| 很多同学在学习力学中表现出很大的畏难情绪，力学为什么不那么好学？这需要从力学的内容所要求在思维培养方面的特点说起。一般来讲，力学有两个基础：一是工程，二是数学。力学是建立在工程与数学基础上的，同时力学的责任要肩负起工程与数学之间的沟通桥梁。因此，力学有两个任务，把纯粹的数学变成工程，或者把工程变成纯粹的数学，做好工程与数学之间相互翻译、相互解读工作。为此，学习力学首先要求对工程有一定的了解；其次，要有扎实的数学推理能力，最后能在工程与数学之间自由穿行、相互解读。 力学是连接数学与工程的沟通桥梁 在思维方式培养上，工程学科，如土建、水利、桥隧、航空航天、铁路、材料等，要求学生具有直观的想象能力，属于具象思维；而数理推导，则培养学生抽象思维方式，并养成严密的逻辑推导能力。这是两种明显不同的思维方式，具象思维把抽象的东西变成工程实际，而抽象思维要把工程实际变成抽象的方程；有时具象思维并不需要严密的逻辑推理，例如工程师未必需要了解规范中那些参数是怎么来的，而只是记住规范、应用规范；抽象思维有时并不关心是否满足实际情况，例如纯粹的数学可以不关心方程或函数有没有实际意义，只管把它当成游戏，多一项少一项演绎不同的解；而力学要调节这两种思维方式，要让工程和数学成为同一事物、反应同一真实世界。这就体现了力学学习在思维培养上的难点。 第一、理解实实在在的东西容易，而建立抽象思维、严密的逻辑能力较难。 这很显然，例如要理解一个工程现象，拉到现场一看，工程是什么样学生就学什么样，这种直观的学习比较容易接受。但是如果要把工程抽象成数学，这就很难了，再进行逻辑演绎就更难了！ 第二、具象思维和抽象思维难以较好的融合。 工程学培养直观的想象能力；而数学推导则恰好是要求养成抽象能力。我们见到直观想象能力很强的学生，也见过数学推理很强的学生，但同时具有较强的动手能力和数理推理能力的学生并不多见，这主要在于这两者培养的思维方式不同，养成一种思维习惯的同时，有可能丢掉另外一些思维习惯。 第三、除了具备具象思维和抽象思维之后，还需要具备工程和数学互相翻译的能力。 力学学习者则不仅需要能把两种思维进行调和，还需要能够利用力学原理能对其互相表述，互相翻译。力学学习者，要求能见着工程能抽象出它的数学模型，而见到数学也能对应出它在工程中的实际。 这对于我们的启示是，既然力学在思维方式培养上属于混合思维，在教学和学习中就有必要针对于知识点进行划分，将每一知识点划分为工程、数学、力学三个内容。工程的归工程，数学的归数学，对于教师要求能够掌握工程和数学的教学方法，以便与前期的课程相衔接，力学的讲解重点在于能利用力学原理将工程和数学进行相互翻译、解读。实际上，在教学中，如果把一个知识点的工程背景和所需的数学工具，都讲解清楚了，力学部分的讲解就非常轻松。对于力学专业的学生而言，要有宽广的视野，力学不仅仅是专业内的课程，同时还需要有深厚的工程和数学涵养，在有学习工程和数学的相关机会时，不能带有偏见，如果自己能有很好的工程意识，并有坚实的数学功底，力学的学习就会事半功倍！ 来源：力学酒吧微信公众号（ID：Mechanics-Bar），作者：张伟伟 太原科技大学。 |
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