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力学教学也能渗透美育教育

来源:用户上传      作者: 吴汉平

  摘要:自然界是美的,力学也是美的。本文对力学中美的潜因进行了挖掘,并进一步指出了力学教学中美育渗透的作用和方法。
  关键词:美育;力学;教学;渗透
  中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2009)12-0012-01
  
  力学作为理工科大学生、中专生的一门重要基础课,由于其课程的艰深,一直为广大师生所重视。然而,在传统的教学中,教者往往惯于采用逻辑推理方法,通过严谨、周密、丝丝入扣的演绎、认证、推理,把完整的理论框架和有关内容构成一个有内在联系的逻辑体系,传授给学生,学生也通常采用异常刻苦、勤奋的学习方法攻读它。这无疑是必要的。但是,如果我们在教学中挖掘学生的一些非智力因素的内容,实施教学,就可以降低教学难度。例如,在力学教学的同时,实施美育教学,挖掘力学课程及教学中美的潜因,则会增加学生的学习兴趣,提高学习效果。
  
  一、力学课程中美的潜因
  
  也许有人会说,力学课程枯燥、艰深,美从何言?其实,只要我们深入钻研,细心品味,就可发掘出大量的潜因来。力学本身的内在逻辑性、图形对称、均衡和验证等都是具备了强有力的审美因素,只是我们未加考察而己。自然的、人生的美涉及力学内容的更是比比皆是,蓝天中的航机,碧水里的海船,绿地上的汽车,那赏心悦目的流线外型,不正是为能减小阻力、提高速度而设计的吗?而竹子“挺拔不折美画”之因恰恰正是压杆稳定原理的体现。倘若不用眼看,而用心去悟,美就更多了,我们不妨再举几例如下:
  例1牛顿第二定律F=ma,可谓众人皆知,但学习习运用时,往往是“就是论事”,死代公式,根本谈不上其美。然而看起来如此简洁的表达式,原则上却可以解决一切力学问题:动量定理、冲量定理、动能定理……,均可由它演变而来。透过这三个字母,我们可以看到:力是物体产生加速度的原因;力和加速度的适量性、瞬时性、相对性无一不跃然纸上。而加速度又是速度的变化率,速度和位移又有着密切的联系,于是顺藤摸瓜,运动学的一系列知识也全然清楚了。因此,F=ma完全可视为一首好诗。它所具有的完善性和囊括经典力学的伟力,它的和谐、简洁不知博得多少人的赞叹和惊异!类似的,静力学平衡方程、动力学中的拉格朗日方程、越静定结构中的力法方程……等等,都可视为精妙绝伦的优美诗篇。
  例2在力学学习过程中,在对实际问题的处理方法上,采用不同的模型逐步逼近实际,同样也会使人有一种渐入佳境之感。例如,在求图示的有关物体的加速度时。在初学力学的情况下,一般先假定A、B为两个质点,斜面是光滑面,滑轮和绳质量不计。这里假设了一连串的理想模型。随着学习的深入,又补充了物体B与斜面间的磨擦系数为f,于是得到方程组:
  
  mAg-T=mAa
  T-mBgsin?兹-fmBgcos?兹=mBa
  
  后来又学到刚体的定轴转动,因此又要补充上转动定律的内容,再考虑到滑轮两侧的张力,于是又得到方程组:
  mAg-T=mAa
  T-mBgsin?兹-fmBgcos?兹=mBa
  TAR-TBR=I?茁
  同时应有a=R?茁等,这样一补修正,就更加接近实际情况了。随着学习的继续深入,就得再考虑绳子和绳子的伸长问题,物体B所受的摩擦力与其它力不共点等……表面上看,内容越来越复杂,是一件苦事,然而转换一种角度去考虑,假设我们在欣赏一件艺术珍品,粗看并无太美之处,但越往细处看,就越感其精美,赞叹不已,不也正是这个道理吗?况且理想模型本身就是一种美!
  
  二、力学教学中渗透美育的作用
  
  从上述可见,力学是美的,我们应将其渗透到教学中去。这对我们的教学大有裨益。具体地说,渗透美育至少有以下两点作用。
  (一)能激发学生的学习兴趣
  兴趣是学习的动力之一。它能把学生的学习精力由被动转化为主动。力学中原来认为一堆干巴巴的公式,枯燥无味的题海,若从美的角度去审视它、研究它,就会感到是一种享受,从而兴趣陡增,深究不止,学得活泼主动了。
  (二)有助于培养学生的创造性思维
  学生对美的判断是具有一定能力的,如学生在解答习题或实际问题时,若最后得出的结果杂乱无章,缺乏简洁和谐的形式,就会对自己的“发现”产生不信任感,而这种“直觉”往往就是正确的,这就是美育的作用,可称之为“以美启真”。其发生作用的机制,是美感和理智的内在联系。
  
  三、课堂教学中美育的渗透方法
  
  首先,我们应根据教学内容实施美育渗透,离开了教学内容,就会冲淡主题。因此教师应将力学教材中美的潜因与一般的知识性内容组合在一起化到自己头脑中并与自己已有的审美经验、知识相融合,然后,再将它们和谐地组织并物化在教案之中成为教学内容。在课堂教学中,教师再通过教学手段将教学内容展现在学生面前,教学内容随着优美、恰当的教学形式作为一种信息进入学生的感觉通道传递到大脑,并通过大脑中已有“图式”的同化,顺应和加工形成新的形象、观念。
  其次,教师在教学中要用必要的教学手段辅助美育的渗透。如语言:表达须清晰、生动形象,有节奏的轻重快慢、高低起伏的变化,以及含蓄、幽默,富有逻辑性等。动态:教师配合恰当而优雅的表情、手势和姿态,以“姿势”助说话。板书:简洁明了,书法优美。教具:要直观大方,能说明问题,并放置恰当等等。创造一种课堂教学美,使学生确确实实感到力学内容美、形式美、教学美,从而激发学生发自内心的学习力学的欲望。
  总之,在力学教学中,我们要充分挖掘出力学中美的潜因,通过课堂教学实施美育渗透,使学生能够认识美、欣赏美、进而创造美!


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