理工科的思維方式

1、理工科的思維方式理工科的思維方式湖北大學(xué)物電學(xué)院余瓊?cè)睾贝髮W(xué)物電學(xué)院余瓊?cè)?SOME 20062主要內(nèi)容一、思維體系一、思維體系二、三極管的建模二、三極管的建模三、理工科課程的思維模式三、理工科課程的思維模式 SOME 20063一、思維體系一、思維體系思維體系的分類-工具思維與人文思維工具思維-數(shù)理邏輯思維與工程邏輯思維數(shù)理邏輯思維：有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程和物理意義工程邏輯思維：以邏輯思維為手段，以科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，以技術(shù)應(yīng)用為條件，以實(shí)際應(yīng)用為目的思維方式。 SOME 20064工具思維之?dāng)?shù)學(xué)思維數(shù)學(xué)思維：數(shù)學(xué)思維又有稱為精密思維，更多的是只有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)械推理和分析數(shù)學(xué)思維包括很多方面。概括地

2、和通俗地說(shuō)，數(shù)學(xué)思維最基本的兩大方面應(yīng)該是“證”和“算”。 “證”就是邏輯推理與演繹證明；“算”就是算法構(gòu)造與計(jì)算，二者對(duì)人類精密思維的發(fā)展都不可或缺。對(duì)“算”大家可能比較容易感受。我們?cè)谏罨蚬ぷ髦杏龅絾?wèn)題常常會(huì)說(shuō)需要“算一算”，數(shù)學(xué)家則更是追求解決問(wèn)題的一般模式模式或者說(shuō)一般算法算法。從簡(jiǎn)單的三角形面積算法到描述各種自然和社會(huì)現(xiàn)象的復(fù)雜的方程的解算，定量化的方法已經(jīng)滲透到各行各業(yè)。 SOME 20065推 薦 參 考 資 料“數(shù)學(xué)思維方法(第2版)是數(shù)學(xué)思維方法研究的基本教材，尤其突出數(shù)學(xué)思維在數(shù)學(xué)知識(shí)、理論和方法之中的地位，將數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)哲學(xué)與數(shù)學(xué)文化的研究相結(jié)合，將數(shù)學(xué)思維方法的研究與

3、數(shù)學(xué)教育相結(jié)合。 SOME 20066工具思維之?dāng)?shù)學(xué)思維思維，可以說(shuō)數(shù)學(xué)的本質(zhì)特性就是思維。我們經(jīng)歷了數(shù)學(xué)概念的引入，定理的發(fā)現(xiàn)，規(guī)律的探求等諸多過(guò)程。在這些認(rèn)識(shí)活動(dòng)過(guò)程中，是什么促使你能夠一步一步向前走，又是什么使你的智慧逐步提升？用李老師的話說(shuō)就是數(shù)學(xué)思維能力的作用。 數(shù)學(xué)思維方法內(nèi)容簡(jiǎn)介：學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，離不開(kāi)數(shù)學(xué) SOME 20067工具思維之物理思維物理思維：物理思維技巧-是物理方法的升華，它是創(chuàng)造性地解決物理問(wèn)題、發(fā)展理論的源泉。物理思維模式-某一知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)較具體的基本的思維能力，那么，物理思維技巧則是貫穿物理學(xué)各知識(shí)領(lǐng)域普遍適用的思維能力。物理思維技巧又是指導(dǎo)思維活動(dòng)的策略，是思維活動(dòng)

4、中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。物理常用到的思維技巧主要有：理想化、形象化、數(shù)模化、分選化、歸比和類比。 SOME 20068工具思維之物理思維物理思維論系統(tǒng)地闡述了物理思維的概念、特征、品質(zhì)、過(guò)程、形式、方法，并在此基礎(chǔ)上對(duì)物理模型的建立、物理概念的建立及教學(xué)、解決物理問(wèn)題中的思維，以及物理創(chuàng)造性思維，進(jìn)行了深入細(xì)致的分析。特別是對(duì)物理思維的概念、分類，物理形象思維和直覺(jué)思維的過(guò)程、形式，物理學(xué)中臻美和等效的思維方法，物理創(chuàng)造性思維的方式、結(jié)構(gòu)，建立物理模型、物理概念、物理規(guī)律的思維方法，解決物理問(wèn)題的思維策略等重大問(wèn)題。 SOME 20069物理思維的智力結(jié)構(gòu)模型 SOME 200610工具思維之物理思維

5、思維導(dǎo)圖是有效的思維模式，應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思考等的思維“地圖”，利于人腦的擴(kuò)散思維的展開(kāi)。思維導(dǎo)圖以放射性思考模式為基礎(chǔ)的收放自如方式，除了提供一個(gè)正確而快速的學(xué)習(xí)方法與工具外，運(yùn)用在創(chuàng)意的聯(lián)想與收斂、項(xiàng)目企劃、問(wèn)題解決與分析、會(huì)議管理等方面，往往產(chǎn)生令人驚喜的效果。它是一種展現(xiàn)個(gè)人智力潛能極至的方法，將可提升思考技巧，大幅增進(jìn)閱讀速度、記憶力、組織力與創(chuàng)造力。它與傳統(tǒng)筆記法和學(xué)習(xí)法有量子跳躍式的差異，主要是因?yàn)樗醋阅X神經(jīng)生理的學(xué)習(xí)互動(dòng)模式，并且開(kāi)展人人生而具有的放射性思考能力和多感官學(xué)習(xí)的特性。 SOME 200611 SOME 200612工具思維之物理思維 SOME 200613 S

6、OME 200614工具思維之物理思維 SOME 200615 SOME 200616工具思維之物理思維導(dǎo)圖 SOME 200617工具思維之物理思維 SOME 200618 SOME 200619 SOME 200620 SOME 200621 SOME 200622 SOME 200623思維導(dǎo)圖軟件mindmanager 9，可從網(wǎng)上下載課程作業(yè)的思維圖要求使用此軟件完成 SOME 200624工具思維之工程思維工程 -1.Architecture works; construction; a project; engineering (1) construction (engineer

7、ing) project。 (2) 將自然科學(xué)的理論應(yīng)用到具體工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門中形成的各學(xué)科的總稱。如:水利工程、化學(xué)工程、土木建筑工程、遺傳工程、系統(tǒng)工程亦稱“工程學(xué)”。 (3) 用較大而復(fù)雜的設(shè)備來(lái)進(jìn)行的工作。如:城市改建工程、京九鐵路工程、菜籃子工程。 工程是對(duì)于單項(xiàng)工作的一個(gè)名稱，它體現(xiàn)了該項(xiàng)工作的性質(zhì)！ 工程思維-推出某一個(gè)“工程”，確定“工程”在多少年內(nèi)一定要達(dá)到某個(gè)“目標(biāo)”，隨后拿出相應(yīng)的規(guī)劃，制訂檢查評(píng)估的數(shù)字指標(biāo),一般認(rèn)為只要有足夠的人力、財(cái)力保證，就能在規(guī)定時(shí)間中，按照預(yù)先的計(jì)劃，做出相應(yīng)的成果，達(dá)到建設(shè)的目的這好比建設(shè)大橋、大壩、大樓，拿著預(yù)先設(shè)計(jì)的圖紙，配備足夠的材料，投

8、入合格的人力，不但可以準(zhǔn)時(shí)完成工期，還有望提前“竣工”。 SOME 200625工具思維之工程思維理論思維與工程思維 作者：徐長(zhǎng)福 著 出 版 社：上海人民出版社 出版時(shí)間：2002-6-1 版次：1 SOME 200626工程思維的特征1、具有很強(qiáng)的綜合性。工程思維所要解決的是工程實(shí)際問(wèn)題，這些問(wèn)題往往是不確定的，非線性問(wèn)題。2、具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。工程思維是從工程實(shí)踐和現(xiàn)實(shí)生活中提出問(wèn)題，然后再運(yùn)用科學(xué)理論和工程技術(shù)去解決問(wèn)題。3、具有創(chuàng)新性。工程思維在分析，解決問(wèn)題的過(guò)程中，既有概念或設(shè)想的孕育、萌生或構(gòu)思的漸進(jìn)性積累，又有頓悟、豁然開(kāi)朗的突躍性飛躍。 SOME 200627工程思維的特點(diǎn)

9、1、工程邏輯思維的以具體應(yīng)用為目的、工程邏輯思維的以具體應(yīng)用為目的2、允許一定的誤差范圍、允許一定的誤差范圍3、工程的應(yīng)用過(guò)程可以在一定的誤差范圍內(nèi)、工程的應(yīng)用過(guò)程可以在一定的誤差范圍內(nèi)用數(shù)學(xué)方式來(lái)描述用數(shù)學(xué)方式來(lái)描述數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型。4、每一個(gè)數(shù)學(xué)符號(hào)與數(shù)值均具有明確的物理、每一個(gè)數(shù)學(xué)符號(hào)與數(shù)值均具有明確的物理意義意義 SOME 200628工具思維之工程思維為了進(jìn)一步了解工程思維，也了解一些工程科學(xué) SOME 200629工程科學(xué)的產(chǎn)生現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工程活動(dòng)的密切結(jié)合，工程活動(dòng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性程度的提高就直接地引致一門新科學(xué)的出現(xiàn)，這就是工程科學(xué)。 SOME 200630工程科學(xué)的特征1、工

10、程科學(xué)具有系統(tǒng)科學(xué)的特征。工程活動(dòng)的目的是創(chuàng)造出一個(gè)新的、具體的客觀實(shí)在。系統(tǒng)科學(xué)的理論來(lái)自于工程科學(xué)，又應(yīng)用到工程科學(xué)，它是工程科學(xué)的重要組成。 SOME 200631工程科學(xué)的特征2、工程科學(xué)具有復(fù)雜性科學(xué)的特征。要?jiǎng)?chuàng)造的人工客體，本質(zhì)上是一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的整體，這個(gè)整體是有眾多的子結(jié)構(gòu)及其要素的系統(tǒng)，要把這種不同維度的狀態(tài)，按照某一特定的目的進(jìn)行整合，就要處理極其復(fù)雜的非線性作用關(guān)系，所以，工程科學(xué)是一個(gè)處理人工復(fù)雜事物的科學(xué)。 SOME 200632工程科學(xué)的特征3、工程科學(xué)具有交叉科學(xué)的特征。一個(gè)具體的工程對(duì)象涉及眾多的科學(xué)領(lǐng)域，不同科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)規(guī)律都共同作用到同一個(gè)工程對(duì)象上。不同領(lǐng)域的科學(xué)規(guī)律因同一個(gè)工程對(duì)象，或者工程目的而發(fā)生相互的交叉。 SOME 200633工程科學(xué)的特征4、工程科學(xué)具有綜合科學(xué)的特征。工程科學(xué)中涉及的各種學(xué)科都圍繞著一個(gè)共同的工程對(duì)象展開(kāi)，需要把工程對(duì)象所涉及到的所