弹塑性力学研究生课程建设体会

1. 结合港口、海岸及近海工程学科建设进行

该课程是一门工科专业研究生的一门学位基础课程，国内外一般都是为陆地上土建专业、机械等方面的固体力学专业的研究生开设的。专门为港口、海岸及近海工程专业研究生开设的少。从上课的内容看，理论方面的内容多，实际应用方面的内容少。

作者所在的“港口、海岸及近海工程”学科于2009年5月获得上海海事大学校级重点学科，申请人为该重点学科几位学科带头人之一。作者所做的有关重点学科方面的研究也就集中在该课程“弹塑性力学”的主要内容。因此，该门课程的发展对“港口、海岸及近海工程”这一重点学科的建设也有重要的作用。

港口、海岸及近海工程专业硕士研究生的研究方向都是港工结构、岩土工程、岩土与结构相互作用、结构与波浪相互作用等方面，其实它们都是该课程“弹塑性力学”的内容。因此，这门课是研究生从事研究工作的基础，学生把这门课学好了，对他们硕士论文的完成有重要作用。因此，该门课程对提高研究生培养质量有重要意义。

2. 以本教研室已购买的大型通用有限元软件ABAQUS、Fluent作为弹塑性力学计算工具

ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料，作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（应力、位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透、应力耦合分析）及压电介质分析。

ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。

CFD商业软件FLUENT是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM，而不是早已过时的GAMBIT。

3. 教学内容建设

弹塑性力学课程的建设目标总的来说就是以现代教育理念为指导，以培养高素质创新人才为目标，整合提升教学资源的质量，创新教育模式，加快研究生课程体系和教学内容的现代化步伐，构建研究生自主型、创造性学习的模式。按照教育部“一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理”的精品课程建设标准，力争建成反映学科发展前沿和教学改革成果的研究生精品课程，全面提升研究生教育的质量和水平。

在教学内容的建设目标应使教学内容能反映学科前沿的科学技术成果，采用现代化教学方式，教学过程中贯穿创新方法和科学思维。

（1）调整和优化原来的教学内容

突出最基本的原理和理论：具体包括弹塑性力学的三大假设、一点的应力状态或应力空间、三维应力状态下的主应力、应力莫尔圆、应力椭球、主偏应力、平衡微分方程、一点的应变状态、应变与应力的关系、应变张量、应变协调方程、弹塑性本构方程、屈服条件、塑性理论、增量理论、流动理论。

增强屈服、应力空间、本构模型方面的内容：屈服面或屈服准则、应力空间、本构模型是最基本的理论方面的内容，除了突出之外，还要增强这三方面的教学内容。

突出弹塑性力学在实际工程中的应用，特别是突出弹塑性力学在港口、海岸与近海工程中的应用方面的内容。

要突出弹塑性力学在岩土工程、边坡工程、建筑工程、桥梁工程中的应用，特别要弹塑性力学在港口、海岸与近海工程中的应用，具体包括高桩码头、板桩码头、重力式码头、海洋平台、海洋桩桶基础等。

（2）教学内容要及时吸收本课程领域最新的研究成果

通过查看最新的国内外期刊、会议论文等文献，搜集弹塑性力学领域的最新研究成果，并将之融入到教学内容中。

4. 教学方法和手段

在教学实践过程中，采用灵活多变的教学方法，注重教学方法的合理使用，采用课堂常规教学、多媒体教学、课后质疑与自学等多种方法结合。有效调动学生的学习积极性，变被动听讲为课堂互动，促使学生积极思考，激发学生的学习潜能和主观能动性，提高教学效果和对学生知识运用能力的培养。在理论课的教学中，有步骤、有计划的引入先进的现代教育技术，制作本课程的多媒体电子课件，通过传统教学方法和多媒体教学的有机结合，提高教学效率和教学效果。

教学手段方面，一是充分利用多媒体的优势，避免通篇繁琐的文字内容，有内容详实、图文并茂、版面活泼，使学生易于接受的特点，同时有较多的照片和影像学资料。二是传统教学手段与现代信息技术手段结合。借助于现代信息技术手段是必然趋势。网络技术的应用，要对多媒体课件教学要全面的理解和应用。多媒体对于教学内容的理解形象、直观，对基本概念的理解起到了较好的效果，但对于公式推导部分等方面的教学内容，学生的思维难以适应多媒体教学进度和思路。在教学中可采用传统的教学与多媒体教学相互结合，互相补充，有效地解决教学学时和教学效果的矛盾。

资助项目：上海海事大学第六期研究生精品课程（弹塑性力学）建设项目，编号201401

（作者单位：上海海事大学海洋科学与工程学院）