力學教學也能滲透美育教育

吳漢平

摘要:自然界是美的,力學也是美的。本文對力學中美的潛因進行了挖掘,并進一步指出了力學教學中美育滲透的作用和方法。

關(guān)鍵詞:美育;力學;教學;滲透

中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)12-0012-01

力學作為理工科大學生、中專生的一門重要基礎(chǔ)課,由于其課程的艱深,一直為廣大師生所重視。然而,在傳統(tǒng)的教學中,教者往往慣于采用邏輯推理方法,通過嚴謹、周密、絲絲入扣的演繹、認證、推理,把完整的理論框架和有關(guān)內(nèi)容構(gòu)成一個有內(nèi)在聯(lián)系的邏輯體系,傳授給學生,學生也通常采用異常刻苦、勤奮的學習方法攻讀它。這無疑是必要的。但是,如果我們在教學中挖掘?qū)W生的一些非智力因素的內(nèi)容,實施教學,就可以降低教學難度。例如,在力學教學的同時,實施美育教學,挖掘力學課程及教學中美的潛因,則會增加學生的學習興趣,提高學習效果。

一、力學課程中美的潛因

也許有人會說,力學課程枯燥、艱深,美從何言?其實,只要我們深入鉆研,細心品味,就可發(fā)掘出大量的潛因來。力學本身的內(nèi)在邏輯性、圖形對稱、均衡和驗證等都是具備了強有力的審美因素,只是我們未加考察而己。自然的、人生的美涉及力學內(nèi)容的更是比比皆是,藍天中的航機,碧水里的海船,綠地上的汽車,那賞心悅目的流線外型,不正是為能減小阻力、提高速度而設(shè)計的嗎?而竹子“挺拔不折美畫”之因恰恰正是壓桿穩(wěn)定原理的體現(xiàn)。倘若不用眼看,而用心去悟,美就更多了,我們不妨再舉幾例如下:

例1牛頓第二定律F=ma,可謂眾人皆知,但學習習運用時,往往是“就是論事”,死代公式,根本談不上其美。然而看起來如此簡潔的表達式,原則上卻可以解決一切力學問題:動量定理、沖量定理、動能定理……,均可由它演變而來。透過這三個字母,我們可以看到:力是物體產(chǎn)生加速度的原因;力和加速度的適量性、瞬時性、相對性無一不躍然紙上。而加速度又是速度的變化率,速度和位移又有著密切的聯(lián)系,于是順藤摸瓜,運動學的一系列知識也全然清楚了。因此,F=ma完全可視為一首好詩。它所具有的完善性和囊括經(jīng)典力學的偉力,它的和諧、簡潔不知博得多少人的贊嘆和驚異!類似的,靜力學平衡方程、動力學中的拉格朗日方程、越靜定結(jié)構(gòu)中的力法方程……等等,都可視為精妙絕倫的優(yōu)美詩篇。

例2在力學學習過程中,在對實際問題的處理方法上,采用不同的模型逐步逼近實際,同樣也會使人有一種漸入佳境之感。例如,在求圖示的有關(guān)物體的加速度時。在初學力學的情況下,一般先假定A、B為兩個質(zhì)點,斜面是光滑面,滑輪和繩質(zhì)量不計。這里假設(shè)了一連串的理想模型。隨著學習的深入,又補充了物體B與斜面間的磨擦系數(shù)為f,于是得到方程組:

mAg-T=mAa

T-mBgsin?茲-fmBgcos?茲=mBa

后來又學到剛體的定軸轉(zhuǎn)動,因此又要補充上轉(zhuǎn)動定律的內(nèi)容,再考慮到滑輪兩側(cè)的張力,于是又得到方程組:

mAg-T=mAa

T-mBgsin?茲-fmBgcos?茲=mBa

TAR-TBR=I?茁

同時應(yīng)有a=R?茁等,這樣一補修正,就更加接近實際情況了。隨著學習的繼續(xù)深入,就得再考慮繩子和繩子的伸長問題,物體B所受的摩擦力與其它力不共點等……表面上看,內(nèi)容越來越復雜,是一件苦事,然而轉(zhuǎn)換一種角度去考慮,假設(shè)我們在欣賞一件藝術(shù)珍品,粗看并無太美之處,但越往細處看,就越感其精美,贊嘆不已,不也正是這個道理嗎?況且理想模型本身就是一種美!

二、力學教學中滲透美育的作用

從上述可見,力學是美的,我們應(yīng)將其滲透到教學中去。這對我們的教學大有裨益。具體地說,滲透美育至少有以下兩點作用。

(一)能激發(fā)學生的學習興趣

興趣是學習的動力之一。它能把學生的學習精力由被動轉(zhuǎn)化為主動。力學中原來認為一堆干巴巴的公式,枯燥無味的題海,若從美的角度去審視它、研究它,就會感到是一種享受,從而興趣陡增,深究不止,學得活潑主動了。

(二)有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維

學生對美的判斷是具有一定能力的,如學生在解答習題或?qū)嶋H問題時,若最后得出的結(jié)果雜亂無章,缺乏簡潔和諧的形式,就會對自己的“發(fā)現(xiàn)”產(chǎn)生不信任感,而這種“直覺”往往就是正確的,這就是美育的作用,可稱之為“以美啟真”。其發(fā)生作用的機制,是美感和理智的內(nèi)在聯(lián)系。

三、課堂教學中美育的滲透方法

首先,我們應(yīng)根據(jù)教學內(nèi)容實施美育滲透,離開了教學內(nèi)容,就會沖淡主題。因此教師應(yīng)將力學教材中美的潛因與一般的知識性內(nèi)容組合在一起化到自己頭腦中并與自己已有的審美經(jīng)驗、知識相融合,然后,再將它們和諧地組織并物化在教案之中成為教學內(nèi)容。在課堂教學中,教師再通過教學手段將教學內(nèi)容展現(xiàn)在學生面前,教學內(nèi)容隨著優(yōu)美、恰當?shù)慕虒W形式作為一種信息進入學生的感覺通道傳遞到大腦,并通過大腦中已有“圖式”的同化,順應(yīng)和加工形成新的形象、觀念。

其次,教師在教學中要用必要的教學手段輔助美育的滲透。如語言:表達須清晰、生動形象,有節(jié)奏的輕重快慢、高低起伏的變化,以及含蓄、幽默,富有邏輯性等。動態(tài):教師配合恰當而優(yōu)雅的表情、手勢和姿態(tài),以“姿勢”助說話。板書:簡潔明了,書法優(yōu)美。教具:要直觀大方,能說明問題,并放置恰當?shù)鹊?。?chuàng)造一種課堂教學美,使學生確確實實感到力學內(nèi)容美、形式美、教學美,從而激發(fā)學生發(fā)自內(nèi)心的學習力學的欲望。

總之,在力學教學中,我們要充分挖掘出力學中美的潛因,通過課堂教學實施美育滲透,使學生能夠認識美、欣賞美、進而創(chuàng)造美!