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關(guān)鍵詞:機械專業(yè);分析力學(xué);教學(xué)內(nèi)容;授課方法
中圖分類號:O342 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)11-0174-02
一、分析力學(xué)課程特點和內(nèi)容
分析力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)的一個分支,其嚴格定義目前尚未有一致性結(jié)論[1]。一般認為分析力學(xué)是以廣義坐標為手段,虛位移原理和動力學(xué)普遍方程為理論基礎(chǔ),運用數(shù)學(xué)分析的方法研究力學(xué)問題的一門學(xué)科[2]。1788年,拉格朗日重要著作《Mécanique Analytique》的出版,標志著分析力學(xué)的初步形成。之后在各國學(xué)者的推動下,分析力學(xué)取得了長足的發(fā)展,并且有了更豐富的內(nèi)涵和外延。
分析力學(xué)學(xué)科具有以下特點:(1)以標量的“能量”以及廣義坐標、廣義力為中心;(2)不考慮理想約束力,因此比起牛頓力學(xué),更適于處理約束系統(tǒng);(3)高度數(shù)學(xué)化,有理論深度;(4)應(yīng)用廣泛,已超出經(jīng)典力學(xué)范疇。
分析力學(xué)學(xué)科包含如下內(nèi)容:拉格朗日力學(xué)、哈密頓力學(xué)、動力學(xué)變分原理、微振動理論、剛體動力學(xué)、天體力學(xué)、穩(wěn)定性理論、Noether定理、Birkhoff系統(tǒng)、幾何力學(xué)等。其中,傳統(tǒng)工科分析力學(xué)的授課內(nèi)容一般為前三部分,而理科分析力學(xué)的內(nèi)容要更為廣泛一些。
二、機械專業(yè)分析力學(xué)課程存在的問題
對于機械專業(yè)來講,其研究對象為受約束的機構(gòu),研究內(nèi)容為機械振動和機構(gòu)動力學(xué)等。對于機械振動,分析力學(xué)可使其建模方法更加規(guī)范化;對于機構(gòu)動力學(xué),由于其存在大量的約束,采用分析力學(xué)方法建模更加便捷。因此,機械專業(yè)分析力學(xué)課程的開展是非常必要的。
目前對于機械專業(yè)的分析力學(xué)課程,還存在一些值得探討的問題。首先,這門課程一般只作為選修課,課時有限,授課時必須有所取舍和側(cè)重;其次,工科學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對理科學(xué)生略顯薄弱,但課程中存在一些數(shù)學(xué)背景深厚的概念,因此需要在課程的嚴謹性和易懂性之間取得一定的平衡;最后,分析力學(xué)即使在力學(xué)課程中也是一門基礎(chǔ)學(xué)科,因此在授課時應(yīng)注意將其知識與其他力學(xué)課程中的知識串聯(lián)在一起,而不是孤立地講授。
下文針對這些問題,討論了機械專業(yè)分析力學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)置,并闡述了筆者在講解一些重要內(nèi)容和知識點時相比傳統(tǒng)的授課方法進行的具體改進。
三、機械專業(yè)分析力學(xué)課程的內(nèi)容設(shè)置和講授方法
上文提到,機械專業(yè)分析力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域主要在結(jié)構(gòu)和機構(gòu)動力學(xué),因此,課程的設(shè)置應(yīng)偏重于拉格朗日力學(xué),尤其是第二類拉格朗日方程。
(一)第一章 緒論
講述近代力學(xué)發(fā)展史、分析力學(xué)的大致定義、分析力學(xué)的特點。在近代力學(xué)發(fā)展史講授中,要突出分析力學(xué)尤其是拉格朗日力學(xué)的地位,提高學(xué)生對課程的重視性。講述分析力學(xué)特點時,要明確指出其最大特點是適合處理約束系統(tǒng),以區(qū)別理論力學(xué)所學(xué)的知識。
(二)第二章 分析運動學(xué)
這部分屬于基礎(chǔ)知識,授課內(nèi)容靈活性不大,講授內(nèi)容包括:約束、等時變分、虛位移和自由度、廣義坐標、運動學(xué)問題的分析法。
對于第一部分約束,筆者相比其他一些傳統(tǒng)教材,加入了判斷微分約束是否可積的方法。因為學(xué)生在接觸到微分約束不一定是非完整約束這個結(jié)論的時候,很自然地會產(chǎn)生一個問題:究竟哪些微分約束才是可積的?該部分的內(nèi)容填補了這個空白。
第二部分內(nèi)容等時變分實際上在這里講授顯得較早,但是該部分內(nèi)容作為基礎(chǔ),可以使得下一部分內(nèi)容虛位移中變分符號的出現(xiàn)不顯得太過突兀。另外通過學(xué)習(xí)變分的運算法則,學(xué)生才能夠從坐標的約束方程得到各虛位移之間的約束方程。
第三部分內(nèi)容與傳統(tǒng)授課相比,筆者主要針對自由度這個概念將學(xué)生所學(xué)知識橫向比較。對于自由度的概念,學(xué)生在許多課程中都有學(xué)習(xí),但不同課程由于研究對象不同,對其定義也會有所偏差。例如,振動力學(xué)由于不涉及非完整約束,就可以把自由度定義為描述系統(tǒng)位形的最少坐標數(shù)。另外還要對學(xué)生強調(diào),自由度數(shù)與所研究的問題側(cè)重點有關(guān),例如四連桿機構(gòu)有一個自由度,但如果考慮連桿的彈性振動,則有無限個自由度。
第五部分內(nèi)容運動學(xué)問題的分析法是大部分傳統(tǒng)教材所沒有的,內(nèi)容主要參考了教材[3]。通過學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容可以基于坐標之間的關(guān)系得到速度之間的關(guān)系,避免了采用理論力學(xué)的基點法。這樣一來,即使學(xué)生理論力學(xué)基礎(chǔ)較差,也不會太過影響這門課程的學(xué)習(xí)。
(三)第三章分析靜力學(xué)
這部分內(nèi)容設(shè)置靈活性同樣不大,講授內(nèi)容包括:廣義力、虛位移原理、拉格朗日-狄里克雷定理。
第二部分虛位移原理的使用范圍本應(yīng)是“理想約束、雙面約束、實位移是虛位移中的一個”。但是學(xué)生對于“實位移是虛位移中的一個”這個表述一般不易理解。因此可以放寬為“理想約束、雙面約束、定常約束”,這樣并不影響學(xué)生應(yīng)用該原理。對于例題的設(shè)置,可以選用一些材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)求解梁支座約束力的題目,以體現(xiàn)分析力學(xué)的基礎(chǔ)性。
第三部分拉格朗日-狄里克雷定理是虛位移原理在保守系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。對于平衡穩(wěn)定性的概念,可以引入材料力學(xué)的壓桿穩(wěn)定性和流體力學(xué)中繞流物體的穩(wěn)定性進行類比,使學(xué)生認識到這是一個具有普遍意義的概念。
(四)第四章分析動力學(xué)
傳統(tǒng)分析動力學(xué)需要講授哈密頓正則方程及相關(guān)概念,但是哈密頓正則方程主要優(yōu)勢在于研究物理領(lǐng)域,對于機械振動和機構(gòu)動力學(xué),正則方程用處較小。而正則方程延伸出的諸多概念如正則變換、泊松括號等,學(xué)生學(xué)習(xí)起來太過抽象。因此筆者認為機械專業(yè)可以不講授哈密頓正則方程相關(guān)內(nèi)容。因此這一章的講授內(nèi)容包括:動力學(xué)普遍方程、第二類拉格朗日方程、動能的結(jié)構(gòu)、微振動、初次積分、第一類拉格朗日方程、Routh方程。
本章第二部分第二類拉格朗日方程是分析力學(xué)課程最重要的內(nèi)容。第二類拉格朗日方程的推導(dǎo)過程較為煩瑣,學(xué)生會感到枯燥,但仍然不可或缺。因為這部分公式的推導(dǎo)為接下來的內(nèi)容如動能的結(jié)構(gòu)、初次積分等打下了基礎(chǔ),同時對學(xué)生的邏輯思維能力也是一個提升。在例題方面,筆者建議設(shè)置一些電路系統(tǒng)和機電耦合系統(tǒng),這樣可以使學(xué)生意識到該方程的普適性。另外,學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時,常犯的一類錯誤就是眼高手低,尤其是求導(dǎo)、正負號等很容易出錯。因此一定要讓學(xué)生獨立完成一定量的課堂練習(xí)。
第三部分內(nèi)容動能的結(jié)構(gòu)雖然略顯抽象,但考慮到旋轉(zhuǎn)機械動力學(xué)是機械領(lǐng)域的一個重要研究方向,仍然有必要進行講授。這部分內(nèi)容也為第四和第五部分內(nèi)容打下了基礎(chǔ)。
第四部分內(nèi)容微振動主要講授如何得到非線性振動的線性化方程。筆者發(fā)現(xiàn)在許多工科的振動力學(xué)教材中,雖然都提到了把動能寫成速度的二次型,勢能展開為坐標的二次型,就可以得到線性化的振動方程,但并沒有給出一種規(guī)范的方法,因此添加了這部分內(nèi)容。這部分內(nèi)容主要參考了理科教材[4]。
第五部分內(nèi)容是分析力學(xué)求解動力學(xué)方程的古典方法。雖然目前求解動力學(xué)方程往往采用數(shù)值方法,但并不代表該部分內(nèi)容就不重要了,因為初次積分代表系統(tǒng)存在守恒量,在一些特殊條件下代表具體的力學(xué)量的守恒,如能量守恒、角動量守恒等,具有明確的物理意義,而不僅僅是數(shù)學(xué)上的抽象概念。另外需要對學(xué)生強調(diào)初次積分和約束的區(qū)別,雖然形式相似,但前者是由動力學(xué)方程得到的,而后者是純粹的運動學(xué)概念。
(四)第五章動力學(xué)變分原理
動力學(xué)存在多種形式的變分原理,筆者在授課時只選擇了工程中常用的兩個變分原理,一是高斯最小拘束原理,二是哈密頓原理。前者在機構(gòu)分析中應(yīng)用較多,而后者在彈性振動中應(yīng)用廣泛。這一章的講授內(nèi)容包括:高斯原理、泛函與變分法、哈密頓原理。
第二部分泛函與變分法的講授主要是為哈密頓原理打基礎(chǔ)。雖然學(xué)生只需記住公式便可運用哈密頓原理,但實際上對于接觸最多的有限自由度系統(tǒng),直接使用第二類拉格朗日方程會比哈密頓原理方便得多,因此哈密頓原理主要是講述一種思想而非具體方法,所以一定要講授泛函和變分法的概念。對于哈密頓原理,其泛函的宗量較為抽象,可以引入簡支梁的應(yīng)變能(宗量為撓度)作為類比,便于學(xué)生理解。
第三部分的哈密頓原理與第二類拉格朗日方程等價,但使用起來需要分部積分,沒有直接采用后者方便,學(xué)生往往會有一種印象,認為哈密頓原理用處不大。因此筆者授課時引入了簡支梁的振動方程作為例題,雖然推導(dǎo)過程比較煩瑣,但可以使學(xué)生了解到,哈密頓原理可以處理第二類拉格朗日方程不能處理的問題,而不僅僅是數(shù)學(xué)形式上更簡潔。
四、結(jié)論
分析力學(xué)作為一門古老的學(xué)科,內(nèi)涵外延非常豐富,針對不同本科專業(yè)的授課內(nèi)容應(yīng)具有不同的側(cè)重點,授課方式也應(yīng)有所不同。本文針對機械專業(yè)分析力學(xué)課程存在的一些問題,闡述了教學(xué)內(nèi)容和方法上的具體改進。在教學(xué)內(nèi)容中,充分考慮機械專業(yè)工科特點,刪減了一些偏理科專業(yè)的內(nèi)容。在教學(xué)方法上,一方面注重與其他課程的聯(lián)系,突出分析力學(xué)的基礎(chǔ)性。另一方面兼顧了課程的嚴謹性和學(xué)生的理解能力。實踐證明收到了良好的教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]梅鳳翔.分析力學(xué)的定義和內(nèi)容――分析力學(xué)札記之二十五[J].力學(xué)與實踐,2015,37(2):238-242.
[2]力學(xué)詞典編輯部.力學(xué)詞典[M].北京:中國大百科全書出版社,1990.
1.1學(xué)生現(xiàn)有的知識體系不能滿足教學(xué)內(nèi)容的要求
經(jīng)濟法涵蓋的知識點非常多,需要學(xué)生要具有豐富的知識理論體系,但是高職院校對經(jīng)濟法的開設(shè)一般是在學(xué)生入學(xué)之后的第二年,學(xué)生對法學(xué)的前期基礎(chǔ)知識幾乎空白。因此學(xué)生只是熟讀了課本,卻不能吃透該法律的內(nèi)涵。導(dǎo)致學(xué)生只知其一、不知其二,更談不上靈活運用相關(guān)法律來處理社會主義市場經(jīng)濟中的出現(xiàn)的實際問題了。
1.2傳統(tǒng)應(yīng)試教育制約教學(xué)手段創(chuàng)新
教師重理論知識教學(xué)、輕實踐能力培養(yǎng);重考試成績提高、輕創(chuàng)新思維拓展。具體到實踐中就是教師采取應(yīng)試的教育模式,結(jié)果導(dǎo)致教學(xué)手段被限制,例如基于課時的限制,很多教師在教學(xué)的過程中得不得采取講授的方法,而不能應(yīng)用多種教學(xué)策略的方法,結(jié)果忽視了向?qū)W生闡述相關(guān)立法的原則與初衷。學(xué)生學(xué)到的知識永遠離不開課本,離不開教材,一旦走向社會就會力不從心,不能將理論聯(lián)系實際,解決實際問題。
1.3教材混亂,教師不精
教材是支撐整個教學(xué)體系的重要因素,是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要工具,因此教材的質(zhì)量直接影響教學(xué)質(zhì)量,但是結(jié)合當(dāng)前高職院校經(jīng)濟法教材的現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn),目前存在教育體系中經(jīng)濟法教材種類比較多,截止到目前為止有十幾種版本的教材,過多的教材版本會給教育教學(xué)帶來系列的問題:一是過多版本的教材,導(dǎo)致高職院校在選擇教材時缺乏針對性,使得教育目的不明確。二是教材內(nèi)容的繁瑣,影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。以我院校使用的教材為例,我院應(yīng)用的教材多則500多頁,大量的內(nèi)容依靠教師在課堂上講解是不現(xiàn)實的,因此需要學(xué)生通過自學(xué)進行,而由于經(jīng)濟法具有非常專業(yè)的知識結(jié)構(gòu),因此學(xué)生的自學(xué)又很難得到應(yīng)有的效果。三是教材的內(nèi)容比較落后。近些年我國相關(guān)法律在不斷更新,但是教材的內(nèi)容卻沒有及時更新,結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生學(xué)到知識具有滯后性。經(jīng)濟法教學(xué)內(nèi)容豐富、抽象,理論性和實踐性很強,要求教師知識全面。然而,教經(jīng)濟法的教師主要是從相關(guān)院校畢業(yè)之后直接從事教學(xué)工作的,他們?nèi)狈ο鄳?yīng)的實踐經(jīng)驗,因此該部分教師在教學(xué)中也會忽視實踐教學(xué)。
2將案例教學(xué)融入到經(jīng)濟法教學(xué)中的意義
2.1有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和積極性的調(diào)動
經(jīng)濟法教學(xué)中艱深晦澀的法律條文會讓學(xué)生產(chǎn)生厭倦、抵觸的心理,典型案例則具有生動性、真實性和具體性的特點,兩者的有機結(jié)合能讓課堂變得活躍、愉快,激發(fā)學(xué)生深入鉆研的求知欲望和自覺思索、主動創(chuàng)新的熱情。而興趣是學(xué)習(xí)的第一老師,能夠由內(nèi)而外充分挖掘?qū)W生的潛力,讓學(xué)習(xí)變成一件主動的事情,實現(xiàn)從“讓我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變,大大提高教學(xué)效率和學(xué)習(xí)成績。
2.2有助于提高學(xué)生綜合分析問題、解決問題的能力
分析問題、解決問題是經(jīng)濟法教學(xué)區(qū)別于其它課程的一個重要表現(xiàn)。選擇恰當(dāng)?shù)陌咐?,讓學(xué)生自行組織信息,運用已學(xué)的知識再現(xiàn)真實的情景,優(yōu)選出最佳的解決方案,能夠加深學(xué)生對知識點的記憶和對案例的印象。這樣經(jīng)濟法理論知識才真正轉(zhuǎn)化為動手操作能力,才真正體現(xiàn)出其課程設(shè)置的意義所在。
3經(jīng)濟法教學(xué)應(yīng)采取的措施
基于高職院校經(jīng)濟法教學(xué)中存在的問題,結(jié)合教學(xué)工作經(jīng)驗以及參考相關(guān)文獻,筆者認為應(yīng)該采取以下措施:
3.1創(chuàng)新教學(xué)方法
經(jīng)濟法教學(xué)不同于其他學(xué)科的教學(xué),因此在進行經(jīng)濟法教學(xué)的過程中除了沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法之外,還需要創(chuàng)新教學(xué)模式,建立多種教學(xué)模式相結(jié)合的教學(xué)策略,并且根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容選擇相應(yīng)的教學(xué)方法。比如在進行概念教學(xué)時需要教師采取傳統(tǒng)的教學(xué)方法,即重點進行講解式,而在進行相關(guān)立法方面的知識時,需要教師采取案例教學(xué)法,通過真實的案例將相應(yīng)的知識融入進去,以此加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解力。
3.2選取合適的案例
案例可以是來自教師的司法實踐活動,也可以來自查閱資料。在選取案例的時候,應(yīng)遵循的原則:一是典型性原則。典型就是要求教師選擇的案例要具有時代代表性,能夠體現(xiàn)出經(jīng)濟法的核心內(nèi)容。教師選擇典型案例需要教師要多關(guān)心社會中發(fā)生的具有社會影響力的案例,通過典型案例的引入引導(dǎo)學(xué)生進行討論,提升對相關(guān)知識的理解。二是針對性原則。案例的選擇必須要具有服務(wù)教學(xué)任務(wù)的性質(zhì),同時還要充分考慮學(xué)生的特點,考慮如何通過案例引入引導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)知識的學(xué)習(xí),以此達到教學(xué)的目標。三是啟發(fā)性和疑難性原則。啟發(fā)性是案例引入的最終目的,如果只是一味的強調(diào)通過案例引入讓學(xué)生學(xué)習(xí)到相關(guān)的知識并不是案例教學(xué)的真實目的,而是要求通過案例引入培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和質(zhì)疑能力,提升他們獨立分析案例的能力。
4實施案例教學(xué)應(yīng)注意的問題
4.1提高教師自身素質(zhì)
教師素質(zhì)的高低,直接影響教學(xué)效果。要講好經(jīng)濟法這門課程,至少需要做到以下兩個方面:(1)構(gòu)建多元化的知識結(jié)構(gòu)。實施案例教學(xué)除了要求教師具有豐富的理論知識之外,還要求教師要更多的掌握其他專業(yè)知識,尤其是要具有將多種學(xué)科綜合應(yīng)用的能力。例如基于高職經(jīng)濟法教學(xué)需要,很多金融知識、會計知識以及文學(xué)知識等都會應(yīng)用其中,因此需要教師要具有全面的綜合素質(zhì)??傊?jīng)濟法包含的知識點比較多,如果教師的綜合素質(zhì)不夠其勢必會影響教學(xué)的效果,最終也會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;如果教師對經(jīng)濟法有聯(lián)系的其他知識一無所知或知之甚少,知識的滲透力不足,無法滿足學(xué)生的求知愿望,打開學(xué)生的知識視野,激發(fā)學(xué)生的求知欲。(2)豐富的實踐經(jīng)驗和及時的教學(xué)反思能力。教師在實施案例教學(xué)時,首先應(yīng)當(dāng)明確司法實踐中的審判方式、方法和過程,才能靈活、熟練地運用案例教學(xué)法進行教學(xué),并能獲得較好的教學(xué)效果。
4.2明確的教學(xué)理念
在經(jīng)濟管理學(xué)院給學(xué)生講法律應(yīng)立足管理、結(jié)合管理講法律,這又不同于給法學(xué)專業(yè)的學(xué)生講法律。課堂內(nèi)容的組織要結(jié)合教材,緊貼企業(yè)管理實踐,多講企業(yè)經(jīng)營中法律誤區(qū)和盲點,以往企業(yè)所犯錯誤和付出的代價。這就要求案例的選擇要有針對性,多選擇失敗型、教訓(xùn)型案例,對學(xué)生有舉一反三作用。
4.3課堂講授中加強互動,并與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合
一、數(shù)學(xué)分析的重要作用
數(shù)學(xué)分析以及豐富的內(nèi)容為數(shù)學(xué)教學(xué)提供了理論基礎(chǔ),其在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用經(jīng)得起驗證。并且是對數(shù)學(xué)能力、數(shù)學(xué)意識的客觀反映。在教學(xué)中,其作用重點體現(xiàn)為以下幾點:
(一)數(shù)學(xué)分析有助于培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義思想
數(shù)學(xué)分析以極限思想為核心內(nèi)容,極限的定義利用“ε”語言實現(xiàn)了有限與無限兩個概念緊密相連,將事物由量變向質(zhì)變轉(zhuǎn)變的過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言。通過這一分析過程,學(xué)生自然的掌握了唯物主義理論,對其數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)具有積極意義。
(二)數(shù)學(xué)分析有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識
數(shù)學(xué)分析來源于實踐,在數(shù)學(xué)教材中,許多例子應(yīng)用于數(shù)學(xué)分析理論。通過數(shù)學(xué)分析理論,學(xué)生具有較強的應(yīng)用意識,豐富了其解題技巧,從而培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和探究精神,與素質(zhì)教育的精神相吻合。
(三)培養(yǎng)抽象意識、建立審美意識
數(shù)學(xué)分析的主導(dǎo)思想導(dǎo)數(shù)和定積分具有高度抽象特點。利用數(shù)學(xué)分析思想,使學(xué)生形成正確的審美觀念,培養(yǎng)其抽象意識。
通過概念、命題的形成過程而培養(yǎng)學(xué)生從本質(zhì)看問題的習(xí)慣。而對于復(fù)雜事物或概念,數(shù)學(xué)分析可幫助學(xué)生學(xué)會由表及里,分清主次的特點,為學(xué)生數(shù)學(xué)問題的解決提供了多樣化的、可行的方案。數(shù)學(xué)分析思想中的極限、微積分都具有抽象特點,有助于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)中的美感,對數(shù)學(xué)產(chǎn)生好的印象,從而提高其對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
二、數(shù)學(xué)分析原理和方法在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用
(一)微分學(xué)原理、方法在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)分析中的微分學(xué)原理對函數(shù)圖形的解讀具有積極意義。
函數(shù)圖形多采取描點法進行圖形繪制,這種方法在結(jié)果上存在一定的偏差。此時,利用數(shù)學(xué)分析的導(dǎo)數(shù)概念可正確判斷函數(shù)的凹凸性、單調(diào)性等特點,可精確計算出函數(shù)極值點和拐點。最后,通過極限法求出漸近線,從而得出函數(shù)草圖,再利用數(shù)學(xué)分析中的微積分思想就可以準確繪制函數(shù)圖形。
(二)積分法原理和方法在中學(xué)數(shù)學(xué)中的應(yīng)用
積分包括不定積分和定積分兩部分。兩種積分形式雖具有一定差別,但實際上存在必然的聯(lián)系。二者之間可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,通常可將定積分轉(zhuǎn)化為不定積分問題,從而降低解題難度。因此,積分法原理充分利用了數(shù)學(xué)分析的精髓,將積分與定積分問題聯(lián)系在一起,提供了專業(yè)的數(shù)學(xué)解題理論。其中,定積分可用于求解面積、體積以及弧長問題。大學(xué)階段,數(shù)學(xué)概念作為成型的理論出現(xiàn),但并未進行詳細的推導(dǎo)。這樣對于一些概念的應(yīng)用來說,學(xué)生理解起來較為困難,無法應(yīng)用自如。而通過數(shù)學(xué)分析理論,有關(guān)公式的計算完全可利用積分或微積分精確地進行計算,并提供分析過程,使學(xué)生準確理解數(shù)學(xué)概念。總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)分析為多種數(shù)學(xué)知識的計算提供了理論依據(jù),為其分析提供了方向。
(三)提高能力,掌握數(shù)學(xué)思想與方法
數(shù)學(xué)分析內(nèi)容豐富、理論知識扎實,并且包含了大量的數(shù)學(xué)思維。其應(yīng)用有助于學(xué)生了解數(shù)學(xué)的本質(zhì),領(lǐng)會數(shù)學(xué)的內(nèi)涵。因此,要將數(shù)學(xué)分析應(yīng)用于數(shù)學(xué)教學(xué)中,需要教學(xué)人員提高教學(xué)能力,正確解讀數(shù)學(xué)分析教學(xué)指導(dǎo)思想。在數(shù)學(xué)分析思想中,數(shù)學(xué)中常用的數(shù)形結(jié)合法、待定系數(shù)法消元及配方等方法應(yīng)用廣泛。從而使數(shù)學(xué)分析從思想與方法上對數(shù)學(xué)具有切實的指導(dǎo)意義。因此,其在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用具有可行性,且能夠促進數(shù)學(xué)解題思維的形成。當(dāng)然,在數(shù)學(xué)分析應(yīng)用過程中,數(shù)學(xué)教師的素質(zhì)具有重要作用,在教學(xué)過程中,教師要善于總結(jié)與聯(lián)系,將學(xué)生的舊知識體系與新知識教學(xué)聯(lián)系在一起,使學(xué)生能夠正確認識數(shù)學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)分析之間的關(guān)系,提高其學(xué)習(xí)熱情,從而促進數(shù)學(xué)教學(xué)的高效化和專業(yè)化。
關(guān)鍵詞:高中物理 力學(xué)綜合體 解題技巧 分析
在高中學(xué)習(xí)中,對于理科生而言,物理學(xué)是一門極其重要的學(xué)科,其在理綜中占比分數(shù)最高,同時對于多數(shù)學(xué)生而言,其難度也是最大的。在高中物理學(xué)習(xí)中,力學(xué)是內(nèi)容最多也是高考分數(shù)占比最高的部分,其在綜合題中通常為第二道或者第三道,難度較大。對于我們高中生而言要提升物理成績,就必須攻克力學(xué)綜合題。文章立足于高中物理教學(xué)中的力學(xué)教學(xué)大綱對于學(xué)生的能力要求,結(jié)合實際學(xué)習(xí)解題中的經(jīng)驗,提出了一些有效解題高中物理力學(xué)綜合題的技巧,以下是具體內(nèi)容。
一、 強化審題,找出隱藏信息
在綜合題解題中,通常而言綜合題的題目一般字數(shù)很多,同時圖片也十分復(fù)雜,因此要作對這道題,首先我們需要注意審題環(huán)節(jié),在物理力學(xué)綜合問題中對于審題階段而言,值得我們格外的注意,盡量不漏下任何一個條件,同時還要能找出題目中所隱藏條件,進而深化題目理解,提升解題效率。通常而言高中物理力學(xué)綜合問題,都會設(shè)置一定的情景,甚至有時還會和生活有所聯(lián)系,因此在審題過程中要注意邊審題邊在題目中進行重要信息的標注,挖掘題目中沒有直接表述但是對解題有幫助的隱含條件,并將獲得信息加以羅列分類,幫助解題進入正確思維之中。
例如高中物理力學(xué)綜合題中最為常見的題目設(shè)置情景為,一個或者多個物體,它們會發(fā)生相撞,或者相互之間存在某種應(yīng)力,并且這些都會有一個變化的過程,這時就需要我們首先物體受力情況的細致分析,同時必須注意的是受力分析時要深化審題,找到題目中的明顯信息和隱藏信息挖掘并標注,判定物體整體為受力情況還是部分受力情況,進而畫出不同參考背景下的受力分析圖。具體而言審題中需要注意以下3點:1.對于力學(xué)綜合題而言,物體通常會處于運動中,這是就需要具體分析物體的運動形式,靜止還是均速直線運動,還是變速運動,還要考慮到運動相π裕2.下一步便是明確物體受力情況,分析物體具體受到的外力個數(shù),外力方向;3.如果物體受力情況十分復(fù)雜,可以從從整體上考慮,列出相應(yīng)的受力方程式,逐一進行單個物體受力分析,確保物體的受力分析正確。
二、鞏固基礎(chǔ),做好受力分析
對于任何一門學(xué)科而言,基礎(chǔ)知識牢固都是提高分數(shù)的基礎(chǔ),對于物理力學(xué)綜合題而言也同是如此。力學(xué)公式、受力分析這類基礎(chǔ)性知識,需要我們熟練掌握。對于一些概念和定理除首先要記住文字描述,同時還需要深化理解其所內(nèi)涵的意思,盡量減少解題中一些定理、概念上的失誤。在物理力學(xué)綜合體的解題中十分重要的一個步驟便是做好受力分析圖,巧用受力分析圖,對于每一位學(xué)生而言都是必須掌握的物理綜合題的解題技巧。通過受力分析圖我們可以清楚地認出題目中研究對象的運動情況、受力情況以及找到解題突破點。以下以一道實際物理題進行講解。
題1:如圖(圖1)所示,在間距為4米的兩垂直桿之間系有一根長為5米的無彈性繩子,兩端點分別為A、B,在繩子之上懸掛有一光滑且輕質(zhì)的掛鉤,當(dāng)掛上重量為12N物體時,兩桿平衡,問此時的繩子的張力T值。
在對該題解答時,首先需要挖掘題目中的隱藏條件,進而對受力物體做出正確受力分析,畫出相應(yīng)的受力分析圖,最后采用方程式進行解答。在本題以掛鉤作為研究對象,分析其受力情況做出圖2受力分析圖。
繩子在水平角度存在一定的夾角,設(shè)其為α,根據(jù)受力圖顯示,以及受力平衡的條件可知2Tsinα=F,同時F為已知量,進而根據(jù)繩子長度進行數(shù)學(xué)幾何分析可知sinα=0.6,因此計算出T為10N。
三、采取合理的解題規(guī)律,制定解題方案
在近幾年的理綜考試中,物理部分的力學(xué)綜合體一般只有一道,但是分值一般都是最大的,因此對于學(xué)生而言,要提升成績就必須學(xué)好這部分。在物理力學(xué)綜合題的解題中,首先需要通過對物理題目中運動狀態(tài)的分析,對其動態(tài)過程進行分析,進而結(jié)合解題的規(guī)律,找出最為合適的解題方案。對于同一題目的,同于物理過程進行分析時,可以從不同的角度的進行分析,進而尋找出最為合適的解題途徑。例如:對于很多的力學(xué)綜合題而言,很多題使用牛頓定律可以解題,同時使用動能定理、動量定理也能解題,但是一般而言使用動能定理、動量定理解題相對更為簡單。通常情況下學(xué)生要實現(xiàn)力學(xué)綜合題解題時,快速找出最佳的解題途徑最為有效地解題措施,為通過大量的習(xí)題練習(xí)以及在練習(xí)之后的規(guī)律歸納總結(jié)。
四、結(jié)語
綜上所述,高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)對于我們學(xué)生的高考而言是十分重要的,需要在學(xué)習(xí)中對其難點、重點都給以重視,進而有效提升高中物理力學(xué)綜合題的解題效率和正確率。找出隱藏信息、鞏固基礎(chǔ),做好受力分析、采取合理的解題規(guī)律,制定解題方案。三種高中物理力學(xué)綜合題的解題途徑,在實際應(yīng)用中有很好的效果,值得廣大高中生在學(xué)習(xí)物理力學(xué)時充分的使用。
參考文獻:
[1]曾芳.高中物理力學(xué)綜合題解題方法的分析研究[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(教育理論),2013,(03).
[2]鄭上郭.探究高中物理力學(xué)綜合題解題技巧[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(教育理論),2013,(04).
[關(guān)鍵詞]高考 心理素質(zhì) 心態(tài)
[中圖分類號]G42[文獻標識碼]A[文章編號]1009-5349(2011)11-0141-01
高考是學(xué)生面臨人生轉(zhuǎn)折點的時刻,意義重大。很多學(xué)生不能正確看待高考,從而導(dǎo)致考前過分焦慮,分數(shù)不穩(wěn)定,學(xué)習(xí)狀態(tài)下降,更嚴重的還會導(dǎo)致高考發(fā)揮失常,所以對高三的學(xué)生進行心理指導(dǎo),使他們及時地進行自我調(diào)節(jié),對于他們來說起著至關(guān)重要的作用。
一、影響學(xué)生心態(tài)的因素
(一)家庭因素
大多數(shù)家長都望子成龍、望女成鳳,對子女的期望很高,希望自己的孩子能考上名牌大學(xué),成就他們的未來,也可以光宗耀祖。所以總是愛在孩子耳朵旁嘮叨督促其學(xué)習(xí),把自己對孩子寄予的深切厚望無數(shù)次地傳達,或者是使出苦肉計,向孩子們訴苦,說自己為了子女能夠成才付出了多少多少的努力等等。這種急躁、愛慕虛榮的期望,對于即將參加高考的學(xué)生來說,無疑造成了巨大的壓力。
(二)同學(xué)因素
很多學(xué)生都有很嚴重的攀比心理。有些學(xué)生平時學(xué)習(xí)認真、實干,可是文化成績只屬于中等,他們迫切希望自己的成績比別人好,一旦這種想法沒有實現(xiàn),看到很多同學(xué)比自己優(yōu)秀,就會產(chǎn)生嫉妒心理,整日為自己不如別人而感到深深的懊惱。這樣他們就會被這種不良的心態(tài)所困擾,不能自拔,時間久了就會影響他們的學(xué)習(xí)狀態(tài),學(xué)習(xí)的動力大大減弱,學(xué)習(xí)時精力不能集中。這種心理狀態(tài),對高考復(fù)習(xí)以及迎接高考都有非常大的負面影響。
(三)自身因素
有一部分學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)較好,原來成績一直不錯,可是到了高三后,由于考試時急功近利答題的方法不當(dāng),或者因為審題不認真,或平時做的習(xí)題太少,抓不住題眼,不能舉一反三,導(dǎo)致答案不準確,得分率不高最后成績上不去??荚嚭?,只一味地自責(zé)、懊惱、煩躁,學(xué)習(xí)效率下降,對高考產(chǎn)生了恐懼進而失去信心,影響了學(xué)生的應(yīng)考心理。
二、培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì),正確看待高考
(一)用愛心疏導(dǎo)學(xué)生,說出心里的苦惱
多數(shù)時候?qū)W生對老師都有一定的距離感,雖然希望老師了解自己,重視自己,但是還是難以把老師當(dāng)做可以敞開胸懷交流的朋友。這就需要教師以朋友的身份、平和的態(tài)度、親切的語氣和學(xué)生交流,引導(dǎo)學(xué)生傾訴自己心中的苦悶、煩惱,難以解決的心結(jié)。而老師也要真誠地去面對,以達到學(xué)生無話不說,言無不盡的效果。教師在聽學(xué)生訴說時,要認真考慮學(xué)生說的事實,思考造成學(xué)生心理壓力的真正原因,為進一步疏導(dǎo)學(xué)生做好鋪墊,打下良好的思想基礎(chǔ)。
(二)換位思考,發(fā)自內(nèi)心地去理解學(xué)生的苦惱
既然學(xué)生已經(jīng)向老師,吐露出自己的苦惱,那么就表明學(xué)生完全解除了戒備,充分信任老師,愿意和老師一同解決問題。教師聽完學(xué)生的訴苦后,應(yīng)對學(xué)生說的每一件事進行深入的分析,化解那些“壓力”,想想如何改變學(xué)生的認識,如何將壓力轉(zhuǎn)變成奮斗的動力,而不是讓其去羈絆自己的手腳。學(xué)生一旦認識透徹了,心理問題就康復(fù)大半了。
(二)引導(dǎo)定位,保持最佳狀態(tài)
教師在平時的學(xué)習(xí)過程中引導(dǎo)學(xué)生對自己的成績正確定位,進行客觀評價,找出自身不足之處,加以改善。教師要對學(xué)生平時學(xué)習(xí)及時地進行評價,充分肯定學(xué)生在平時學(xué)習(xí)的認真態(tài)度及所取得的成績,并談一談其他教師和學(xué)生對該生的積極評價,這可以讓學(xué)生感受到時刻被關(guān)注,對優(yōu)化心境有著很好的促進作用。
三、教會學(xué)生學(xué)會自我調(diào)整
(一)充分自信
高考不僅是知識、能力的較量,也是心理素質(zhì)的較量,讓學(xué)生對自己保持充分的自信,要相信如果堅持保持自己平時制定的學(xué)習(xí)方法進行正常狀態(tài)的學(xué)習(xí),一定會取得良好的成績,只要保持良好的心態(tài),高考時一定會超常發(fā)揮。
(二)勇于承受
臨近高考,出現(xiàn)短時間的焦慮情緒是正常的,適當(dāng)?shù)慕箲]可轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿Γ商岣邔W(xué)習(xí)效率。切忌對自己的心態(tài)、情緒過于敏感,認為臨近高考,自己略有緊張,就是嚴重的“考前焦慮”,對自己造成不良的心理暗示,形成惡性循環(huán),將正常的緊張狀態(tài)放大,影響學(xué)習(xí)效率和考試發(fā)揮。
(三)學(xué)會放松
學(xué)習(xí)是持續(xù)的過程,不能一蹴而就。不可強求依靠高考前的2個月過多地提高考試成績,還是要保持平時的學(xué)習(xí)習(xí)慣,跟上課堂進度,過高的奢望反而會使自己產(chǎn)生嚴重焦慮情緒和時間緊迫感,影響學(xué)習(xí)效率。
(四)保持節(jié)奏
越是臨近高考,越要保持好學(xué)習(xí)節(jié)奏,合理安排日常作息時間,使大腦保持清醒狀態(tài),題海戰(zhàn)術(shù)會使大腦過于疲勞,會影響思維的敏捷性,影響學(xué)習(xí)效率。
(五)正視模考