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《力学简史与发展现状》设计与准备

已有 2256 次阅读 2019-9-25 22:36 |个人分类:教学行思|系统分类:教学心得| 力学, 通识, 教学

要为核心通识课《无处不在的力学》讲入门篇《力学简史和发展现状》,一次课两学时。有些惶恐,简史好讲虽然也难讲好,发展现状从何说起呢?何况是给刚入学的只在物理中学过力学的大学新生

 

简史比较实在,也好讲,可以重点讲。发展现状点到为止。正好看到第七届力学学科评议组的《力学学科发展调研报告》,很多素材整理一下就可以使用。

 

简史部分过去有理论力学讲课时的素材,那是以力学家为主线阐述。这次删去一些从力学学科角度看不太重要的学者。增加了流体和固体力学方面的大家。古代和中世纪四人,亚里士多德、阿基米德、达·芬奇和斯蒂文。两位古代,两位中世纪尾声时的文艺复兴时代。线条或许过粗,但从力学而不是历史角度着眼,也只能厚今薄古。经典力学形成与发展部分16人,伽利略、胡克、牛顿、莱布尼茨、伐里农、欧拉、库伦、拉格朗日、杨、泊松、纳维、柯西、哈密尔顿、斯托克斯、庞卡莱和李雅普诺夫。大体上前八位是形成阶段,后八位是发展阶段。作为力学家,莱布尼茨和库伦的分量相对略轻些,但莱布尼茨是能量法的鼻祖,而库伦代表着该阶段力学中的工程师传统,否则除了胡克和杨就是数学家的一统天下了。这些大家中胡克、杨、泊松、纳维、柯西、哈密尔顿和斯托克斯是新准备的。近代力学形成的两位普朗特和冯·卡门也都是新准备的,从冯·卡门引出学生或助手钱学森、钱伟长和郭永怀,那属于近现代力学在中国了。现代力学部分按内容而不是人物概述。这部分起名为《力学学科历史演化与科学基因》,为课程的第二部分。素材用了两张我自己翻拍的照片。讲亚里士多德是用了拉斐尔的壁画《雅典学院》,其中有以米开朗基罗为模特的亚里士多德画像。讲伽利略时的肖像也是我在乌菲兹美术馆看到原作的翻拍。

 

简史以外部分,基本上都取材于前述《调研报告》。开篇为《力学的内涵和外延》,说明力学学科的定义、构成和意义。第三部分概述《力学在当代中国的贡献》,分航空航天、武器装备、高端制造和减灾防灾四方面。第四部分简述《力学学科的特点》,说明力学是兼具基础科学和应用科学的独立分支,是工程科学的基础与先导,具有交叉性。第五部分分析《力学学科的地位》,从基础和技术科学的先导、催生交叉科学、支撑工程科技和培养领军人才四个方面阐述。最后是结论。

 

因为是《无处不在的力学》的第一课,所以还需要个课程概览。这部分特别是理念部分参考了前一学期的版本,但也有我的修改。理念部分增加了最基本的内容,力学知识和方法的介绍。另外把原来的“家国梦想和社会责任感”补充为“天下情怀、家国梦想、社会责任和岗位意识”。在我看来,没有“天下情怀”境界低格局小,尤其不适用于基础学科包括力学;缺少“岗位意识”立意空行事虚,不适用于技术科学也包括力学。内容部分完全按本学期重新写,这次的模块化与上次不同。打分完全萧规曹随。参考书部分增加了《力学学科发展调研报告》,把中外两本力学史的书出版细节改成与我手头书一致。原来的也未必不对,但不是我参考的。

 

总体上感觉内容有些偏多,讲课时再见机行事吧!




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