上海高校本科重点教学改革项目申请表 (2011年) “现代连续介质力学理论及 项目名称: 实践”课程体系 项目负责人: 谢锡麟 申请学校 复旦大学 本市邯郸路220号复旦大学 通讯地址: 力学与工程科学系 邮政编码: 200433 联系电话 55664283/13601747708 传真: 65642741 上海市教育委员会 二O一一年九月制
— 1 — 上海高校本科重点教学改革项目申请表 （2011 年） 项目名称： “现代连续介质力学理论及 实践”课程体系 项目负责人： 谢锡麟 申请学校： 复旦大学 通讯地址： 本市邯郸路 220 号 复旦大学 力学与工程科学系 邮政编码： 200433 联系电话： 55664283/13601747708 传 真： 65642741 上 海 市 教 育 委 员 会 二○一一年九月制
填写要求 1.项目名称应简明、准确,不得超过20个汉字 2.项目类别系指重点项目或一般项目 3.每个项目限报一名负责人。申请表须由项目负责人签名、经学校 审核、签署意见后,加盖公章申报 立项依据、研究方案、已有基础和完成条件、预期成果、完成时 间的填写,要简明、准确、扼要。 5.有关外文缩写,须注明完整词序几中文含义。 6.本申请表须用A4纸,小4号字,双面打印。左侧装订成册。 7.申请表一式5份,附件一份
— 3 — 填 写 要 求 1．项目名称应简明、准确，不得超过 20 个汉字。 2．项目类别系指重点项目或一般项目。 3．每个项目限报一名负责人。申请表须由项目负责人签名、经学校 审核、签署意见后，加盖公章申报。 4．立项依据、研究方案、已有基础和完成条件、预期成果、完成时 间的填写，要简明、准确、扼要。 5．有关外文缩写，须注明完整词序几中文含义。 6．本申请表须用 A4 纸，小 4 号字，双面打印。左侧装订成册。 7．申请表一式 5 份，附件一份
项目名称 “现代连续介质力学理论及实践”课程体系 负责人姓名谢锡麟 出生 年月 1914年性别 男 高教6 教龄 职称副教授职务副系主任(分管教EMAL1: lan. edu. cn 姓名职务/职称所在单位 研究专长 在本课题中承担工作 全面协调项目开展;负责《张量 谢锡麟|副系主任/ 现代连续介质力分析与微分几何基础》、《连续 副教授 力学与工程科学系学力学中的数学介质力学基础,《量与涌动 项 规划及实施 院力学中心 成麻伟巍实验室主任 东华大学 现代连续介质力参加《张量分析与微分几何基 学,流体力学、固|础》,负责《洋塑性力学》课程 /副教授 理学院 体力学 华诚 副教授 复旦大学 现代连续介质力/参加《连续介质力学基础》、课 力学与工程科学系学,固体力学 程建设;负责《固体力学基础》 课程建设;协助实验平台建设 讲师 复旦大学 参加《张量分析与微分几何基 王盛章 现代连续介质力础》课程建设;负责《生物力学》 (博士)力学与工程科学系学,生物力学 课程建设;协助实验平台建设 项目组成员近期取得的与本项目有关的代表性著作、论文、成果 成果名称 完成人成果形式时间 鉴定、发表机构 第五届全国力学史与方法 正本清源”在力学之数学及专业谢锡麟|教学论文201年论学术研讨会(1年9月 基础知识体系建立中的作用 大连)交流,拟投寄《力学 季刊》 基于现代张量分析的连续介质力学谢锡麟|果三等奖|2010年复旦大学 理论及其在流体力学中的实践 第五届全国力学课程报告 基于现代张量分析的连续介质力学 理论及其在流体力学中的实践 谢锡麟|教学论文2010年|论坛(0年1用,成都)交 文集2010》,高教社 第五届全国力学课程报告 面对力学专业有关微积分教学的若 千体会 谢锡麟教论文200年|论(04日月.成都交 文集2010》,高教社 动态实验技术与并行计算方法 麻伟巍等校教学成 (第3作者)果一等奖 2010年东华大学 第三届全国力学课程报告 全美一流院校航空航天学科的调研 及其对力学学科发展的启示 瑜华诚等|教学论文208年|论坛0年H月,兰州)交 文集2008》,高教社
— 4 — 项目名称 “现代连续介质力学理论及实践”课程体系 负责人姓名 谢锡麟 出生 年月 1974 年 2 月 性别 男 高教 教龄 6 职称 副教授 职务 副系主任（分管教 务及学术交流） E-MAIL xiexilin@fudan.edu.cn 姓名 职务/职称 所在单位 研究专长 在本课题中承担工作 谢锡麟 副系主任/ 副教授 复旦大学 力学与工程科学系 现代连续介质力 学，力学中的数学 方法，流体力学 全面协调项目开展；负责《张量 分析与微分几何基础》、《连续 介质力学基础》、《涡量与涡动 力学基础》课程建设;负责实验 规划及实施 麻伟巍 院力学中心 实验室主任 /副教授 东华大学 理学院 现代连续介质力 学，流体力学、固 体力学 参加《张量分析与微分几何基 础》；负责《弹塑性力学》课程 建设；负责动态实验技术及高性 能计算平台建设 华 诚 副教授 复旦大学 力学与工程科学系 现代连续介质力 学，固体力学 参加《连续介质力学基础》、课 程建设；负责《固体力学基础》 课程建设；协助实验平台建设 项目组成员 王盛章 讲师 （博士） 复旦大学 力学与工程科学系 现代连续介质力 学，生物力学 参加《张量分析与微分几何基 础》课程建设；负责《生物力学》 课程建设；协助实验平台建设 项目组成员近期取得的与本项目有关的代表性著作、论文、成果 成果名称 完成人 成果形式 时间 鉴定、发表机构 “正本清源”在力学之数学及专业 基础知识体系建立中的作用 谢锡麟 教学论文 2011 年 第五届全国力学史与方法 论学术研讨会(11 年 9 月， 大连)交流，拟投寄《力学 季刊》 基于现代张量分析的连续介质力学 理论及其在流体力学中的实践 谢锡麟 校教学成 果二等奖 2010 年 复旦大学 基于现代张量分析的连续介质力学 理论及其在流体力学中的实践 谢锡麟 教学论文 2010 年 第五届全国力学课程报告 论坛(10 年 11 月, 成都)交 流, 《力学课程报告论坛论 文集 2010》，高教社 面对力学专业有关微积分教学的若 干体会 谢锡麟 教学论文 2010 年 第五届全国力学课程报告 论坛(10 年 11 月, 成都) 交 流, 《力学课程报告论坛论 文集 2010》，高教社 动态实验技术与并行计算方法 麻伟巍等 (第 3 作者) 校教学成 果一等奖 2010 年 东华大学 全美一流院校航空航天学科的调研 及其对力学学科发展的启示 谢锡麟,陈 瑜、华诚等 四人 教学论文 2008 年 第三届全国力学课程报告 论坛(08 年 11 月, 兰州) 交 流, 《力学课程报告论坛论 文集 2008》，高教社
立项依据 (需解决的主要问题、理论价值、创新之处、实践意义,国内外现状分析,附主要参考文献) 17世纪,牛顿力学体系的建立标志着自然科学的兴起;18-19世纪,连续介质力 学的诞生使力学发展成为一门内容丰富并且获得广泛应用的基础科学。马克思曾指出 “力学是大工业的真正的科学基础”。随着科学技术的发展,现代力学的研究范畴从传 统的刚性机械运动延拓至可变形的复杂介质运动,从纯机械世界延拓至机械与物理、 化学、生物学等过程的相互作用,甚至渗透至经济、管理、医学等领域[1]。力学知识 体系,主要可归类为:①以微积分为核心的数学知识体系;②以连续介质力学为核心 的专业知识体系。力学亦基于连续介质力学而独立与物理学 力学学科的上述特征,使得力学知识体系别具特色,她既需要庞大而坚实的数学 支撑,又需要联系丰富而多样的自然现象。进而,力学知识体系不仅对研究者提升自 身工作层次而且对人才培养等方面都具有极其重要和深远的意义。 鉴于微积分在整个数学知识体系中的核心地位,基于对国内外具有一流水平的教 程或专著的调研,结合持续性的教学研究与实践,我们已基本形成“徵积分一流化进 程”的教学路径[2,3],其知识体系的发展如图1所述 R上微分学 [a,b]上 Riemann积分 R"上Jodm可测集上Rmm积分 R上微分学 (R"中微分流形上微分学) R上 Lebesgue测度及 Lebesgue积分 (R中微分流形上积分学) 般赋范线性空间上微分学 一般集类上测度及积分 图1“微积分一流化进程”教学路径的知识体系发展框架 鉴于连续介质力学在整个专业知识体系中的核心地位,基于“微积分一流化进程” 的教学研究与实践,我们现已初步建立了面对高端专业教育的教学路径“基于现代张 量分析的连续介质力学理论及其在流体力学中的实践”[4] 上述二条教学路径致力于追求具有一流水平的知识体系,教学研究与实践过程注 重方法论上的提炼[2];按学生课程评估,教与学的质量一直保持优良。现教学路径主
— 5 — 立项依据 （需解决的主要问题、理论价值、创新之处、实践意义，国内外现状分析，附主要参考文献） 17 世纪，牛顿力学体系的建立标志着自然科学的兴起；18－19 世纪，连续介质力 学的诞生使力学发展成为一门内容丰富并且获得广泛应用的基础科学。马克思曾指出 “力学是大工业的真正的科学基础”。随着科学技术的发展，现代力学的研究范畴从传 统的刚性机械运动延拓至可变形的复杂介质运动，从纯机械世界延拓至机械与物理、 化学、生物学等过程的相互作用，甚至渗透至经济、管理、医学等领域[1]。力学知识 体系，主要可归类为：①以微积分为核心的数学知识体系；②以连续介质力学为核心 的专业知识体系。力学亦基于连续介质力学而独立与物理学。 力学学科的上述特征，使得力学知识体系别具特色，她既需要庞大而坚实的数学 支撑，又需要联系丰富而多样的自然现象。进而，力学知识体系不仅对研究者提升自 身工作层次而且对人才培养等方面都具有极其重要和深远的意义。 鉴于微积分在整个数学知识体系中的核心地位，基于对国内外具有一流水平的教 程或专著的调研，结合持续性的教学研究与实践，我们已基本形成“微积分一流化进 程”的教学路径[2,3]，其知识体系的发展如图 1 所述。 1 上微分学 m m 上微分学 中微分流形上微分学 一般赋范线性空间上微分学 a,b 上Riemann积分 m 上 可测集上 积分 Jordan Riemann m m Lebesgue Lebesgue 上 测度及 积分 （ 中微分流形上积分学） 一般集类上测度及积分 图 1 “微积分一流化进程”教学路径的知识体系发展框架 鉴于连续介质力学在整个专业知识体系中的核心地位，基于“微积分一流化进程” 的教学研究与实践，我们现已初步建立了面对高端专业教育的教学路径“基于现代张 量分析的连续介质力学理论及其在流体力学中的实践”[4]。 上述二条教学路径致力于追求具有一流水平的知识体系，教学研究与实践过程注 重方法论上的提炼[2]；按学生课程评估，教与学的质量一直保持优良。现教学路径主
要面对有志趣于坚实数理基础并基于其上探索自然深层机制的学生,现有实践反映了 良好的培养效果 我们认为,诸如力学、物理以及数学等历经长久发展的学科,其创新发展应 源于坚实基础上的融会贯通、触类旁通,籍此发展新的思想及方法以获得对事物更新 颖或更深入的认识。世界顶尖数理学家Ⅴ ARnold在其“论数学教学”中开门见山的指 出:“数学是物理学的一部分;物理学是一门实验科学,隶属自然科学的一部分;数学 是物理学中做实验最便宜的那部分”[13]。此处物理学应为涵盖力学等的大物理的范 畴 充分突出了数理知识体系在认知自然深层机制中的卓著作用!此观点在其倡 导的“力学和物理几何化”的系列教程或专著[14-16]中有着独树一帜、超凡脱俗般的 展现 本项目集合了我们一些志同道合的同事和朋友(持有如本申请书所述的学术观 点),拟基于大家现有的教学研究与实践,将申请人现有的面对专业知识体系的教学路 径,发展成“基于现代张量分析与微分几何,按理性力学观点的连续介质力学理论及 其实践”教学路径(课程体系),延拓主要涉及:①基础理论知识体系的提升;②专业 实践领域的拓广,如图2所示 Euclid空间中的张量分析与微分几何 物力学非Euid空间中的张量分析与微分几何固体力学基础 基础 弹塑性力学 连续介质力学一般理论 (物质系统:Fuid流形,非 Euclid流形) 涡量与涡动力学基础 图2“基于现代张量分析与微分几何,按理性力学观点的连续介质力学理论及其实践” 教学路径的知识体系发展框架 本申请项目隶属“卓越教育”的研究与实践;研究目标及内容等直接对应于力学 航空航天类专业,也很合适于数学、物理、树料、环境等自然科学或者工程科学类专 业“卓越科学或者工程教育”的研究与实践
— 6 — 要面对有志趣于坚实数理基础并基于其上探索自然深层机制的学生，现有实践反映了 良好的培养效果。 —— 我们认为，诸如力学、物理以及数学等历经长久发展的学科，其创新发展应 源于坚实基础上的融会贯通、触类旁通，籍此发展新的思想及方法以获得对事物更新 颖或更深入的认识。世界顶尖数理学家 V.I.Arnold 在其“论数学教学”中开门见山的指 出：“数学是物理学的一部分；物理学是一门实验科学，隶属自然科学的一部分；数学 是物理学中做实验最便宜的那部分”[13]。此处物理学应为涵盖力学等的大物理的范 畴。——充分突出了数理知识体系在认知自然深层机制中的卓著作用！此观点在其倡 导的“力学和物理几何化”的系列教程或专著[14-16]中有着独树一帜、超凡脱俗般的 展现。 本项目集合了我们一些志同道合的同事和朋友（持有如本申请书所述的学术观 点），拟基于大家现有的教学研究与实践，将申请人现有的面对专业知识体系的教学路 径，发展成“基于现代张量分析与微分几何，按理性力学观点的连续介质力学理论及 其实践”教学路径（课程体系），延拓主要涉及：①基础理论知识体系的提升；②专业 实践领域的拓广，如图 2 所示： Euclid Euclid 空间中的张量分析与微分几何 非 空间中的张量分析与微分几何 Euclid Euclid 连续介质力学一般理论 （物质系统： 流形，非 流形） 涡量与涡动力学基础 固体力学基础 弹塑性力学 生物力学 基础 图 2“基于现代张量分析与微分几何，按理性力学观点的连续介质力学理论及其实践” 教学路径的知识体系发展框架 本申请项目隶属“卓越教育”的研究与实践；研究目标及内容等直接对应于力学、 航空航天类专业，也很合适于数学、物理、材料、环境等自然科学或者工程科学类专 业“卓越科学或者工程教育”的研究与实践