|
内容来自论文无忧网 www.paper51.com
1、引言 copyright paper51.com 理论力学是研究机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科，它既是理论物理的入门课，又是工程技术科学的理论基础。该课程常因其理论抽象和数学计算繁难而令众多学子望而生畏。本文试图从图解的角度来阐释理论力学，期望能通过图形所具有的具体化、直观化和生动化以帮助初学者提高其抽象思维能力。之所以采用图解方式，是基于以下两方面的意义： copyright paper51.com
首先，图解是为演示或解释某事物如何运动或者为澄清整体各部分之间的关系而设计的平面图、示意图、图绘或概要图示。物理原理是对物理现象的抽象，而图解则是对物理原理的具体化。它将原本难以理解和接受的抽象概念和物理过程变得直观化、生动化和简洁化。其次，就某种意义上来讲，图解既可增强初学者的思维能力、拓展其想象力空间,又能将抽象的理论知识直观化、具体化。一方面可以更有效地学习和理解理论体系，另一方面也可提高学习效率,更有助于增强初学者的求知欲望。例如看电视更容易理解和接受故事情节,而看小说则需要更强的想象力和理解力。此外，影像在大脑中的滞留时间也明显超过文字。 copyright paper51.com 从纵向看，图解的历史可谓源远流长，在古代就有用象形图形帮助解释或说明一件事物或是一件事件。等到进入了文明时代，有了比较丰富的知识积累，同时也具有了很深的绘图功底，于是就采用插图的形式辅助知识理论的解说。比如《三国演义》、《水浒传》诸如此类的连环画、小人书等。尤其是在建筑学方面，对建筑的图形规划也是一种很直观的图解；在地理科学方面，绘制地图是也是一种图解。而今，随着科学技术的快速发展，尤其是计算机技术的飞速发展，就出现了利用计算机模拟一些函数图像对理论知识进行图解教学，比如《图解量子力学》、《图解电工学入门》以及《图解电子电路》等。 内容来自www.paper51.com 就横向而言，无论是国内还是国外，图解方法已较为广泛地应用在不少课程的教学中。但大多都只是停留于“局域应用”，即只是在某一部分、某一知识点或某一问题等时才用，很少见到整本书地用，抑或是当作一种系统专门的方法来使用。当然，不乏有系统应用图解方法的。比如在国外有《图解量子力学》、《图解相对论》等；在国内有《图解电工学入门》、《图解电子电路》等。这些图解法往往都是借助计算机编程或是模拟图像，虽是图解，但文字的表述却也不少。其直观感觉往往是原本可用几个逻辑符号就可以直观简洁地呈现出来的内容却用了过长的篇幅，失去了简洁、明了。因此很有必要采用一种既直观简洁又生动有趣的图示方法，以期能简明地图解物体的动态运动情形、运动过程中各物理量间的关系、运动规律等。 paper51.com
质点运动的描述是理论力学的一个重要组成部分，是学习理论力学的基础。因其必须用微积分描述，对学生的抽象思维能力要求较高。一串串的公式推导和一系列的文字表述常让初学者晕头转向。图解法或许是一剂帮助其解晕定心的“良药”。遗憾的是尽管目前国内已出版了对一些学科进行图解的书籍，但对理论力学进行图解的极少（目前我还没搜寻到这类文献）。作为曾经的初学者和一个“准教师”，这种资源稀缺促使我将尝试图解理论力学中质点运动的描述一节作为毕业论文课题，期盼能帮助后学者提高学习理论力学的兴趣。 copyright paper51.com |