学生主动思维在工程力学教学中的应用

[摘 要]主动思维是创造力的核心，它特指积极而有创造性的思维，能引导人们去获得新知识。在教学中发挥和挖掘学生的主动思维能力是素质教育的必然要求。

[关键词]思维的的独立性 思维的主动性 思维的变通性 综合思维能力 思维的连贯性

主动思维是人的综合素质中最具生命力的一种特殊素质，是推动个体顺应环境、挖掘潜力、走向成功的内在功能。在教学中发挥和挖掘学生的主动思维能力是素质教育的必然要求。主动思维是创造力的核心，他特指积极而又创造的思维，即通过思维不仅能揭示客观事物的本质和内在联系，而且能指引人们去获得新知识或未知问题的新解释，从而产生新颖的、前所未有的思维成果。本文针对教学中涉及的工程力学相关内容，对学生主动思维品质的培养和训练方法做一些有益的探讨。

1．以学生为主，培养学生积极思维的独立性

在教学中用联想法和自学辅导法创造积极思维情景，培养学生独立解决问题和分析问题的能力。如在学习“固定铰链的约束反力的受力分析”时，我自制了一套固定铰链支座教具，让学生仔细观察固定铰链约束的构造，演示构件在受不同方向外力情况下，构件与固定支座的接触点，通过观察让学生进行独立思考和归纳，从而推导出结论：即固定铰链的约束实质是光滑面的约束，只不过接触点总是随构件所受外力方向变化而变化，因此约束反力的方向也是随外力方向的变化而变化的。

2．提出问题和疑问，引导学生思维的主动性

具有积极思维的学生的一个显著特征是不断提出问题。因此，教师应精心设疑，启迪学生的思维。如在做练习时我经常通过一些“故意出错”的做法，导致结果的明显错误，使学生顿生疑虑 ：出了什么问题？练习过程是不是错了呢？如何解决？然后主动去探索，直到学生给予纠正并得出正确结果。

此外，教师要善于设计那些富有启发性的问题和情境，引导学生去推导过程、概括规律、归纳结论，促使其进入“角色”。例如，在讲平面任意力系简化一节时，首先让学生观察螺丝刀拧螺丝的运动情况和受力情况，依据螺丝刀所受的力系是一个平面任意力系，其运动是既回转又做直线运动。从而推导出：螺丝刀受一个合力和一个合力偶作用。前面章节讲过平面汇交力系可以合成为一个合力，平面力偶系可以合成为一个合力偶，该情景举例表明一个平面任意力系可转化成一个平面汇交力系和一个平面力偶系，从而总结出平面任意力系的平衡方程。这样循序渐进，层层设问，让学生成为“发现者”，在发现中体验成功的快乐，提高研究问题和分析问题的情趣。

3．改变思维方式，培养学生思维的变通性

积极思维的主要成分是求异思维，而求异思维正是一种朝着多方向、寻求多种解决问题方法和答案的思维。因此，教师应积极安排一些刺激学生进行求异思维的情景，使他们掌握变通思维的方法。例如，当讲到“求解平面汇交力系的未知力”时，首先提问：有几种方法可解决这个问题？大多数学生是用平面汇交力系的平衡方程来解，而部分同学却用几何作图方法来求解。他们的思考方法不同，但均利用所学知识从不同角度分析和解决了该问题，随后我指出了这两种分析方法的优缺点和最优化解决方法，同时也说明同一个问题有多种解决方法。从而使学生的思维更加开阔，思路也更加灵活。

学生在解决新问题时，往往会由于过去的思维活动而造成一种心理准备状态，即思维定势，从而用一些老框框、老办法去解决新问题。培养学生的变通性必须要消除思维定势带来的消极影响。如讲“约束”概念时，学生受物理学习的影响普遍存在“力就是约束”的定势，这时可举例（如：物体的重力）来破除定势。加强学生对新概念的理解，进一步对约束与力的概念加以区分。

4．学会概括整理，培养学生综合思维能力

具有积极思维能力的人善于把大量的概念、原理、事实和材料加以概括整理，形成新的科学概念和系统，把学到的知识加以吸收和消化，将书本知识转化为自己的知识，这是知识的综合过程。例如讲完“约束及约束反力”一节后，学生分别掌握了柔体约束、光滑面约束和铰链约束，这时就有必要进一步把各部分融会贯通，找出三种约束的异同点并进行比较：哪些约束的约束反力方向可以确定？哪些约束的作用线方位可以确定？哪些约束的约束反力的方向不能确定？这个问题涵盖了约束反力的方方面面。

5．扩散加列举，培养学生思维的连贯性

许多心理学家指出：利用快速联想进行扩散和列举训练，能提高思维的连贯性。我在教学中也曾做过一些这方面的尝试。例如要求学生列举平面力系的几种形式、分析它们的受力特点、平衡方程及可解决的问题，并对它们进行分析比较。经常进行这样的扩散和列举训练，会使学生的思维变得越来越活跃和开阔，长此以往，教师讲授的问题一呈现，学生就会自然而然地依据所提出的问题加以联想，如此既复习了以往讲过的知识，同时也加深了新旧知识的理解。

通过对学生思维的以上五个方面的引导和训练，使学生既掌握了科学思维的方法，也提高了学生的学习兴趣，由被动的思维转变为主动思维。同时也训练了学生分析问题和解决问题的能力，提高了学生的素质。