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如何看待《理论力学》在现代科技和生活中的应用(上海大学徐卫军)

如何看待《理论力学》在现代科技和生活中的应用(上海大学徐卫军)

作者: 徐卫军 | 来源:发表于2022-08-03 19:26 被阅读0次

    提起现代科技和现代生活,人们首先想到的一定是人,因为现代科技因素中,人是关键,现代生活更离不开人,况且"以人为本",是我们历来一切工作的出发点。说到人,就要研究现代科技人的培育,考虑现代科技人的成長环境,以及现代科技人所具备的基本道德情操。然后将德,智,艺的科技人,在工作中有效配置到各领域,在学习,生活中,取長补短,提高爱情,婚姻,事业的质量,才能让工程力学,有效地服务于我们的现代科技和现代生活,进而展示出《理论力学》这门基础课向专业课过渡的价值。

    现让我对《理论力学》这个学科作个简单介绍吧,从语言学角度看,”理论力学”这四个字,可以拆解成两个词,理论和力学,用马克思主义认识论可以解释成,理论是普遍性(共性)问题,力学是特殊些(个性)问题,即理论力学是共性与个性关系。因此理论力学的研究方法,是从力学实践出发,经过抽象化的语言提炼,上升到普遍性的理论,经综合,归纳,建立公理,再应用数学演绎和逻辑的思维,得出结论,从而形成科学的力学理论体系。欲证明形成的力学理论体系是否正确,就要通过力学实践,来验证理论与客观的事物内部规律相符性,最后通过相对真理向绝对真理的这种变化过程,来不断的去逼近客观世界中,内在本质的运动规律,围绕科技育人的目标,去构造既合教育规律的课程内容,又合学生在时代兴趣中,去享受《理论力学》课程中,所拥有的力与美的组合。

    现实生活中,力学的现象无处不在,看航天器的轨道,姿态控制,是力学在航天工程中的应用;飞行器的升力,机翼的颤动,是力学在航空工程中展示;水利工程中,大坝的强度,桥梁的振动以及机械工程中,传动装置的力传递等,无不体现力的存在形式,现实生活中,体育运动中,拔河时的集中力,农民撒肥时的分布力,随着散落的肥料,肥料颗粒作抛物线运动,以及我们平常的担挑,肩扛,背背包等都需要力的存在,懂得《理论力学》知识,有助于我们发展现代科技,享受现代生活。

    我在中学时,听物理老师讲过一个故事,说一位老人去集镇赶集,自己骑在毛驴身上,心疼毛驴,将买回来的一口袋米,没放毛驴背上,自己扛在肩上,骑在毛驴背上,老人如此的善举,其实,并没有给毛驴省力,反而加重毛驴的负担,因为一口袋米的重心上移了。这就是有德无才,典型的愚举。也是不懂力学在生活中应用的范例。在工程实际施工中,因对《理论力学》考虑不周,造成的桥梁损坏,大坝溃堤,楼房坍塌的事例很多,因此,我们必须采取谨慎的工作方法,反复研习《理论力学》在现代科技和生活中的应用,达到造福人类的目的。

    前些日子,在媒体中,看了”课程思政面对面”节目,南开大学把立德树人的要求,内化到《理论力学》的专业课教学中,将课程思政转化为润物无声的过程,从而提升学生们科学研究的方法,弘扬起知行合一的科学精神,提高学生们科学素养,与此同时,也将相应的线性增長型教学,转变为问题导向式思考,围绕问题进行剖析,剖析解决问题的时候,可能遇到的多少困难,困难的难易程度以及通过解决好这样的问题,需要设什,构建一些可行性的摸型或物理质点系。帮助解决这个问题,最终解决好这个问题。这么一来,拓宽了学生们的视野,提高学生分析问题解决问题的能力,这种问题,没有标准答案,只要合理合规,即视为正确,这里我举个例子,在我们这代人中,往往就是兄妹五,六个,代数中3是大于2的,可在家庭子女排行中,2姐年龄肯定大于3姐年龄,如果出一道题,何时3小于2,如果能作出如上分析,你能说,这不是正确答案吗?有人肯定会说,这里谈《理论力学》,你举这例子,文不对题,我想告诉你,有句名言,”力学是数学的乐园,因为我们在这里获得了数学的果实”。是的,理论力学课程,有很多繁杂的数学推导,用以训练学生的逻辑思维,如果你对数学感兴趣,不妨再来研修《理论力学》这门功课,也许对你的数学收获更大。

    我们掌握现代科技的人才培养,就需引导学生们树立正确的科学观,让学生根据物理现象,进行主动思考,通过思考,达到增强自信的目的。《理论力学》是研究物理,学业过程中阶段性的产物,我们在小学物理中,知道一些关于力学常识,初中物理,能够了解简单力学问题,高中物理,则侧重解决分析受力问题,大学物理更进步,是自由体,刚体的力学一般问题,《理论力学》又升华一级,是刚体与约束体的受力分析,《材料力学》则是变形体与约束体受力研究,知道力学的整个研究过程,对《理论力学》知识掌握,更科学的应用于现代科技和生活,大有帮助。

    《理论力学》的起源,目前还看不到权威的解释,大多数学者认为,"理论力学"这个专业名称,是约定俗成的,并非科学完善的能用非理论力学作相反解释。

    《理论力学》中谈到了力学,其实,力学的学科分类是,一般力学,固体力学(重点研究固体),流体力学(重点研究流体,包括液体和气体),理论力学是研究这些力学的基础,因此,力学既是基础学科,又是技术学科。

    俗话说,工程力学是现代科技的基础,《理论力学》是工程力学的主枝,是基础,支撑现代科技的半边天,占据现代生活的方方面面。这里我举个例子,关于质量,初中的解释是,物体所合物质的多少,高中的解释是,物体所占主要成分的多少,大学的解释是……。这里我想到,《理论力学》中建立力学思维模型,是训练人的抽象思维能力,由此,我也联想到当今教师的质量,公务人员的质量,科技人才的质量……,试看:一边以教书育人为职业,一边进入市场经商,这教师的质量何在?一边为人民服务,一边搞贪腐,请问这公职人员的质量何在?一边研究科技,一边搞“三产”营利,这科技质量何在,名利风一吹,全倒下,还有何质量可言,由此,我从主语的人,也联想到抽象的人或事的质量,例如爱情的质量怎么定义,婚姻的质量又怎么定义,爱国的质量怎么定义,崇美移民是否是崇尚剥削质量的提升,降低雷锋精神在灵魂里的成份,难怪新时代中,出现课程思政内容,这也是社会主义“格调”,与某些人引导的“恶俗”,在较量,用传统的独立自主文化作约束体,去抗衡亲近西方文化的外力。显然,力和质量的运动关系,婚姻的质量越小,运动就越显著,文化自信的质量越差,移民的速度越快,敬业的质量越小,从事的行业越多,就好比一些官员,连本职范围内的事,都做不到人民满意,就又去当书法家,音乐家,艺术家,请问,没有真正的留存书法,历史承认吗?没有一流的曲谱,历史承认吗?没有自己创造艺术的经典,在人民心中去传承,历史会承认吗?学了《理论力学》后,我们就要设法去减小外力,增加婚姻生活中的质量,让约束体的家庭凝聚力,始终超越外边的驱动力,才是我们现代生活努力的方向,才是我们保持安居乐业,发展科技的良好环境。婚姻,人情,国情的定力,才是我们追求的目标,才是成为带有自我特色的优质中国科技人。《理论力学》不仅可以直接解决工程技术实际问题,她更给工科专业生一些后续课堂学习,提供了重要的理论基础,意义还在于,能不断生产出,具有爱国特色的现代科技的生力军。

    《理论力学》也可以看成是静力学,动力学,运动学三部分组成,三者的关系是,利用静力学求解动力学问题,就是法国达朗贝尔原理,利用运动学和动力学来求解静力学问题,即是瑞士伯努利的虚位移原理,达朗贝尔原理和虚位移原理,构成了分析力学的基础,能解决更复杂的科技问题,几何力学,相信大家都知道,这里就不作说明了,这是从力学研究方法,来分类的。至此,你会误解成力学都是外国人先发现研究的。其实,关于力的描述,我们的先辈,早在2000多年前,就已经对力和运动之间的关系,开始了正确的观察和研究,春秋时期的《考工记》有记载,“马力既竭,辀犹能一取也”,说明马停止用力,车还能向前走一段距离,已经意识到生活中的惯性现象;“力”在甲骨文中,像耕地的农具耒耜,即我们儿童时见到的耕地犁;《墨经》里还给力下了一个明确的定义,“力,形之所以奋也”,意即力是使物体由静而动,动而愈速或由下向上的原因;《论衡》,《菜根谈》,《老人言》等文献中,对力和运动也都有记载,这里,我就不一一举例了。再看我们现代的科学家周培源,钱伟長等,都在力学方面为人类做出了杰出贡献。

    《理论力学》知识,应用于日常生活,也具有现实意义,前面我谈过爱情,婚姻的质量,很多人对此感兴趣,但自己面对时,又不知所措,甚至会感到力不从心。其实,从《理论力学》角度去理解,很直观,婚姻的本质是陪伴和责任,是彼此成全,精神互补,是担当,奉献,牵挂,是不离不弃的承诺。这些才是婚姻的灵魂和支柱。男人在婚姻里的责任和义务,不仅仅是养家糊口,逢年过节买点礼物给長辈,更多的是对妻子精神上的忠诚,情感上的专心,在儿女面前是精神偶像,是正义与担当的化身,你的作用不仅在家庭,更是功在社会,对于婚姻中的女人,亦是如此,做到用良好的道德和优秀的文化,文艺以及生活常识,相夫教子,敬老和邻,对丈夫忠贞不渝,这些都是我们课程思政今后要发展的新内容,课程思政就是要培养这种具有足够质量的科技人,在外力作用下,婚姻家庭保持静止,在西方文化和名利条件的外力驱动下,强烈的爱国科技质量,经得起考验,不但身心灵保持静止,而且还守住初心。从《理论力学》角度看,就是外部施加的力(主动力),力矩或力偶,被来自约束的(被动力)力,力矩或力偶所抵消,加速度为零,一个男人和一个女人,有足够的婚姻质量,外力是摧不垮幸福婚姻的,大家都知道《刑场上的婚礼》,你说这爱情质量多重,面对死亡,还从容走向他们心中的婚礼。研究力学的目的,就是解释和预测实际生活中的自然现象,从而为科技应用,工程建设,家庭生活,奠定理论的力学基础。

    学习了《理论力学》后,我们要用实验研究,训练实证思维,大胆质疑现存的"理论",现存的"恶俗"、设计实验,检验模型,验证现有结论的正确性。面对高学历单身潮现象,我曾有过这么设想,让文艺青年与科技青年联谊,目的是让文艺激励科技,科技走向文艺,其实,我现在写的文章,就是把文艺内化到科技课程,启发科技思维,又促进文艺在科技中落地生根。让文艺服务于科学,让科学走进文艺,促进文艺繁荣。

    学了《理论力学》后,我们都知道演示实验,是揭示一些现象,透过这些现象,再去寻找内在本质的规律。《菜根谈》中有这样的原文,天地中万物,人伦中万情,世界中万事,以俗眼观纷纷各异,以道眼观种种是常,何须分别何须取舍。我们学了《理论力学》后,带着力学理论来学究,则是这么认为,世俗,是一个模糊不清的概念,从思维直观图来说,上了二楼的人,说一楼人世俗,三楼人又说一楼,二楼人世俗,用一个模糊的概念,很难把事情说清楚。要说清楚事情,首先要弄清楚概念,所谓世俗,就是针对现象问题论事的方式,说到底就是目光短浅,只看表面的眼的人,即世俗人,透过现象,看本质的人,即为超俗人,也是具有慧眼的人。慧眼识英雄,对人而言,对事慧眼能找到解决问题的方法。现象已经是一种结果,不可能改变,为了不出现这种现象,必须从发生问题的根本着手,才能出现想要的好现象。这就是我对《菜根谈》这段文字理解,用《理论力学》知识解释,就是我们想成为现代科技人,在成長过程中,要不断增加社会主义核心价值观中的质量,屏弊西方价值观的侵入,营造高质量科技群体,让移民现象,贪腐现象,追名逐利的自私现象逐渐减少,让公而忘私,勇于奉献,敬业服务的权重增加,让新生的科技力量在复兴大业中,如盘石,如菡萏,如火苗,既发光,又光照伟业!

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