“应用弹塑性力学”课程思政的实施与思考

［摘 要］ 教育部要求把思想政治教育贯穿人才培养体系，发挥好每门课程的育人作用。“应用弹塑性力学”课程是众多专业学位硕士研究生的一门重要专业基础课，开展课程思政教育有助于实现应用型高层次专门人才立德树人根本任务。根据“应用弹塑性力学”课程特点和学校特色，修订了教学大纲，更新了教学内容，挖掘了12个课程思政教学点，并具体介绍了其中9个课程思政教学点。通过挖掘课程思政教学点，凝练价值典范，并将思政元素润物无声地融入课程教学活动中，以期实现知识传授、能力提升和培德育人融为一体的目标。

［关键词］ 应用弹塑性力学；教学；课程思政；思政元素

［基金项目］ 2021年度河海大学研究生课程思政示范课程建设项目“应用弹塑性力学”

［作者简介］ 徐业鹏（1983—），男，湖北汉川人，博士，河海大学工程力学系讲师，主要从事计算力学与工程仿真研究；余天堂（1971—），男，湖北洪湖人，博士，河海大学工程力学系教授（通信作者），主要从事计算力学与工程仿真研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）15-0073-04 ［收稿日期］ 2022-07-04

2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，对课程思政建设目标要求和内容重点、课程思政的教学体系构建、课程思政建设的推进等给出明确的指导意见，并要求把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用［1］。“应用弹塑性力学”是建筑与土木工程、水利工程、地质工程、交通运输工程、材料工程、机械工程等领域专业学位硕士研究生的一门重要专业基础课。学生应在完成“理论力学”和“材料力学”两门力学基础课的学习后，通过了解弹性力学的基本概念，熟悉弹性力学的几类基本方程，精通弹性力学一些典型问题的基本解答，在重点关注弹性体的应力、应变理论基础的同时，注重弹性体的力学模型建立、分析与应用。在弹性力学的基础上，学习和掌握金属材料和岩土类材料塑性力学中的基本概念、常用的屈曲条件和一些简单的弹塑性问题解答。“应用弹塑性力学”课程的系统性与理论性比较强，对学生来说较难，且枯燥乏味。在教学过程中融入思想政治内容，可使教学过程更具感染力，教书育人效果更加凸显。

结合“应用弹塑性力学”课程教学内容特点和河海大学特色，通过修订教学大纲、更新教学内容、融入课程思政元素、构建课程思政教学体系，以期最终实现教育价值引领与知识传授的双重功能。

一、教学大纲的修订

为实现课程专业与思想政治育人的双重目标，应在教学大纲中加入课程思政内容，把恰当的思政元素、课程思政案例融入思想政治教育章节中，实现专业培养目标和思想政治育人目标的完美融合，进而培养学生爱专业、爱校、爱党、爱国、爱社会主义的情怀和敬业、乐业、奉献的精神，引导学生塑造正确的世界观、人生观和价值观，坚定理想信念，提高文化素养和道德修养。

由于课时限制，在专业基础课讲授过程中不能使用过多的时间开展思想政治教学，这就要求教师要尽可能合理地设计好思政元素，润物无声融入教学中。同时，要考虑课程思政教学内容与章节内容的协调性和一致性。教学大纲修订后，在弹性力学部分和塑性力学部分各设置了8个和4个课程思政教学点。

传统的课程考核方式以闭卷笔试为主，通过适当加大过程考核的比重，将学生出勤率、作业完成情况、课堂讨论活跃度以及对思想政治内容的感悟与理解等纳入考核中，创新课程考核评价方式。

二、教学内容的更新

《高等学校课程思政建设指导纲要》对工学类专业课程提出了要求，“要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力”“要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当”［1］。

结合《高等学校课程思政建设指导纲要》，更新教学内容，融入课程思政元素。弹性力学部分设置8个课程思政教学点：绪论2个（弹性力学发展史、一代宗师——徐芝纶院士）、平面问题的基本理论1个（弹性力学中的哲学智慧）、平面问题的直角坐标解答1个（“国之重器”三峡工程）、平面问题的极坐标解答3个（弹性力学的简洁美、三峡溢流坝段孔口应力的调控措施及蕴含的力学原理、小浪底地下洞室群设计及蕴含的力学原理）和空间问题的基本理论1个（弹性力学的和谐统一美）。塑性力学部分设置4个课程思政教学点：绪论2个（塑性力学发展史、铸坚韧品格）、应力状态与应变状态1个（力学中的唯物辩证法及文化自信）和屈服条件1个（世界塑性力学领域的“中国声音”——统一强度理论）。

三、课程思政教学点介绍

下面介绍“应用弹塑性力学”课程中部分课程思政教学点。

（一）弹性力学发展史

在弹性力学绪论讲授弹性力学发展史时，从弹性力学的起源开始高屋建瓴进行分析，让学生从整体上初步了解弹性力学的四个发展时期。介绍钱伟长、钱学森、胡海昌、徐芝纶、冯康等中国科学家在弹性力学方面做出的贡献，并重点讲述钱伟长在板壳问题解答［2］、冯康在有限元法理论框架方面的重要贡献。通过阐述弹性力学发展史，可有效激发学生的求知欲望，增强学生的家国情怀，拓宽学生的国际视野，提升学生的民族自信与文化自信，充分赋予学生勇于担当的责任感与使命感。

（二）一代宗师——徐芝纶院士

在讲授弹性力学绪论后，介绍“弹性力学”课程广泛使用的由徐芝纶院士编著的《弹性力学》教材，然后引出课程思政点：一代宗师——徐芝纶院士。徐芝纶院士是河海大学的创始人之一，一生编著力学教材11种15册，翻译出版力学教材6种7册，编著的《弹性力学》教材在国内外享有盛誉，3次获得全国优秀教材奖，对有限元法在中国的推广应用做出了重要贡献。徐芝纶院士的一生，是热爱祖国、热爱党、热爱人民的一生，是以满腔热情和忠诚，为祖国做奉献、为水利尽力量、为学校谋发展的一生。通过介绍徐芝纶院士生平事迹，鼓励学生学习徐芝纶院士爱国爱党的崇高精神、精益求精的工作态度、处处为人的高尚人品。

（三）弹性力学中的哲学智慧

在对平面问题的基本理论进行小结时，引出课程思政点：弹性力学中的哲学智慧。辩证法是关于自然、社会和思维发展的一般规律的科学。弹性力学中充满着辩证法思想，如：一般与特殊、对立与统一、量变与质变、否定之否定、简单与复杂等辩证关系。艾里应力函数的推导过程体现了简单与复杂、一般与特殊等哲学思想；逆解法体现了一般与特殊、否定之否定等哲学原理，欲行其道反而攻之［3］。

（四）“国之重器”三峡工程

楔形体受重力及液体压力解答可与重力坝相联系，由此引出课程思政点：“国之重器”三峡工程。三峡大坝是混凝土重力坝，三峡工程是目前全世界最大规模的水利枢纽工程，也是综合效益最广泛的水电工程。在三峡工程建设之初，我国只能设计制造30万千瓦的水电机组。三峡集团组织研制的百万千瓦水轮发电机组在白鹤滩水电站完成吊装标志着我国已跃升为世界水电行业的领跑者。无论是高科技含量还是高水平运行与管理，三峡水利枢纽工程都走出了一条自力更生、敢于创新的坚实道路。通过引入三峡工程建设历程，培养学生的家国情怀，增强学生的民族自信，赋予学生勇于创新的使命感。

（五）三峡溢流坝段孔口应力的调控措施及蕴含的力学原理

在讲授圆孔的孔口应力集中后，引出课程思政点：三峡溢流坝段孔口应力的调控措施及蕴含的力学原理。三峡大坝泄洪坝段位于河床中部，具有孔洞多、受力复杂等特点。对单个坝段的研究成果表明，在蓄水运行阶段，深孔孔口将产生较大的拉应力。为此，孔口需配置多排钢筋，不仅给施工带来了困难，而且质量也难以保证。较为有效地降低深孔孔口应力的工程措施是采用横缝灌浆方法，以增加坝段间的侧向刚度，使各坝段联合受力以降低深孔孔口应力集中程度，但灌浆后究竟效果如何、能否满足设计需要则是设计者最为关心的问题。河海大学工程力学系卓家寿教授团队对三峡大坝灌浆前后的深孔孔口应力进行了研究，结果表明，横缝灌浆对于改善大坝孔口应力十分有效，为设计部门提供了重要参考［4］。课程思政点的引入，有利于提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，增强学生的自豪感（我校教师解决了国家重点工程问题）。

（六）弹性力学的和谐统一美

在小结空间问题的基本理论时，引出课程思政点：弹性力学的和谐统一美。弹性力学分为数学弹性力学和应用弹性力学。“应用弹塑性力学”讲授的主要为数学弹性力学。从数学的角度来看，弹性力学的公式推导和变换方法都来自高等数学、泛函分析和线性代数等相关内容。数学弹性力学很大程度上可理解为数学知识的应用和拓展，可将数学、力学、美学关联起来，透过数学美来发现、感受、鉴赏弹性力学基本方程和边界条件（用张量表示）中的美［5］，培养学生的审美情怀，促进学生德育和智育协同发展。

（七）铸坚韧品格

在对比理想弹塑性模型和理想弹塑性线性强化模型时，引出课程思政点：铸坚韧品格。以材料屈服应力比喻人的抗压能力，教导学生遇到问题和挫折时需要突破自己的舒适区，迎难而上，成为意志力更加强大的人。抗压能力差的人就像理想弹塑性模型，在遇到超出自己现有能力范围的问题时，往往会手足无措、自乱阵脚，任由困难和挫折将其击倒，易对身体和心理产生不可逆转的不良影响。因此，要做理想弹塑性线性强化模型的人，在超出弹性范围的屈服应力后，仍然可以承受更大的应力，保持一定的刚度。“士不可以不弘毅，任重而道远。”遇到困难时，应勇于突破自己的极限，强化自身的能力，为今后面对更大挑战做好准备。具有坚韧品格的人将会变得坚强，充满斗志，能应对学习、工作、生活中各种大风大浪。

（八）力学中的唯物辩证法及文化自信

通过杨万里的《晓出净慈寺送林子方》和苏轼的《题西林壁》诗词中描述的空间和时间变换带来的不同景色，引出不同坐标系下应力张量不同，从而讲授应力分量转换方程。在坐标变换下，点的应力状态本质特征可通过应力张量的不变性和应力张量分量的可变性体现出来，这时候引出马克思辩证唯物主义的“现象和本质”，且通过王安石的《登飞来峰》讲述如何透过现象看本质，顺理成章地介绍应力不变量的概念［6］，课堂效果非常理想。中国诗词的内涵准确地反映了坐标变换的特征，由“现象与本质”引出应力不变量的概念，有助于学生理解应力状态。

（九）世界塑性力学领域的“中国声音”——统一强度理论

在讲授米塞斯屈服条件和屈雷斯卡屈服条件后，引出课程思政点：世界塑性力学领域的“中国声音”——统一强度理论。1959年，西安交通大学俞茂宏教授在进行材料强度实验时发现，实验结果总与当时权威的强度理论无法完全匹配。这也是困扰国际强度理论学界的百年难题。当时，工程力学领域的权威学者、德国哥廷根大学沃依特教授更是直言不讳地指出：“强度问题是非常复杂的，要提出一个单独理论有效地应用到各种建筑材料中是不可能的。”1961年，俞茂宏教授提出了“双剪”的概念，并基于该概念完整推导出了双剪应力的屈服准则，突破了“最大剪应力”这一传统的“单剪”概念。1985年，俞茂宏教授在国际上首次提出了全面的“双剪强度理论”，并于1991年正式发表了统一强度的理论公式，将各种单一的准则和理论发展为统一强度理论。通过该课程思政点的引入，有利于教导学生中国人也可以做出世界级成果，不要迷信权威，进而培养学生的家国情怀，增强学生的民族自信。

四、多形式教学方法

在教学方法上，采用以教师讲授、师生研讨和实践操作为主的教学形式，教师在课堂讲授时，将专业知识点和其中的思政元素有机融合，通过在多媒体课件中插入图片和视频，增强教学效果，使学生在潜移默化中接受思想政治教育。师生研讨主要采用案例式研讨教学方式进行，实践操作以实际需求为导向，将课堂知识、工程实践和思想政治育人素材相互融合，通过研讨和实践，潜移默化中达到知识传授和精神引领的统一。同时，制作紧扣课程思政主题的教学微视频和课程思政育人典型教学案例，促进课程思政教学效果的提高。