浅谈大学生工科(工程)思维方式的培养.ppt

浅谈大学生工程思维方式的培养,张* 安全科学与工程学院 2012年11月25日,2,主要内容,一、大学的作用； 二、能力的培养； 三、思维方式的培养。,3,大学的作用,大学老师教什么？,?,大学学生学什么？,4,大学的作用,知识,大学物理,流体力学,流体网络,矿井通风,大学英语,传热学,高等数学,5,大学的作用,独立分析解决问题的能力！,例：某大学生去一家英国公司面试，面试官给每人发了一张纸，上面只有一道简单的题目：英国每年买几个高尔夫球？没有其他数据，要求在40分钟内完成。,6,大学的作用,口袋技能,7,大学的作用,8,大学的作用,学生素质 良好的品性； 正直、诚实的为人处世之道。,大学教育应更注重学生素质和技能的培养。,9,大学的作用,技能的培养 一是指专业知识与技能； 二是做任何工作所需要的通用技能,语言沟通能力,分析问题的能力,学习能力,解决问题的能力,10,大学的作用,11,大学的作用,例：美国总统奥巴马上台后提任的美国最高法院首位拉裔大法官Sonia Sotomayor 本科是学历史的。,批判性阅读和思考的能力,12,大学的作用,思维方式； 解决问题的方法和思路。,13,大学的作用,教育就是当一个人把在学校所学全部忘光之后剩下的东西爱因斯坦。,14,大学的作用,“剩下的东西”是什么？,15,大学的作用,思考问题、解决问题的能力！,16,大学的作用,能力的培养才是根本！,17,大学的作用,“显性”特征 专业知识； 写作功底； 英语能力； 计算机能力； ,18,大学的作用,“隐性”能力 工作上细心性； 对数字敏感性； 对文字的严谨性； 处理问题条理性； 看待问题的思辨性； ,19,工程思维方式的培养,什么是工程思维方式？,20,工程思维方式的培养,理科（Science departments） 是指自然科学和应用科学； 代表性的学科：数学、物理、化学、生物学、天文、地质、力学等； 特点：理论性强（内涵）。,21,工程思维方式的培养,工科（Technology departments）： 工科是将自然科学原理应用至工业、农业各个生产部门所形成的诸多工程学科 ； 代表性的学科：土建类、水利类、电工类、电子信息类、热能工程类、仪器仪表类、化工制药类等等； 应用性强（外延）。,22,工程思维方式的培养,科学（Science）是一种建立在（人类）无偏见观察和系统实验基础上的关于自然界及其现象的知识体系。通常，一门科学还包括追求普遍真理或基本定律的方法体系（思维与实验方法体系）。（出自不列颠百科全书） 技术（Technology）是人们从实践中总结或发明出的认识自然、改造自然的工艺或方法体系（包括如何运用科学理论的方法）。（出自不列颠百科全书） 知识特点：程序型知识（how） 工程（Engineering）是运用科学、数学、经济、社会及经验知识，去设计和建造机械、建筑、设备、系统、材料及新工艺.以满足社会需求的活动、学科或专业。 （出自维基百科）,23,工程思维方式的培养,科学家与工程师的区别：,“科学家研究已有世界，工程师创造未来世界！”钱学森导师冯.卡门语。,科学家“发现”； 工程师“发明、创造”,科学发现 技术发明 工程建造,24,工程思维方式的培养,人的各种活动受思维的影响和制约； 思维方式与实践方式相对应 科学实践 科学思维 理性思维； 工程实践 工程思维 综合性思维； 文学实践 文学思维 非理性思维； 艺术实践 艺术思维 非理性思维。,理性思维 收敛性思维； 非理性思维 发散性思维。,25,工程思维方式的培养,科学思维 通常指理性的认识过程，是人脑对客观事物间接和概括的反映； 两大特征： 理性特征：事物本质和规律一定存在；人类的正确思维能反映事物的本质和规律“理性给自然立法”； 逻辑特征：逻辑（Logic-思想的规律和规则）是科学思维的形式和工具。,26,工程思维方式的培养,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。 综合性思维：具有发散性。,27,例：“砖”除了造房子还有什么用途？ 发散性思维创造性思维的特性,工程思维方式的培养,28,收敛性思维理性思维的特性 砖的特性：1）重量；2）形状；4）材料；3）强度； 砖的具体作用：根据某种砖的特性，确定其限制及适用范围。,人类感知的局限性 感觉范围的局限 视觉可见光(390750nm)；分辨率和视野有限 听觉2020000Hz; 0分贝（20Pa ） 嗅觉灵敏度和分辨力有限 ,工程思维方式的培养,29,第一讲 绪论,感性直觉的局限,曲线正方形：这些是完全的正方形吗？,30,有多少个黑点？,31,著名的佛雷泽螺旋,32,几 何 谜 题,33,34,工程思维方式的培养,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。,35,工程思维方式的培养,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。,36,工科和理科的区别,未来工程师的必备素养 （1）结合特长，自主学习， （2）理论与实践相结合， （3）独立思考和完成项目。,37,结 语,“学校犹如鱼池也，师生如鱼也，其行动如游泳也。大鱼前导，小鱼尾随, 是从游也，师生是大鱼与小