工程力學中的思維方式

【摘 要】工程力學作為一門應用范圍極其廣泛的專業基礎課程，同時也是一門思維方式培養課程，課程中蘊含的思維方式對學生今后的工作生活有很大的影響。本文分析了思維方式的重要性并總結了工程力學中蘊含的思維方式。

【關鍵詞】工程力學 思維方式 抽象思維 發散思維

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）22-0011-02

一 工程力學介紹

工程力學作為一門應用范圍極其廣泛的工科專業基礎課程，它包含了傳統學科中的理論力學與材料力學兩門學科中的主要內容，是認識與分析工程技術問題一項必備的基礎知識與研究工具，是材料、機械、建筑、機電等專業的重要專業基礎課之一。課程內含大量的基本概念、基本術語如約束與約束反力等很多易混淆的名詞，概念性強是工程力學的一個重要特點，如果死記硬背，必然會東挪西借，一團霧水。抽象性強是本課程的又一特點，尤其在材料力學篇，如材料的軸力、彎矩等內力的概念，學生中有很多疑點，必須給予明確而有說服力的解釋，否則不利于培養學生的分析、思維能力。實踐應用性強是它的第三個特點，各種起重裝置的設計、減速器中傳動軸的設計等都離不開力學知識，都需要經過周密的科學計算才能設計尺寸選取材料。而作為一門基礎課程，工程力學與其說是一門知識，不如說是一種思維方式，課程內含大量的分析問題、解決問題的方法，是一門重要的思維方式培養課程。

二 思維方式及其重要性

所謂思維方式，就是體現一定的思想內容和一定的思考方法，使用于特定領域的思維模式。如紅軍在游擊戰時期，為了有效地保存自己消滅敵人提出了“16字訣”：敵進我退、敵駐我擾、敵疲我打、敵退我追。這就是當時最為優秀的思維方式。以思維的憑借物維度劃分，可以把思維分為動作思維、形象思維和抽象思維，概念是人反映事物本質屬性的一種思維形式，因而抽象思維是人類思維的核心形態。以思維探索問題答案的方向劃分，可以把思維分為聚合思維和發散思維、以思維的創造性維度劃分，可以把思維分為再造性思維和創造性思維、以思維的目的維度劃分，可以把思維分為上升性思維、求解性思維和決策性思維 。

思維方式是社會意識的形成途徑。千百年來人類通過對自然、社會的不斷深入了解，在實踐中逐步形成不同領域、不同階段的思維方式。不同的思維方式是形成不同的思想成果的必備條件，它就像不同的加工車床，相同原料經過加工之后就會出現不同的加工產品。形式雖多樣，本質卻多有相似，解決方案的確定過程也就是思維方式的形成過程。伏爾泰曾說：“除了野蠻的國度，世界上所有地方都被書統治著。”人類社會之所以能進步和發展，是因為國民掌握了先進的價值體系、思維方式知識體系。價值體系確定了處理事情的目標與方向，而思維方式就是理解和處理事情的方法，掌握好了就有可以順利地解決很多難題。教育的主要任務，是訓練良好的思維方式。

三 工程力學中的思維方式

1.工程力學中的抽象思維

抽象思維也稱邏輯思維，是利用概念進行的思維活動。它又分為形式邏輯思維和辯證邏輯思維。形式邏輯中的概念是無矛盾性的，具有確定、絕對、靜止、單一的特性，而辯證邏輯中的概念是有矛盾的、具有變化、相對、運動、多樣的特征。辯證邏輯思維是在形式邏輯思維發展的基礎上形成的，是抽象思維的高級階段，是對自然界中到處盛行的對立中的運動的反映。

工程力學中概念較多，力、力矩、力偶矩、約束、約束力、平衡、彈性變形以及塑性變形等，是對事物本質屬性的一種高度概括。學生需要從多個個體中分析其聯系，抽象總結出其內在本質的統一，進而得到其概念。如從具體的力中抽象出其統一的本質（機械作用），從具體的約束中抽象出其統一的本質（對運動的限制），從具體的內力中抽象出其統一的本質（與外力相關，影響變形等）。力學中很多知識是抽象的，并不是針對某一問題，而是針對一大類工程問題，其解決思路也是一種抽象思維。

2.工程力學中的發散思維

發散思維又稱求異思維、輻射思維，是從一個目標出發，沿著各種不同途徑尋求各種答案的思維方式。體現著哲學中的相對性。如平衡方程的多種形式（平面一般力系的一矩式、二矩式、三矩式，體現同一問題的不同解法），合力投影定理（合力在某軸上的投影等于各分力在該軸上投影的代數和，將矢量運算簡化為標量運算），合力矩定理（合力在某點的力矩等于各分力在該點力矩的代數和）等都表現了該課程中的發散思維，體現著同一目標不同解決思路的發散性，即可以通過轉化思維簡化問題，對解決工程實際問題有很高的指導價值。

3.工程力學中的上升性思維、求解性思維、決策型思維

上升性思維是從個別的事物經驗中，通過分析、綜合、比較、歸納、概括出具有一般特征和普遍規律性的思維。求解性思維是尋求解決某個具體問題的思維。決策性思維是對未來事件發生的可能性予以估計并從中選擇最理想解決方案的思維。工程力學中的解題方法的總結實際上是一種上升性思維，而將該方法應用于具體的問題是一種求解性思維，利用該方法對事物的發展的可能性預測并提出解決方案。如結構的強度條件體現了求解性思維，而利用強度條件解決強

度校核問題并對桿件截面的設計則體現了決策性思維。

4.工程力學中的其他思維

工程力學是一門專業基礎課，力學從誕生之日起就與數學相生相息，兩者都是解決問題的方法、解決問題的思路。力學中的理想模型的建立，蘊含著抓住主要矛盾，忽略次要矛盾去分析問題的思路，力學中的重心、形心蘊含著數學的微積分的思想，蘊含著加權平均的思想，力學中變形與外力、內力的關系則蘊含著內因與外因的哲學思想，聯系的觀點等。

四 結束語

工程力學是一門專業基礎課，更是一種思維方式，本文對工程力學中蘊含的思維方式做了小結，對工程力學的教學有一定的參考意義。

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〔責任編輯：李爽〕