[摘 要] 根據(jù)理論力學(xué)課程的自身特點(diǎn)，運(yùn)用歸納與演繹、分析與綜合等辯證思維方法組織教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論力學(xué)積極性和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)解決實(shí)際問題的能力，提高教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 辯證思維；教學(xué)方法；歸納與演繹；聯(lián)系與類比

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

《理論力學(xué)》是高校機(jī)械類和土木類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課，要求學(xué)生掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，為后續(xù)課程如《材料力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《機(jī)械原理》等作準(zhǔn)備，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實(shí)際工程問題的能力。該課程內(nèi)容包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三大塊，內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，但也有必然聯(lián)系。目前，該課程的現(xiàn)狀不太樂觀，對(duì)理論力學(xué)的教學(xué)課時(shí)進(jìn)行大量的壓縮，教學(xué)內(nèi)容沒有變化，同時(shí)，《理論力學(xué)》很枯燥，概念很抽象，這樣給任課教師帶來了挑戰(zhàn)，高校教師都面臨如何提高《理論力學(xué)》教學(xué)效果的問題，并對(duì)此進(jìn)行大量的探索，取得了良好的效果。筆者從唯物辯證法思維角度來進(jìn)一步探討理論力學(xué)教學(xué)方法的改革。

辯證思維方法是人們進(jìn)行正確理性思維的方法，是現(xiàn)代科學(xué)思維方法的方法論前提，以概念作為為基礎(chǔ)，通過概念、判斷、推理的形式，認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。主要有歸納與演繹（從個(gè)別到一般、從一般到個(gè)別）、分析與綜合（分析是綜合的基礎(chǔ)，綜合是分析的完成）等，辯證思維方法是相互貫通、相互滲透的、互相聯(lián)系、不可分割的。通過辯證思維的方法運(yùn)用，讓學(xué)生對(duì)概念、定理深入理解，全面掌握分析和解決問題思路和方法，我們從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析：

1 運(yùn)用聯(lián)系與類比的方法，剖析基本概念和基本定理

《理論力學(xué)》的概念繁多，與高中物理和大學(xué)物理有很多重復(fù)，研究思路有很大的相似性，一些基本的概念可以讓學(xué)生自己復(fù)習(xí)一下，教師不用再講述。但從聯(lián)系角度出發(fā)把概念進(jìn)行歸類，概念是思維的細(xì)胞，離開了概念，所有的理論就成了無源之水，無本之木。所以分析概念的聯(lián)系與區(qū)別，拋棄事物的片面性和表面性，抓住本質(zhì)屬性，按照現(xiàn)象—概念—推理—本質(zhì)性結(jié)論這樣的過程，學(xué)會(huì)如何進(jìn)行知識(shí)的遷移，提升分析問題的水平。例如：靜力學(xué)部分的概念主要包括力、力偶、力矩的概念，從它們的聯(lián)系出發(fā)直接比較三者的異同，三者在軸上的投影分析，接著講解它們的如何簡(jiǎn)化的方法，分清各個(gè)簡(jiǎn)化定理的使用范圍及成立條件，對(duì)比平面力系與空間力系的簡(jiǎn)化結(jié)果，加強(qiáng)對(duì)結(jié)論的理解，從約束反力角度分析摩檫力性質(zhì)和特點(diǎn)，講解該部分內(nèi)容時(shí)需要聯(lián)系動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要概念：動(dòng)量矩，同時(shí)把相關(guān)概念解釋清楚，再講解相關(guān)定理，這樣可以節(jié)約很多時(shí)間。運(yùn)動(dòng)學(xué)部分：先研究點(diǎn)在矢量坐標(biāo)系、自然坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析同一點(diǎn)在三個(gè)坐標(biāo)系中的關(guān)系及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述方法。再比較分析不同參考系中三種運(yùn)動(dòng)的定義：即絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng)。闡述三種定義時(shí)，必須通過一個(gè)具體的例子，結(jié)合辯證法思想分析三者的聯(lián)系和區(qū)別，尤其是三種運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線特點(diǎn)，找出動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系、定系、牽連點(diǎn)關(guān)系。牽連速度求解問題是個(gè)難點(diǎn)，必須分清在所選參考系的軌跡是否明顯，特別要注意三種速度的方向和三種速度關(guān)系，發(fā)現(xiàn)它們始終滿足平行四邊形法則，比較剛體的平動(dòng)與剛體的平面運(yùn)動(dòng)的概念，弄清楚兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度、角速度、角加速度、加速度特點(diǎn)和求解方法，這兩個(gè)概念學(xué)生很容易混，把平面運(yùn)動(dòng)看成平動(dòng)，把平動(dòng)當(dāng)成平面運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力學(xué)部分與靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)是很有聯(lián)系的，它是探討作用力與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，例如速度對(duì)時(shí)間變化率是加速度，動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間的變化率推導(dǎo)出動(dòng)量矩定理和剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的微分方程，功對(duì)時(shí)間的變化率推導(dǎo)出功率方程，這樣就可以解決平動(dòng)效應(yīng)與主矢、轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與主矩的關(guān)系。從公式聯(lián)系出發(fā)，推導(dǎo)出公式容易理解，方便記憶，能夠靈活運(yùn)用解決具體問題。

2 運(yùn)用歸納與演繹的方法，即從個(gè)別到一般，從一般到個(gè)別的方法，把握定理和概念的運(yùn)用

唯物辯證法是對(duì)自然、社會(huì)、思維的一般規(guī)律的概括，一種方法論，是一種科學(xué)的認(rèn)識(shí)方法。我們可以從個(gè)別實(shí)例推導(dǎo)出一般理論（定理和公式）可以節(jié)約時(shí)間，提高效率，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題。例如，靜力學(xué)部分關(guān)鍵是受力分析，要把受力分析把握好，必須要搞清楚約束的特征，該部分內(nèi)容可以通過一個(gè)包含各種約束的例題來說明各種約束和約束反力特點(diǎn)，這樣非常明了。研究力系平衡問題時(shí)，尋找一個(gè)典型求解平面力系平衡問題的例題和一個(gè)空間力系的平衡問題的例題，歸納出運(yùn)用力矩與投影方程的規(guī)律，選擇坐標(biāo)系的技巧，簡(jiǎn)化計(jì)算，提高學(xué)生學(xué)習(xí)《理論力學(xué)》的興趣。運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的速度合成定理通過一艘船橫渡河流的實(shí)例，分析三種運(yùn)動(dòng)，推導(dǎo)出速度合成定理的公式，即絕對(duì)速度等于牽連速度與相對(duì)速度的矢量和，學(xué)生對(duì)公式的把握更直觀，便于理解和運(yùn)用，再舉例分析，理解得到強(qiáng)化，至于公式的推導(dǎo)可以自行學(xué)習(xí)。同樣可以推出牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理，再通過實(shí)例分析比較加速度公式異同，分析科氏的方向和大小的計(jì)算，科氏加速度是一個(gè)難點(diǎn)，搞清楚它來源于兩個(gè)部分：一部分是由于相對(duì)速度方向的改變產(chǎn)生；一部分是牽連速度大小的改變而產(chǎn)生，同時(shí)結(jié)合矢量投影定理的應(yīng)用。利用同樣的方法研究平面運(yùn)動(dòng)的合成與分解，可以剖析平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度和加速度求解方法，通過典型例題講解，最好是可以分別運(yùn)用基點(diǎn)法、速度投影定理、速度瞬心三種方法在同一題中求同一點(diǎn)的速度，讓學(xué)生比較分析三種求速度的方法的特點(diǎn)，總結(jié)出它們的規(guī)律，然后，出三道類似的計(jì)算題讓學(xué)生自己分析。工科的學(xué)生注重公式、理論的運(yùn)用，公式的理論推導(dǎo)可以作一般性了解，掌握這些方法后再去解決具體問題，可以得心應(yīng)手，游應(yīng)有余，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)《理論力學(xué)》的積極性。

3 運(yùn)用分析與綜合的方法，提高學(xué)生靈活、綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力

分析與綜合的思維方法比歸納與演繹要深刻得多，高級(jí)的多，分析就是把所要研究的問題進(jìn)行分解，再把分解的各個(gè)部分加以研究，找出規(guī)律性的東西。綜合就是把整個(gè)問題分解成各個(gè)部分的基礎(chǔ)上，再按其內(nèi)在規(guī)律結(jié)合成一個(gè)統(tǒng)一整體，不是簡(jiǎn)單地、機(jī)械地湊合在一起的，分析與綜合實(shí)際上是個(gè)整體與部分的關(guān)系問題，也是個(gè)共性與個(gè)性的問題。一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)過程，就是要把分析與綜合兩者結(jié)合起來，才能形成一個(gè)關(guān)于事物的統(tǒng)一的整體認(rèn)識(shí)。在《理論力學(xué)》的教學(xué)過程中運(yùn)用分析與綜合的思維方法，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、建構(gòu)力學(xué)模型的能力，這個(gè)能力可以體現(xiàn)在周培源全國大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽綜合題上，就是說，主要應(yīng)用于解決具體問題的綜合運(yùn)用上，也是作為一種辯證的邏輯思維方法價(jià)值所在。例如，在靜力學(xué)受力分析時(shí)，畫整體受力分析與各個(gè)桿件的受力分析，可以看成分析與綜合思維方法的運(yùn)用，運(yùn)動(dòng)學(xué)部分：點(diǎn)與剛體的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的綜合題，體系包括二、三個(gè)以上的桿件，先分析每個(gè)桿件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，桿件的運(yùn)動(dòng)一般分為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、平面運(yùn)動(dòng)、平動(dòng)。再分析點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、角速度、角加速度，對(duì)于平板構(gòu)件，可以進(jìn)行簡(jiǎn)化為桿件來研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。最后綜合分析整體運(yùn)行規(guī)律，可能還要多次運(yùn)用矢量投影定理（速度矢量投影和加速度矢量投影）。動(dòng)力學(xué)部分：最重要、最難的是運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的普遍定理即動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理和動(dòng)能定理解決動(dòng)力學(xué)綜合性的問題，對(duì)于動(dòng)力學(xué)的問題，可以從運(yùn)動(dòng)微分方程和和牛頓三定律出發(fā)來解決，如果問題復(fù)雜時(shí)，利用動(dòng)力學(xué)普遍定理聯(lián)合求解會(huì)變得容易，怎樣找到合適的解題方法，該部分的綜合題理應(yīng)采用分析與綜合的思維方法，對(duì)系統(tǒng)的整體和部分進(jìn)行受力分析，選擇不同的定理。所應(yīng)用的定理不同，受力分析的側(cè)重點(diǎn)是不一樣的。由于內(nèi)力或內(nèi)力主矢不改變質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量和動(dòng)量矩，因此應(yīng)用動(dòng)量和動(dòng)量矩定理時(shí)沒有必要考慮內(nèi)力，但應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)一定要考慮內(nèi)力，內(nèi)力做功可能不為零。接著就分析其各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，然后，從整體上分析比較所選擇定理和方程的優(yōu)劣，通過綜合分析可以讓復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。

4 結(jié)語

隨著《理論力學(xué)》教學(xué)課時(shí)的壓縮，按照新的《理論力學(xué)》大綱要求，許多高校把運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分與大學(xué)物理重疊的內(nèi)容刪去了，這樣出現(xiàn)了教師的教學(xué)跨越性，學(xué)生學(xué)習(xí)上有難度，突然進(jìn)入動(dòng)力學(xué)三大定理，顯得知識(shí)脫節(jié)，無所適從的感覺。如果再按照原來的教學(xué)方法來組織教學(xué)，學(xué)生和教師都會(huì)難以適應(yīng)，會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)效果。我們采用唯物辯證法，把辯證思維方法運(yùn)用到《理論力學(xué)》當(dāng)中去，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)《理論力學(xué)》的積極性和學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力?！独碚摿W(xué)》中的許多問題的力學(xué)模型來源于實(shí)際工程問題，掌握好《理論力學(xué)》學(xué)習(xí)方法和基礎(chǔ)知識(shí)，能夠?yàn)楹罄m(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

最近幾年筆者擔(dān)任車輛工程、材料控制工程等專業(yè)的《理論力學(xué)》主講教師，通過唯物辯證思維法應(yīng)用，教學(xué)效果逐漸顯著，主要表現(xiàn)在及格率不斷提高和高分人數(shù)的比率不斷增多上。

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作者簡(jiǎn)介：許君風(fēng)（1973-），男，講師，碩士，研究方向：工程力學(xué)。

孫玉周（1974-），男，副教授，副院長(zhǎng)，博士，研究方向：微納米力學(xué)、高性能水泥復(fù)合材料、工程數(shù)值仿真。