浅析将哲学思想融入《理论力学》的教学方法

浅析将哲学思想融入《理论力学》的教学方法

高克林张淑琴程兆刚中国人民解放军军械工程学院

【摘要】在理论力学授课过程中融入哲学思想,可以培养学生对力学的兴趣,深入掌握这门课程,并有助于学习其他学科,同时有利于培养学生辩证唯物主义的世界观,培养正确的分析问题的思维和解决问题的能力。

【关键词】理论力学哲学思想辩证法

【中图分类号】G642【文献标识码】A

【文章编号】1674-4810(2010)07-0071-02

哲学的发展过程和力学的发展过程相互促进,而哲学思想可以贯穿所有的学科,哲学对所有的学科都有指导意义,力学中蕴涵着丰富的哲学思想,本人在理论力学教学过程中结合哲学思想,引导学生从哲学的角度思考、掌握理论力学这门学科,取得了一定的教学效果,现参考大学教材《自然辩证法》,浅谈如何将哲学思想融入理论力学教学中。

一辩证唯物主义指导理论力学的研究

理论力学是学习机械运动一般规律的科学,研究科学的过程,就是认识客观世界的过程。任何正确的科学研究方法都符合辩证唯物主义的认识规律,即实践——理论——实践,下面从两个方面说明理论力学也遵循这个认识规律。

1.理论力学的学科建立遵循辩证唯物主义认识论

理论力学的研究对象是点、质点、刚体,均是理想化的物理模型,是首先在对事物观察和实验的基础上进行观察、分析,再通过假设、推理、分析表象与本质间的必然联系,经过理想化上升为理论建立的,然后研究理论力学时再应用这些经过理想化的模型。比如静力学的理想化模型是刚体,即在研究物体受力平衡时可以忽略物体的变形;运动学的理想化模型是点和刚体,即在研究物体运动规律时,若大小和形状都可以忽略,研究对象理想化为点,若大小和形状都不能忽略,只能忽略变形,研究对象理想化为刚体;动力学的理想化模型是质点、质点系,在研究人造卫星的轨道时,卫星的形状和大小对所研究的问题没有什么影响,可以将卫星抽象为一个质量集中在质心的质点。在研究绕对称轴旋转的自旋卫星的角速度的变化问题时,若其上有质点对称向外伸展,简化模型就必须是质点系。通过这些理想化过的模型研究物体机械运动的规律,才能够认清机械运动的特性,最终构成理论力学的全部内容,完全遵循实践——理论——实践这一认识规律。

2.理论力学的应用遵循辩证唯物主义认识论

理论力学是从实践、实验形成的一门学科,在大学本科教育中,它是机械类专业人才培养方案中一门专业教育类的学科专业基础必修课程,工程专业一般都要接触到机械运动的问题,有些工程问题可以直接应用理论力学的理论来解决,不能直接应用理论力学的理论来解决,可以结合其他知识来解决,也遵循实践——理论——实践这一认识规律。

二哲学的基本规律贯穿于理论力学学科

1.对立统一规律

对立统一规律主要揭示事物的矛盾是事物发展的动力。理论力学中有两类可以用对立统一规律来解释:第一类是一些概念,静力学中有一个重要的概念——平衡,即物体相对惯性参考系保持静止或作匀速直线运动。平衡和运动是一对矛盾体,恩格斯说:“从辩证的观点来看,运动表现于它的反面,即表现在静止中。”

也就是说,离开静止去谈运动,就不可能了解运动究竟是什么事物或者是什么形式的运动,就无法找到衡量运动的尺度。所以,平衡的状态是相对的。第二类是抓住主要矛盾,其贯穿于理论力学的所有习题中。理论力学中习题的求解,第一步都是取研究对象,研究对象该如何取?在讲解过程中,结合矛盾的普遍性和特殊性强调要用抓住主要矛盾这种哲学思想来统领理论力学习题,而主要矛盾通常是所要求解的未知量,求解过程就是围绕这个主要矛盾确定解题步骤或者合适的定理方法。

2.质量互变规律

质量互变原理指出,量变转化为质变,质变又转化为新的量变。在量变中有部分质变,在质变中有量的扩张,由量变到质变,由部分质变到根本质变。讲解稳定平衡这一部分内容(如下图),若从质量互变规律这个角度来讲解,这三种平衡的过程非常圆满、完整。在稳定平衡问题中,量即势能,质即平衡形式,度即稳定。

(a)中物体势能最小,其平衡状态是稳定的,当势能逐渐增大,到状态(b)时,势能不变,其平衡状态叫随遇平衡,在此基础上势能继续增大,到状态(c)时势能具有最大值,其平衡状态是不稳定平衡。结合现实,学生可以认识到掌握“度”的规律是多么的重要。

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3.否定之否定规律

事物的发展由肯定阶段到否定阶段,并没有结束自己发展的进程,它更重要的发展阶段就是对否定的再度否定。理论力学的研究范围是宏观的。运动速度远小于光速的物体,理论基础是牛顿三定律;当物体的运动速度接近光速时或者研究微观物体时,牛顿定律就被否定了。前者必须采用相对论力学;后者则须采用量子力学。从牛顿力学到相对论力学或者量子力学只是人类对自然的认识上升了一个层次,但绝不是最终的认识,随着人类认识的进展,相对论和量子力学也会发展到被否定阶段。

三从哲学的角度分析理论力学中的定理、概念

针对一些问题从哲学的角度进行分析,可以使学生更深刻地认识理论的本质。比如,在讲解动量矩守恒定律时,曾给同学们提出一个问题:既然宇宙间只有引力,为什么宇宙中的物体不会塌缩到一起,星球经过漫长的岁月依旧处于相当分散的状态呢?从哲学的观点断言有引力必定有斥力,所以不会塌缩。其实原因存于动量矩守恒定律。因为只要物体的运动方向不是正对星球的,它的动量矩就不会为零,这样物体在有力的作用下动量矩是守恒的,自然就不会掉到别的星球上去。在讲解动能定理时,首先要讲清对机械运动强弱的描述有了动量、动量矩,为什么还需要引入动能呢?哲学中能量原理是研究机械运动与其他运动形式转化的依据,在力学中要从能量的角度度量机械运动。

四结束语

以上是笔者在理论力学教学中融入哲学的初步探索,哲学思想应用于理论力学教学,能使学生在掌握知识的同时,也获得一定分析问题和解决问题的能力。哲学揭示的是世界万物的共同本质和普遍规律,具有高度的概括性,在力学的教学中如何从哲学的角度拓展教学内容,开发学生思维,还有待于广大同仁共同研究、探索。

参考文献

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[2]总政治部宣传组编.马克思主义基本原理概论(试用本)[M].北京:国防大学出版社,2006

[3]教育部社会科学研究与思想政治工作司组编.自然辩证法[M].北京:高等教育出版社,2004

[4]胡海岩.对力学教育的若干思考[J].力学与实践,2009.30(1):70~72

[5]张速.方法论在理论力学课程教学中的应用[J].力学与实践,2008.30(1):91~92

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