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想象力和知识的关系

想象力和知识的关系

想象力和知识的关系范文第1篇

地理知识涉及地球、宇宙、大洲、国家、地区等多方面内容。内容包罗万象,上至太空霄汉,下至千米岩层和近万米洋底以及各国概况,民风民俗。这些复杂的知识内容,要在有限的时间里客观地反映到课堂上,并使学生尽快掌握,这就必须充分发挥教师在地理教学中的主导作用。

地理教师在教学过程中,肩负的不只是“应该”传递知识的任务,而是担负着去“很好传递”的重任。这就要求地理教师在课堂教学中要突出地理学科的特点,不仅要自己善于归纳整理地理知识,更要注意训练学生学会归纳整理地理知识的方法与步骤――划分知识范围、明确知识组成、分析知识间的关系、形成知识结构。将原来看似孤立分散的知识进行归纳总结,使知识有系统、成体系,从而明确各知识点之间的逻辑联系和它在知识体系中的作用与地位。如分析“地球上的大气”知识间的关系,就应主要从知识间的逻辑联系入手。正是由于大气组成成分的分布特点和垂直分层的结构,才导致大气下层的热力状况;正是由于大气下层的热力状况分布不均衡,才导致大气中各种运动系统;同时也是因为有了这种热力状况和各种运动系统,才出现长期或短期的大气物理过程,即天气与气候。因此,这些知识之间保持着明显的因果关系。通过对知识的归纳整理,不仅可以突出地理规律、地理原理在地理知识体系中的地位,而且也有利于学生掌握以地理原理推导出的区域地理特征,使学生更好的理解和记忆区域地理特征,以便学生掌握系统的地理知识。

课堂教学中,除了使学生掌握系统的地理知识之外,还应注意有目的、有意识地发展学生的智力,培养学生的能力,使学生获得较高的发展水平,并掌握独立思考,独立研究的本领。这就要求在地理教学中教师要以地理原理中的规律性的知识来武装学生、学生掌握了规律,既可以发展智力,又可以提高能力。这是因为智力的发展是以思维能力的发展为核心,思维能力的发展又突出表现在思维的敏捷性、深刻性上,思维的敏捷性、深刻性又以思维的条理性为依据,而思维的条理性又以规律性的知识为基础。正如俄国教育家乌申斯基所说:“智慧不是别的,而是一种组织的很好的知识体系。”传统的地理教学比较重视知识的传授,而忽视学生智能的培养,学生往往只会死记硬背,而不善于积极主动的探求新知识。同时,传统的地理教学往往把教学过程的本质理解为解决从不知到知之,从知之不多到知之甚多的矛盾过程中,着眼于传授知识的数量,忽视通过教学改善学生的智能结构和智慧品质。因此,在地理教学中不能单纯的传授地理知识,而应在传授知识的同时,注意对学生智能的培养,学生各种智能的提高,是通过知识的掌握运用而得到发展的。所以说,知识是金子,智能是点金术。一般来说,地理教学中智能的培养主要是指对学生地理观察能力、地理思维能力、空间想象能力和记忆能力几方面的培养。

地理观察能力的培养认识始于观察。观察是智力发展的基础,没有观察就不可能有丰富的想象、理论的概括和创造性的思维。观察还能激发学生求知欲和探究新事物的好奇心。地理观察是有目的、有意识、有计划地对地理事物和现象进行感知、考察和研究,其形式主要有对各种地理事象的实地考察和研究、地理对象典型物品或模拟制品的观察和各种地图、示意图、图解、地理画片、照片、图表及其声光显示制品(录像、录音、幻灯、电影等)的观察。地理教学为培养学生观察能力提供了广阔的天地,教师应根据教学内容的需要,有计划地指导学生进行观察。如讲到高中地理矿物的有关知识时,让学生对常见矿物进行观察和鉴定,从矿物的形状,颜色、硬度、透明度、条痕、解理、断口、磁性、自然延展性等方面进行观察比较,培养学生全面观察地理事物的能力。再如,在区域地理教学中,可通过对有关地区的自然、经济图表、图片、电视录像等观察,让学生分析比较不同地区的自然、经济地理的特征,从而使学生在分辨事物异同点的基础上,更好的把握不同地区地理事物的典型特征。在地理教学中,教师要创造条件,多让学生观察,使学生逐步学会观察的方法和养成善于观察的良好习惯,不断提高他们观察地理事物的能力。

地理思维能力的培养思维力是智力的核心。地理教学中发展学生的智力,主要是指要训练和发展学生的地理思维能力。地理思维就是地理事象之间和人地之间有规律的联系和关系在人头脑中的概括反映,它具有综合性、区域性、广阔性的特点。这就要求地理教师的课堂教学中,进行地理思维时要符合地理思维的这些特点。也就是说应该做到不论研究或学习地理、引导学生思考和解决地理问题,都要在分析的基础上,将各自然要素、各经济部门联系起来进行综合思考,以获得地理现象整体性的认识,避免只注意个别要素、个别经济部门而忘记其它要素和其它经济部门的顾此失彼的纰漏。同时,教师在引导学生进行地理思维时,要善于辨别地理区域差异,掌握地理区域特征,以便因地制宜地利用、改造自然,突出区域性的特点,防止学生由于地理区域特征模糊,出现张冠李戴现象的发生。此外,对于空间广阔的地理事象,在引导学生思维时,要将地理对象同它所处的空间位置和空间分布联系起来,借助地图,将地理现象联系地图进行思维,以便形成准确的空间概念。

由于地理教材具有不同的逻辑属性,因而在教学中必须采用不同的思维方法,引导学生进行地理思维。一般而论,地理观念材料的描述要运用形象思维,它主要是通过地理感性材料的描述和教师富有情感的生动讲述而进行的;地理概念、地理判断、地理推理多种材料的阐述,要运用逻辑思维,其基本过程和形式是分析综合、抽象概括和判断推理,它主要反映地理事物的本质属性,揭示地理事物的内在联系,是一种获得地理现象规律认识的思维方式,所以它是地理思维中最重要的形式;揭示地理事物之间、人地之间联系和关系,要运用辩证思维,如地球环境五大要素之间的相互影响、河流与气候、地形间的关系,人地之间的相互联系、相互制约等;揭示和沟通地理多要素,多层次间的联系与关系,要运用立体思维,如地理结构的六大同心圆层,天体系统的结构、水圈的构成等。在实际的教学中,教师要根据教材内容的不同属性,在上述不同思维形式中做出正确选择,以便发挥它们各自不同的作用与功效,使学生的思维能力得到培养与训练。

地理想象能力的培养想象力是根据已有的知识和经验创造性地形成新事物的形象的能力。由于地理的对象极其广阔,要素异常复杂,难以一一感知,因此,学生在学习地理,获得地理知识时均要借助于想象,想象是获得地理知识的重要方法,也是地理科学发展的重要源泉。地理想象的方法,一般有类比法、分析法、综合法等。在地理教学过程中,教师要经常运用上述方法,启发引导学生进行各种想象活动,充分运用各种地理图像、模型等,引导学生进行观察,使学生在头脑中形成相关的地理表象。如通过观察太阳系的示意图,使学生在大脑里形成太阳及其结构的形象。同时也要注意引导学生把已有的各种地理形象加以取舍,重新组合,使学生形成前所未有的新的地理形象。如运用学生看过的各种河流的形象,经过取舍和重新组合,形成尚未见过的亚马孙河、密西西比河、刚果河等河流的形象。此外,教师准确、鲜明、生动的讲述或描绘,也是帮助学生形成正确的地理想象,发展想象力的重要因素,这就要求教师在教学过程中,一方面要启发学生大胆想象或幻想,同时又要给予正确的引导和具体的点拨,启迪其智慧,通过比喻、分析、联系和引伸展开想象,以利学生对所学地理知识的理解和记忆。

记忆能力的培养记忆力是识记和再现的能力。地理教学过程中培养学生记忆力,应注意抓住以下几个方面:

(1)启发学生热爱地理,使之乐于记忆。热爱是最好的老师,它可以超过责任感。热爱什么都能学好、记牢,冷漠什么也学不好、记不牢。因此,教师要结合丰富而有趣的教学内容,不断激发学生学习地理的热情和兴趣,使更多的学生“乐而知之”。

(2)依据学生的记忆特点,培养记忆能力。地理教学中,教师要根据小学生以机械的记忆为主,中学生以意义记忆为主的不同特点而区别对待。既要培养学生机械记忆的能力,对需要机械记忆的地名、地理术语、物产、地理数据等,尽可能赋予一定的意义。如我国沈阳、抚顺、鞍山、本溪四城市联结而成梯形,俄罗斯地名后多有格勒、斯克等音节,荷兰两大港鹿特丹、阿姆斯特丹均有“特丹”音节。同时,更要培养学生意义记忆的能力,利用知识间的内在联系,新旧地理知识间的联系,地理知识与其它知识间的联系,地理现象与原因间的联系等,培养学生意义记忆的能力。

想象力和知识的关系范文第2篇

中学生以具体形象思维为主,逐步向抽象思维过渡,这个阶段的抽象思维仍然占有很大的具体形象性。但是,在我们日常教学活动中,研究如何培养学生抽角思维能力较多,研究如何培养学生形象思维能力较少,造成在实际教学中,学生在对具本事物(图形)直观感知以后,教师还没有引导学生直观感知的材料进行概括,在学生头脑中形成鲜明的形象,并能运用这种形象进行思维,就直接跳到抽象概念,使学生对所学的知识一知半解。如在“轴对称图形”教学中,组织学生进行折纸实验,学生能折出多种多样的美丽的轴对称图形,看着自己的作品,学生往往会产生一种喜悦的心情,富有成就感,进而产生一种求知欲,从而起到激发兴趣的作用;在上“勾股定理”时,组织学生用四个全等的直角三角形进行拼图实验,学生常常能拼出如课本的两个图形,而这些图形提示了勾股定理的证明方法;在上“圆与圆的位置关系”这一节时,组织学生运用两个圆做相对运动的实验,通过实验学生能很自然地归纳总结出两个圆的位置关系及其判定,同时对相应知识的形成过程也有了较深的了解。因此学生通过数学实验手脑并用能获得直接的感性认识,最大程度地发挥其主观能动性,有利于右脑的开发,并能因此引发奇思妙想,产生大胆的猜想和创新,使得所学的知识真正地转化为自身的知识结构,有利于锻炼学生分析问题和解决问题的能力。形象思维是抽象思维的前提,培养学生的形象思维能力符合初中生思维发展的规律,是中学数学教学的一项任务。

形象思维的基本形式包括表象、联想和想象。在教学中让学生获得正确、丰富的表象,培养学生联想能力、想象能力是提高中学数学教学质量的需要。

1.学生获得数学知识,必须先有正确丰富的表象

表象是对过去知觉过的对象和现象在头脑中产生的映象。数学知识比较抽象,教学时,教师如能把抽象知识“物化”,让学生看得见,摸得着,能操作,有感受,能在头脑中产生映象,就有利于学生学习。由形象到抽象,有利于学生牢固地掌握数学知识。

2.联想能促进记忆

数学是一门系统性很强、前后知识联系十分紧密的学科,学习新知识要以有关旧知识为基础。这就要求学生有一定记忆能力,而记忆常常要借助于联想。中学数学中的联想主要有:(1)接近联想。(2)对比联想。如扩大与缩小,增加与减少,增加到与减少到,奇数与偶数,质数与合数等。由此可知,联想是由某一事物想到另一事物的思维记忆的一种手段,有助于学生牢固掌握系统数学知识。

3.想象是克服应用题教学难的妙药

中学数学中的应用是根据日常生活或生产中存在的数量关系,用文字叙形式表达出来。问题蕴含在文字叙述之中,数量关系比较抽象。而学生思维是以具体形象思维为主,解题时,他们如果不能把应用题的数量关系再现为具体图形进行形象思维,解题就产生了困难。如果学生审题时边读边想,并能根据题意,把题中数量关系构成具体图形,解题就容易多了。这种根据应用题语言的表述,在头脑中形成有关事物的形象(示意图)就是想象,属于再造性想象,可见培养学生再造性想象能力,是克服应用题教学难的有效方法,想象是形象思维的一种方式。

4.给学生以空间,让学生自由地活动

想象力和知识的关系范文第3篇

一、变换思路

地理事物和现象所存在的空间极为广阔,地理知识所涉及的自然与社会内容极为广博,而其与生产生活及各学科的联系又极为广泛,因此知识间的因果关系、主次关系、包含关系、并列关系以及原理与事实、概念与应用、成因与要素、运动与规律、分布与联系、变化与特征、系统与结构、图像与判读等都是可以设计问题的思路。根据思考发展过程,结合具体知识内容,进行分析和综合、抽象和概括、比较和分类、以及系统化和具体化等设计出新颖灵活的思考问题。问题应以已掌握的知识为基础,但又不重复学生已见过的题目,使学生觉得有可钻研的地方,这样才能让他们有兴趣认真思考。训练学生从多方面想问题,而不是拘泥于一种模式,或已经形成习惯的定势。要鼓励创新,敢于打破思考定势,经常换个角度去想问题。

我试着提出了一些逆向思考或暇想性推测的问题。(1)如果地球自转方向不是自西向东而是相反,那么全球将会出现哪些自然现象?(或提示在气候类型分布方面有什么变化?)(2)如果我国的地势不是西高东低,而是东高西低或者是其他情况,试想会对我国的气候、河流等有什么影响呢?(3)如果云南西部的山脉不是南北走向而是东西走向,将会对气候有什么影响?这些问题目的在于活跃思考,启发诱导学生从不同角度甚至相反方向去思考问题。地理知识中的天气突变、气候异常、地形倒置、人文现象中突然出现的因素等等,往往都要打破思考定势去思考问题。一般中有特殊,必然时有偶然,经常外有异常,设问的多元性有助于学生思考的活跃及拓展。

二、运用技巧

地理知识间的联系是多方面的,有纵向联系,如时间上的自古至今,空间上的高低之间、远近之间、起点与终点、上游与下游,常常反映地理事物和现象的发展变化;也有横向联系,如地理事物间的相互影响、共同作用、彼此制约,区域间、城乡间的联系交往,不同自然现象或人文现象之间的渗透融合;还有多向联系,反映地理事物多层次、多角度的联系。可以从以下几方面进行训练。

1.拆分。土壤铺成的大地、林中的大象和孔雀等。也可以反过来提出一些片断再来判断出是什么地方,如,稻田、竹林、香蕉树与桔子林,这些组成了江南地区的景观。雪山纵横、牦牛、雅鲁藏布江、长江黄河的源头,这些是青藏高原的独特景观。利用分想进行想象和思考训练是简便易行的方法,有助于形成思考习惯。

2.联想。在拆分的基础上,通过对若干地理事物赋予新的巧妙的关系,从而形成知识网络。接近联想:是借助地理事物在时间或空间上的接近而产生的。如在空间分布上,某个地形区与其所属气候类型、植被类型、自然带的联想等。又如亚马孙平原──热带雨林气候──热带雨林──热带雨林带;青藏高原──雪山纵横──高原气候──植被的垂直变化。类似联想:是依据地理事物的特征,由其类似的方面得到的联想,如从巴西高原想到德干高原,从塔里木盆地想到准噶尔盆地,从南极地区想到北极地区,从黄河想到伏尔加再想到尼罗河等。这些在分布、成因、特征或某些方面有类似之处的地理事物间的联想,可以使思考范围扩大,还可思考它们之间的差异。有助于提高思考能力,更有助于记忆地理知识。

三、丰富知识

思考能力的训练,依赖于丰富的知识作基础,形象思考常与生动直观的感性知识有联系,抽象思考的训练则又和理性知识密切相关,思考能力本身就需要有多方面网络和思考线索,因此它们都要求学生广泛地涉猎知识,广博才能举一反三,仅凭书本知识往往是不易达到多思出智慧的。这里,丰富的知识是多方面的,生产生活实际、自然与人文现象、报纸杂志电视广播、各学科的有关读物等,看到、听到的要善于吸收融合,思考借鉴,为己所用。教师要积极引导学生独立获取知识的方法,以不断开拓思路,扩大知识面。如,(1)没有经纬网和方向的知识就无法确定地理位置;(2)没有海陆关系、山脉走向、河流各段概念以及区域联系就无法确定相对位置,(3)没有地球自转的知识,你就无法解释时差的问题等等。许许多多的地理现象的解释都用到很多相关的知识。

四、鼓励提问,养成思考习惯

思考能力的训练和教学中的启发诱导关系密切,但是从教师心目中还要相信学生,鼓励提问,只有在经常的循循善诱、使学生豁然顿悟之下,学生体会到通过思考获得成功的喜悦,才能激发他们继续不断地喜欢探求知识,思考问题。因此教师要善于鼓励学生提问,然后帮助他们一步步整理思路,揭示解题线索。教师要了解学生在想什么,希望了解什么,要从那一双双渴求知识的眼睛中想到自己的责任。学生喜欢思考,养成思考习惯,遇事爱动脑筋,而且愿意独立获取知识去解答困惑,这应该是教师的成功,教师要从向导和顾问的角度进行引导、指导和辅导,而不是只要求学生做装知识的袋子,教师也不应是机械传递知识的工具。

想象力和知识的关系范文第4篇

关键词:想象力;隐形翅膀;体系

爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切并推动着进步,想象才是知识进化的源泉。”简而言之,培养孩子的想象力,就是利用孩子乐于探索的天性激发他们的求知欲,在给予他们足够勇气的同时指出行之有效的途径,从而逐步引导、规范而并非限制、禁锢他们“幼稚的”感知与认知能力,进而帮助他们通过独立思维建立起人生第一阶段的“梦想体系”。完善而有效的“梦想体系”来之不易,但会让他们受益终生。

亲近外界、发现自我,培养孩子的认知与感知能力

如何建立“梦想体系”,归根结底在于如何培养想象力。首要指出的是,想象作为一种能力,它和“空想”有着本质的区别;想象,是建立在外部世界和内部自我的基础之上的。换言之,一旦脱离实际,漫无边际又不切实际的想象就会成为一种白日梦式的“空想”,这无助于孩子的身心发展和成长进步,甚至会造成他们性格与心理上的障碍与扭曲,从而让行为与生活或者现实发生脱节。因此,培养孩子的想象力,首先应该引导孩子与外部世界建立联系的纽带,与此同时辅助他们与内部自我建立沟通的渠道,由此逐步培养他们对外界的认知能力和对自我的感知能力。

感知与认知能力是想象力的基石,丰富而积极的想象力是完善而有效的“梦想体系”的强大支撑。感知与认知能力的获取与提高,在于让孩子亲近外部世界的同时发现内部自我。只有当孩子对外界产生了足够的认知,起初空泛的想象才会变得有根有据,想象才能成为促进孩子身心全面发展的动力,梦想体系由此获得萌芽的土壤。在此过程中,教师和家长的“启发式”教育显得尤为重要。

有一个真实案例,家长在周末出游的实际教育过程中,看到了一座高山,要求孩子形容山的高,于是启发式发问:“你看,那山多高啊,到底有多高?它高到了什么程度?”而孩子过内心思量所给出的答案是这样的:“那山很高,高得几乎可以摸到太阳了!”事后这位家长找到我,说:“你说多夸张?山高的能摸到太阳,这怎么可能啊!”作为教师,在拿“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”的夸张与想象开解家长的同时,我欣然意识到学生已经对他的所见所闻有了真情实感。当梦想照进现实的刹那,他小小的胸怀中不仅有了高山的形象,还有了一幅“旭日东升”的直观景象,“会当凌绝顶,一览众山小”的意象化蓝图指日可待。

从表象到具象,锻炼孩子的抽象能力

想象是一切希望和灵感的源泉。当孩子对外界与自身有了初浅的认知与感知后,引导与规范他们的想象力,使这种力量发展成为一种分析、思考与判断相结合的思维能力,是“梦想体系”建立的关键节点。这种思维能力,就是抽象能力。

确切地说,想象是一种自由的、发散式的思维工具,而抽象则是建立在想象基础之上的有意识、有价值的主观行为。在二元结构的世界里,通过事物的表象揭示其本质,进而再造一个具有一定高度的新形象,这一具象过程的依托正是抽象能力。当然,对孩子来说我们不能过分要求他们彻底领悟并且完全具备这一能力,但在课堂和生活中一定要有意识地引导他们,不断培养他们的认知与感知能力,与此同时督促他们身体力行,以此不断更新他们的视野,不断充实他们的内心世界。在教育的实际过程中,要充分利用孩子好奇的天性和天真的个性,充分激发他们的探索求知欲望,动用一切可能的教育手段,由表及里引导他们进入知识的海洋和思想的圣殿。

比如在教授孩子认识花草树木的同时,要让他们能够抽象出一个灿烂而又完整的春天;而在描绘春天的同时,又让他们依据亲身体会具象到春种、夏长、秋收、冬藏等一年四时不同的景象。他们幼稚甚至可笑的作品,是他们思维与抽象能力日益完善的见证。其实,教育的目的并非在于培养一个个面目相同、行为相仿的群体,而在于培养一个个独立、鲜活的个体。教育也并非简单地传道授业解惑,而贵在传授学生生活本领,令其掌握生存之道。当孩子对课本和身边的事物有一定的认识之后,具备了深入浅出的抽象能力,他们才能够对生活里的人情事物心存感知,才能够对自己的人生规划萌生最初的“梦想之芽”,他们的人生由此变得异彩纷呈与众不同。

启蒙与自我启蒙,形成孩子良好的思维习惯

想象,几乎是一种无所不能的思维活动,想象力其实质是主观上借助思维活动以认识、区分并把握未知世界的能力。丰富而积极的想象力、规范而有效的思维活动过程,不但能够弥补个人视野的局限,还能够促进个人身心的全面进步。思维活动和其他任何人类活动一样,日久天长会形成固定的模式与习惯。驾驭想象力,需要具备良好的思维习惯。然而良好的思维习惯并非与生俱来,需要后天经受科学的、艰苦的培养与训练。

就教育教学与孩子全面发展而言,良好的思维习惯在培养孩子想象力层面,能够加速他们“梦想体系”的形成过程,并且促进这一体系的日臻完善,其意义重大影响深远。培养孩子形成良好的思维习惯,这就要求师长和孩子之间形成有效的互动。这一互动过程必定是长期的、持续的、相互的,而建立良性互动关系的渠道,是在教育尤其是培养孩子想象力过程中时刻在意师长的“启蒙”与孩子的“自我启蒙”。

想象力和知识的关系范文第5篇

关健词 基础力学 课程教学 方法论

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.06.043

Basic Mechanics Course Teaching Thinking Based on Methodology

LIU Yu

(College of Mechanical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract For basic mechanics curriculum theory is strong, logical, abstract concepts, etc., to explore the scientific methodology of the comparative method, analogy method, system approach, abstract method, idealization methods used in basic mechanics course teaching. This helps students transition and learning methods, ways of thinking, innovative ability.

Key words basic mechanics; course teaching; methodology

1 方法论在基础力学课程教学中的应用

在基础力学课程教学中实施方法论教学,不是刻意、孤立地讲授方法,而是要把方法论渗透于基础力学课程教学之中。一方面,要密切联系课程教学体系,围绕教学内容所需选取适当的科学方法;另一方面,要把讲知识和讲方法紧密结合起来,使学生在学习知识的同时接受科学方法论的训练。①中国有句古话:“授人以鱼不如授人以渔”,从教学目的来说,学生学会学习、研究的方法比掌握定理、公式更为重要,②教师应更关注学生的学习能力、分析能力、创新能力的培养。

1.1 比较方法

比较方法是根据一定的标准,寻找两个或两个以上相互联系事物之间的异同,探求普遍规律与特殊规律的方法。其目的是寻求对象之间的异中之同或同中之异,以加深对对象规律性的认识。俄国教育家乌申斯基曾经说过:“比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较来了解世界上的一切”。

例如,在教授材料力学课程杆件的轴向拉伸或压缩、扭转和弯曲等基本变形时,就可以采用比较方法。虽然各种基本变形的受力特征、变形特征、内力、应力及其分布规律截然不同,但是,它们的研究方法是相同的,都是采取实验与理论分析相结合的方法;求内力的方法是相同的,都是采用截面法;建立应力公式的方法是相同的,都是利用三关系法,综合考虑变形几何关系、物理关系及静力学关系进行推导;利用强度条件解决强度问题是相同的,都涉及校核强度、设计截面尺寸、确定许可载荷等三类。

总之,按照比较方法讲授课程,通过对比、辨析、比较相关知识点的共同点和差异性,不仅可以加深学生对知识的理解、巩固与深化,而且也有助于强化记忆,发展思维,提高课程教学效果。

1.2 类比方法

所谓类比,是指由两个或两类事物或现象的某些相同或相似的性质,推论出它们的其它属性或规律也有可能有相同点或相似点的结论。事实上,类比方法是解决陌生问题的一种常用策略,被誉为科学活动中“伟大的引路人”,它通过运用已有的知识、经验,将陌生的、不熟悉的问题与已经解决了的、熟悉的问题或其它相似事物进行类比,从而创造性地解决问题。德国哲学家康德曾经说过:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进”。

例如,在讲解理论力学课程质点系的动量和动量矩的概念及其计算时,就可以采用类比方法。平铺直入地讲概念及其计算,学生不仅不容易掌握,而且还会觉得抽象难理解,从而对动力学部分的学习产生畏难情绪。因此,不妨将这部分内容与学生相对更为熟悉的静力学中力系主矢和主矩的概念及其计算进行类比。具体地,质点的动量定义为质点的质量m与其速度的乘积,是矢量。可以想象:运动着的质点系,无论是离散的还是连续的,其上各质点的动量将组成一组与力系类似的矢量系,可以暂且称之为动量系。既然力和动量都是矢量,那么它们就应该遵循相同的数学运算规律。由于力系可以向任意一点O简化,得到力系的主矢和主矩,因此,动量系也可以向任意一点O简化,得到具有类似性质的(动量系)主矢和(动量系)主矩,这正是质点系的动量和动量矩。而在计算上,质点系的动量和动量矩也应该存在与力系主矢和主矩相类似的形式,只需将力系简化时得到的相应公式

中的力矢置换成动量矢。于是有

总之,按照类比方法讲授课程,着重于对事物间共性的展现,通过类比推理,把抽象的道理具体化。这样,学生即使暂时感性认识不足,抽象思维能力不强,也能较好地理解、掌握相关知识点。

1.3 系统方法

系统方法就是从系统的整体性出发,把分析与综合、分解与协调结合起来,恰当处理部分与整体的辩证关系,科学地把握系统,达到整体优化。

例如,在讲授理论力学课程静力学部分时,就可以采用系统方法。传统的讲授模式是依次针对平面(空间)汇交力系、力偶系、任意力系,按照“力系简化力系平衡”的模式讲授。但是,系统地分析,既然静力学主要研究受力分析、力系的等效替换或简化、物体(系)在各种力系作用下的平衡条件等三个方面的问题,那么,在讲授受力分析之后,完全可以突破传统的各种力系简化与平衡独立阐述的模式,将力系的简化与力系的平衡分开,先介绍平面(空间)力系的简化,再探讨平面(空间)力系的平衡问题。这样的讲授次序也恰如其分地体现了静力学三个方面的研究内容。

再比如,在讲授材料力学课程时,也可以采用系统方法。传统的讲授模式是依次针对杆件的轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲四种基本变形,按照“受力特征变形特征内力应力变形”的模式讲授,并分析杆件(构件)的强度、刚度及稳定性。但是,系统地分析,既然材料力学主要研究强度、刚度、稳定性等三个方面的问题,那么,完全可以打破传统的每种基本变形分别独立阐述的模式,从构件的受力特点出发,统一阐述截面法求内力、绘制内力图和应力计算等与强度有关问题;从构件的变形特点出发,统一阐述与刚度有关的问题;以细长压杆为例,阐述与稳定性有关的问题。这样的讲授次序也很好地体现了材料力学三个方面的研究内容。

总之,按照系统方法讲授课程,既突出力学的基本理论和基本方法,又有利于形成有序的相互关联的教学单元,同时也避免了相同知识的重复阐述。这样,不仅有利于学生整体把握课程内容,也有助于学生理解知识点之间的内在联系。

1.4 理想化方法

理想化方法就是通过想象和逻辑思维,对具体的研究对象(即原型)进行理想化处理,有意识地突出主导因素,排除次要、无关因素,形成理想化的研究客体(即理想化模型),并借助于对理想化模型的研究,达到对原型特征和规律的认识。其本质是充分发挥想象力,分离事物的本质特性和非本质特性,把原型简化、钝化,使其升华到理想状态,以期深刻地揭示其特征和规律。爱因斯坦曾经说过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉”。

例如,在讲授材料力学课程对变形固体的基本假设时,就可以采用理想化方法。众所周知,变形固体是多种多样的,而材料力学中通过连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设等基本假设把性质复杂的变形固体简化为理想材料模型。事实上,工程材料模型与理想材料模型并不完全相同,但是,材料力学只着眼于材料的宏观性能而并不关心其微观上的差异。实践表明,基于理想材料模型可以得到比较满意的结果,即使是对于铸铁、混凝土等均匀性较差的材料。

总之,按照理想化方法讲授课程,着眼于把复杂问题简单化,通过忽略次要因素,摒弃次要矛盾,使问题变得直观、形象、简单,以便于分析、解决。这有利于培养学生的想象能力,发展学生的逻辑推理能力,从而提高学生的创新能力。

1.5 抽象方法③

抽象方法是深入现象的本质,排除对象次要的、局部的因素,通过思维去把握其固有的特征,以达到对于对象的本质和规律性的认识。科学抽象的过程,是“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的过程。④列宁曾经说过:“当思维从具体的东西上升到抽象的东西时,它不是离开――如果是正确的――真理,而是接近真理”,“物质的抽象,自然规律的抽象,价值的抽象以及其他等等,一句话,那一切科学抽象都更深刻、更正确、更完全地反映着自然”。

众所周知,变形固体在外力作用下所产生的物理现象是千变万化的,为了研究的方便,常常通过某些合理的假设将研究对象抽象成一种理想化模型。例如,在理论力学课程中,忽略变形固体受力后的变形因素,就抽象出理想刚体的力学模型;不计摩擦对结构平衡状态的影响时,就抽象出理想约束的模型;在研究天体的运动规律时,突出物体的位置和质量特性而忽略大小、形状等因素,就抽象出质点的力学模型。正是这些抽象模型,简化了所需分析、研究的问题,同时也客观深入地反映了事物的本质和内在规律。但是,需要注意的是,抽象模型是有条件的、受限制的、相对的,它随所关注的问题不同而发生变化。例如,在材料力学课程中,研究普通工程构件(如杆、梁、轴等)时,可以先不考虑构件在载荷作用下的变形,研究作用于其上的力,达到一定的认识水平;进一步,考虑构件的变形,并假定变形是弹性的,研究其在载荷作用下的弹性变形情况,达到另一认识水平;更进一步,引入材料的塑性性态,研究其在载荷作用下的弹―塑,就会得到更深层次的启发,当然,这已经超出了材料力学课程的研究范畴。

总之,按照抽象方法讲授课程,不仅可以加深学生对力学基本概念的理解与掌握,而且也有助于学生感悟如何运用抽象方法透过现象看本质,以达到解决问题的目的。

2 结束语

一花一世界,一课一洞天。虽然教无定法,但是,在基础力学课堂教学中,教师应善于将方法论融合到课程教学中,把讲知识和讲方法有机结合起来,使学生在知识学习的同时受到科学方法论的训练,在把握课程知识的基础上并能进行思维加工,或顺应或内化,从而突破思维的瓶颈,建立学习迁移,并培养自主学习的能力。

注释

①④张速.方法论在理论力学课程教学中的应用[J].力学与实践,2008.1(30):91-92.