《理工科的思维方式》PPT课件.ppt

理工科的思维方式,湖北大学物电学院余琼蓉,SOME 2006,2,主要内容,一、思维体系二、三极管的建模三、理工科课程的思维模式,SOME 2006,3,一、思维体系,思维体系的分类-工具思维与人文思维工具思维-数理逻辑思维与工程逻辑思维数理逻辑思维：有严谨的数学推导过程和物理意义工程逻辑思维：以逻辑思维为手段，以科学知识为基础，以技术应用为条件，以实际应用为目的思维方式。,SOME 2006,4,工具思维之数学思维,数学思维：数学思维又有称为精密思维，更多的是只有严谨的机械推理和分析数学思维包括很多方面。概括地和通俗地说，数学思维最基本的两大方面应该是“证”和“算”。“证”就是逻辑推理与演绎证明；“算”就是算法构造与计算，二者对人类精密思维的发展都不可或缺。对“算”大家可能比较容易感受。我们在生活或工作中遇到问题常常会说需要“算一算”，数学家则更是追求解决问题的一般模式或者说一般算法。从简单的三角形面积算法到描述各种自然和社会现象的复杂的方程的解算，定量化的方法已经渗透到各行各业。,SOME 2006,5,推荐参考资料“数学思维方法(第2版)是数学思维方法研究的基本教材，尤其突出数学思维在数学知识、理论和方法之中的地位，将数学史、数学哲学与数学文化的研究相结合，将数学思维方法的研究与数学教育相结合。,SOME 2006,6,工具思维之数学思维,思维，可以说数学的本质特性就是思维。我们经历了数学概念的引入，定理的发现，规律的探求等诸多过程。在这些认识活动过程中，是什么促使你能够一步一步向前走，又是什么使你的智慧逐步提升？用李老师的话说就是数学思维能力的作用。数学思维方法内容简介：学习数学，离不开数学,SOME 2006,7,工具思维之物理思维,物理思维：物理思维技巧-是物理方法的升华，它是创造性地解决物理问题、发展理论的源泉。物理思维模式-某一知识领域内较具体的基本的思维能力，那么，物理思维技巧则是贯穿物理学各知识领域普遍适用的思维能力。物理思维技巧又是指导思维活动的策略，是思维活动中最关键的环节。物理常用到的思维技巧主要有：理想化、形象化、数模化、分选化、归比和类比。,SOME 2006,8,工具思维之物理思维,物理思维论系统地阐述了物理思维的概念、特征、品质、过程、形式、方法，并在此基础上对物理模型的建立、物理概念的建立及教学、解决物理问题中的思维，以及物理创造性思维，进行了深入细致的分析。特别是对物理思维的概念、分类，物理形象思维和直觉思维的过程、形式，物理学中臻美和等效的思维方法，物理创造性思维的方式、结构，建立物理模型、物理概念、物理规律的思维方法，解决物理问题的思维策略等重大问题。,SOME 2006,9,物理思维的智力结构模型,SOME 2006,10,工具思维之物理思维,思维导图是有效的思维模式，应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”，利于人脑的扩散思维的展开。思维导图以放射性思考模式为基础的收放自如方式，除了提供一个正确而快速的学习方法与工具外，运用在创意的联想与收敛、项目企划、问题解决与分析、会议管理等方面，往往产生令人惊喜的效果。它是一种展现个人智力潜能极至的方法，将可提升思考技巧，大幅增进阅读速度、记忆力、组织力与创造力。它与传统笔记法和学习法有量子跳跃式的差异，主要是因为它源自脑神经生理的学习互动模式，并且开展人人生而具有的放射性思考能力和多感官学习的特性。,SOME 2006,11,SOME 2006,12,工具思维之物理思维,SOME 2006,13,SOME 2006,14,工具思维之物理思维,SOME 2006,15,SOME 2006,16,工具思维之物理思维导图,SOME 2006,17,工具思维之物理思维,SOME 2006,18,SOME 2006,19,SOME 2006,20,SOME 2006,21,SOME 2006,22,SOME 2006,23,思维导图软件mindmanager 9，可从网上下载课程作业的思维图要求使用此软件完成,SOME 2006,24,工具思维之工程思维,工程-1.Architecture works;construction;a project;engineering(1)construction(engineering)project。(2)将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称。如:水利工程、化学工程、土木建筑工程、遗传工程、系统工程亦称“工程学”。(3)用较大而复杂的设备来进行的工作。如:城市改建工程、京九铁路工程、菜篮子工程。工程是对于单项工作的一个名称，它体现了该项工作的性质！工程思维-推出某一个“工程”，确定“工程”在多少年内一定要达到某个“目标”，随后拿出相应的规划，制订检查评估的数字指标,一般认为只要有足够的人力、财力保证，就能在规定时间中，按照预先的计划，做出相应的成果，达到建设的目的这好比建设大桥、大坝、大楼，拿着预先设计的图纸，配备足够的材料，投入合格的人力，不但可以准时完成工期，还有望提前“竣工”。,SOME 2006,25,工具思维之工程思维,理论思维与工程思维 作者：徐长福 著 出 版 社：上海人民出版社 出版时间：2002-6-1 版次：1,SOME 2006,26,工程思维的特征,1、具有很强的综合性。工程思维所要解决的是工程实际问题，这些问题往往是不确定的，非线性问题。2、具有很强的实践性。工程思维是从工程实践和现实生活中提出问题，然后再运用科学理论和工程技术去解决问题。3、具有创新性。工程思维在分析，解决问题的过程中，既有概念或设想的孕育、萌生或构思的渐进性积累，又有顿悟、豁然开朗的突跃性飞跃。,SOME 2006,27,工程思维的特点,1、工程逻辑思维的以具体应用为目的2、允许一定的误差范围3、工程的应用过程可以在一定的误差范围内用数学方式来描述数学模型。4、每一个数学符号与数值均具有明确的物理意义,SOME 2006,28,工具思维之工程思维,为了进一步了解工程思维，也了解一些工程科学,SOME 2006,29,工程科学的产生,现代科学技术与工程活动的密切结合，工程活动的结构复杂性程度的提高就直接地引致一门新科学的出现，这就是工程科学。,SOME 2006,30,工程科学的特征,1、工程科学具有系统科学的特征。工程活动的目的是创造出一个新的、具体的客观实在。系统科学的理论来自于工程科学，又应用到工程科学，它是工程科学的重要组成。,SOME 2006,31,工程科学的特征,2、工程科学具有复杂性科学的特征。要创造的人工客体，本质上是一个具有复杂结构的整体，这个整体是有众多的子结构及其要素的系统，要把这种不同维度的状态，按照某一特定的目的进行整合，就要处理极其复杂的非线性作用关系，所以，工程科学是一个处理人工复杂事物的科学。,SOME 2006,32,工程科学的特征,3、工程科学具有交叉科学的特征。一个具体的工程对象涉及众多的科学领域，不同科学领域的科学规律都共同作用到同一个工程对象上。不同领域的科学规律因同一个工程对象，或者工程目的而发生相互的交叉。,SOME 2006,33,工程科学的特征,4、工程科学具有综合科学的特征。工程科学中涉及的各种学科都围绕着一个共同的工程对象展开，需要把工程对象所涉及到的所有学科因素都包容进来，研究在特定工程对象限定下的不同学科的理论和方法的综合问题。例如中国的“三峡工程”就涉及到地质科学，水力科学，建筑科学，电力电子科学，材料科学，生态科学，经济学，伦理学，社会学等等。,SOME 2006,34,工程活动,工程活动的典型特征是创造一个世界上原本就不曾存在的存在物。所以它的本质特征是超越现实存在的。,