、胡海昌、徐芝綸、馮康等中國科學家在彈性力學方面做出的貢獻，并重點講述錢偉長在板殼問題解答［2］、馮康在有限元法理論框架方面的重要貢獻。通過闡述彈性力學發展史，可有效激發學生的求知欲望，增強學生的家國情懷，拓寬學生的國際視野，提升學生的民族自信與文化自信，充分賦予學生勇于擔當的責任感與使命感。

（二）一代宗師——徐芝綸院士

在講授彈性力學緒論后，介紹“彈性力學”課程廣泛使用的由徐芝綸院士編著的《彈性力學》教材，然后引出課程思政點：一代宗師——徐芝綸院士。徐芝綸院士是河海大學的創始人之一，一生編著力學教材11種15冊，翻譯出版力學教材6種7冊，編著的《彈性力學》教材在國內外享有盛譽，3次獲得全國優秀教材獎，對有限元法在中國的推廣應用做出了重要貢獻。徐芝綸院士的一生，是熱愛祖國、熱愛黨、熱愛人民的一生，是以滿腔熱情和忠誠，為祖國做奉獻、為水利盡力量、為學校謀發展的一生。通過介紹徐芝綸院士生平事跡，鼓勵學生學習徐芝綸院士愛國愛黨的崇高精神、精益求精的工作態度、處處為人的高尚人品。

（三）彈性力學中的哲學智慧

在對平面問題的基本理論進行小結時，引出課程思政點：彈性力學中的哲學智慧。辯證法是關于自然、社會和思維發展的一般規律的科學。彈性力學中充滿著辯證法思想，如：一般與特殊、對立與統一、量變與質變、否定之否定、簡單與復雜等辯證關系。艾里應力函數的推導過程體現了簡單與復雜、一般與特殊等哲學思想；逆解法體現了一般與特殊、否定之否定等哲學原理，欲行其道反而攻之［3］。

（四）“國之重器”三峽工程

楔形體受重力及液體壓力解答可與重力壩相聯系，由此引出課程思政點：“國之重器”三峽工程。三峽大壩是混凝土重力壩，三峽工程是目前全世界最大規模的水利樞紐工程，也是綜合效益最廣泛的水電工程。在三峽工程建設之初，我國只能設計制造30萬千瓦的水電機組。三峽集團組織研制的百萬千瓦水輪發電機組在白鶴灘水電站完成吊裝標志著我國已躍升為世界水電行業的領跑者。無論是高科技含量還是高水平運行與管理，三峽水利樞紐工程都走出了一條自力更生、敢于創新的堅實道路。通過引入三峽工程建設歷程，培養學生的家國情懷，增強學生的民族自信，賦予學生勇于創新的使命感。

（五）三峽溢流壩段孔口應力的調控措施及蘊含的力學原理

在講授圓孔的孔口應力集中后，引出課程思政點：三峽溢流壩段孔口應力的調控措施及蘊含的力學原理。三峽大壩泄洪壩段位于河床中部，具有孔洞多、受力復雜等特點。對單個壩段的研究成果表明，在蓄水運行階段，深孔孔口將產生較大的拉應力。為此，孔口需配置多排鋼筋，不僅給施工帶來了困難，而且質量也難以保證。較為有效地降低深孔孔口應力的工程措施是采用橫縫灌漿方法，以增加壩段間的側向剛度，使各壩段聯合受力以降低深孔孔口應力集中程度，但灌漿后究竟效果如何、能否滿足設計需要則是設計者最為關心的問題。河海大學工程力學系卓家壽教授團隊對三峽大壩灌漿前后的深孔孔口應力進行了研究，結果表明，橫縫灌漿對于改善大壩孔口應力十分有效，為設計部門提供了重要參考［4］。課程思政點的引入，有利于提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當，增強學生的自豪感（我校教師解決了國家重點工程問題）。

（六）彈性力學的和諧統一美

在小結空間問題的基本理論時，引出課程思政點：彈性力學的和諧統一美。彈性力學分為數學彈性力學和應用彈性力學。“應用彈塑性力學”講授的主要為數學彈性力學。從數學的角度來看，彈性力學的公式推導和變換方法都來自高等數學、泛函分析和線性代數等相關內容。數學彈性力學很大程度上可理解為數學知識的應用和拓展，可將數學、力學、美學關聯起來，透過數學美來發現、感受、鑒賞彈性力學基本方程和邊界條件（用張量表示）中的美［5］，培養學生的審美情懷，促進學生德育和智育協同發展。

（七）鑄堅韌品格

在對比理想彈塑性模型和理想彈塑性線性強化模型時，引出課程思政點：鑄堅韌品格。以材料屈服應力比喻人的抗壓能力，教導學生遇到問題和挫折時需要突破自己的舒適區，迎難而上，成為意志力更加強大的人。抗壓能力差的人就像理想彈塑性模型，在遇到超出自己現有能力范圍的問題時，往往會手足無措、自亂陣腳，任由困難和挫折將其擊倒，易對身體和心理產生不可逆轉的不良影響。因此，要做理想彈塑性線性強化模型的人，在超出彈性范圍的屈服應力后，仍然可以承受更大的應力，保持一定的剛度。“士不可以不弘毅，任重而道遠。”遇到困難時，應勇于突破自己的極限，強化自身的能力，為今后面對更大挑戰做好準備。具有堅韌品格的人將會變得堅強，充滿斗志，能應對學習、工作、生活中各種大風大浪。

（八）力學中的唯物辯證法及文化自信

通過楊萬里的《曉出凈慈寺送林子方》和蘇軾的《題西林壁》詩詞中描述的空間和時間變換帶來的不同景色，引出不同坐標系下應力張量不同，從而講授應力分量轉換方程。在坐標變換下，點的應力狀態本質特征可通過應力張量的不變性和應力張量分量的可變性體現出來，這時候引出馬克思辯證唯物主義的“現象和本質”，且通過王安石的《登飛來峰》講述如何透過現象看本質，順理成章地介紹應力不變量的概念［6］，課堂效果非常理想。中國詩詞的內涵準確地反映了坐標變換的特征，由“現象與本質”引出應力不變量的概念，有助于學生理解應力狀態。

（九）世界塑性力學領域的“中國聲音”——統一強度理論

在講授米塞斯屈服條件和屈雷斯卡屈服條件后，引出課程思政點：世界塑性力學領域的“中國聲音”——統一強度理論。1959年，西安交通大學俞茂宏教授在進行材料強度實驗時發現，實驗結果總與當時權威的強度理論無法完全匹配。這也是困擾國際強度理論學界的百年難題。當時，工程力學領域的權威學者、德國哥廷根大學沃依特教授更是直言不諱地指出：“強度問題是非常復雜的，要提出一個單獨理論有效地應用到各種建筑材料中是不可能的。”1961年，俞茂宏教授提出了“雙剪”的概念，并基于該概念完整推導出了雙剪應力的屈服準則，突破了“最大剪應力”這一傳統的“單剪”概念。1985年，俞茂宏教授在國際上首次提出了全面的“雙剪強度理論”，并于1991年正式發表了統一強度的理論公式，將各種單一的準則和理論發展為統一強度理論。通過該課程思政點的引入，有利于教導學生中國人也可以做出世界級成果，不要迷信權威，進而培養學生的家國情懷，增強學生的民族自信。

四、多形式教學方法

在教學方法上，采用以教師講授、師生研討和實踐操作為主的教學形式，教師在課堂講授時，將專業知識點和其中的思政元素有機融合，通過在多媒體課件中插入圖片和視頻，增強教學效果，使學生在潛移默化中接受思想政治教育。師生研討主要采用案例式研討教學方式進行，實踐操作以實際需求為導向，將課堂知識、工程實踐和思想政治育人素材相互融合，通過研討和實踐，潛移默化中達到知識傳授和精神引領的統一。同時，制作緊扣課程思政主題的教學微視頻和課程思政育人典型教學案例，促進課程思政教學效果的提高。

在課程思政教學過程中，要注意平衡專業知識教學和思想政治教育的關系，不能生搬硬套，不能沖淡專業教學，要在進行價值引領的同時激發學生的專業學習熱情，從而促進專業教學效果，做到真正的相互融入和相互促進。

結語

考慮課程思政教學點內容與所在章節內容的協調性和一致性，修訂了“應用彈塑性力學”教學大綱，在彈性力學部分設置8個課程思政教學點，塑性力學部分設置4個課程思政教學點，以實現專業知識與思想政治教育有機融合，避免“應用彈塑性力學”課程教學枯燥乏味。

“應用彈塑性力學”課程蘊含的文化元素和價值典范，將增進專業學位碩士研究生對中國特色社會主義的認同，使其樹立為實現中華民族偉大復興而奮斗的志向，厚植愛國主義情懷，增強民族自信，提升文化自信并樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，從而培養建設社會主義的德智體美勞全面發展的應用型高層次專門人才。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知：教高〔2020〕3號［A/OL］.（2020-05-28）［2022-06-12］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

［2］王貞虎.著名力學家錢偉長的成長經歷［J］.檔案，2020（9）：38-41.

［3］張豐收，錢建固.例談彈性力學教學中的課程思政教育［J］.高教學刊，2020（22）：167-170.

［4］章青，卓家壽，邵國建.三峽大壩橫縫灌漿后孔口應力分析［C］//中國力學學會結構工程專業委員會，中國力學學會《工程力學》編委會，云南工業大學，等.第八屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅲ卷）.北京：清華大學出版社，1999：102-106.

［5］劉章軍，雷進生.彈性力學教學中數學與力學問題的美學探討［J］.高等建筑教育，2015，24（1）：59-63.

［6］梅瑞斌，包立，王曉強，等.塑性力學類課程思政改革與實踐［J］.機械設計，2020，37（S2）：281-285.

Abstract： The Ministry of Education requires ideological and political education? through the talent training system to strengthen the education function. The course of Applied Elasticity and Plasticity is a necessary and basic professional course for many professional degree postgraduates， and the implementation of the ideological and political education for this course will help to implement the fundamental task of building morality and cultivating talents among high-level application-oriented professional talents. According to the characteristics of the course and the university， the syllabus has been revised， the teaching contents have been updated， 12 ideological and political teaching points have been explored， and 9 ideological and political teaching points have been introduced in detail. Through these ideological and political teaching points， the value model has been condensed， which can be unconsciously integrated into the course teaching activities， so as to realize the integration of knowledge teaching， ability improvement， and moral cultivation and education.

Key words： applied elasticity and plasticity; teaching; curriculum ideology and politics; ideological and political elements