類比法是根據(jù)兩類事物之間在某些方面的類似或相同，推斷出它們?cè)谄渌矫嬉部赡茴愃苹蛳嗤倪壿嬎季S方法。它是以比較為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)兩類不同事物進(jìn)行比較，找出它們的相同點(diǎn)或相似點(diǎn)，然后以此為根據(jù)，將關(guān)于某一事物的知識(shí)或結(jié)論推移到另一事物中去。它是一種科學(xué)有效的學(xué)習(xí)方法，在教學(xué)中運(yùn)用類比法，對(duì)學(xué)員知識(shí)的遷移能力、理解能力和分析能力的提高和發(fā)展有很大好處。飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)員學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)員今后從事相關(guān)專業(yè)工作起到理論支撐的作用。但該課程理論較深、內(nèi)容抽象，不易學(xué)員掌握。針對(duì)這種現(xiàn)象，筆者結(jié)合幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，通過(guò)合理應(yīng)用類比法，不僅使學(xué)員掌握了知識(shí)，而且還提高了他們分析問(wèn)題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)。
一、飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教學(xué)中運(yùn)用類比法的意義
1.運(yùn)用類比法符合飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的課程特點(diǎn)。飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教材，不僅是傳播知識(shí)的工具，更是訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)員思維能力的最好素材。筆者認(rèn)為，作為一名飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教員，在深入鉆研教材的同時(shí)，還要注重教材中蘊(yùn)涵的豐富科學(xué)思維方法，并在教學(xué)中給予充分利用。盡管飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論深、內(nèi)容多，但若仔細(xì)研究教材的前后內(nèi)容，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)教材中的一部分內(nèi)容與生活常識(shí)有密切關(guān)聯(lián)、一部分內(nèi)容與工程力學(xué)知識(shí)分析方法相似、還有一部分章節(jié)的內(nèi)容在分析方法和研究思路上極為相似，所以很多教學(xué)內(nèi)容適合運(yùn)用類比法來(lái)講解。
2.運(yùn)用類比法有助于提高學(xué)員的分析能力。飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課程的主要內(nèi)容之一是分析飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身和起落架等部件的受力情況。在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時(shí)，我們不僅可以運(yùn)用類比法分析它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)型式、外載荷和受力分析中的相似處，還可以揭示這些知識(shí)體系的變化、發(fā)展過(guò)程及其帶來(lái)的影響，引導(dǎo)學(xué)員去感受知識(shí)的來(lái)龍去脈，形成觀察、對(duì)比和思考的良好習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)員分析問(wèn)題的能力，為他們以后學(xué)習(xí)專業(yè)課和從事專業(yè)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教學(xué)中運(yùn)用類比法，不僅讓學(xué)生更容易接受新的知識(shí)，而且還可提高他們的分析問(wèn)題能力。
3.運(yùn)用類比法有助于培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)。與其他方法相比，類比法的或然性最大，但它卻是最富有創(chuàng)造性的推理方法，可以為人們的思維過(guò)程提供更廣闊的自由創(chuàng)造天地。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教學(xué)中，根據(jù)教材的特點(diǎn)，恰如其分地運(yùn)用類比法，不僅把抽象且復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、形象化，還可引導(dǎo)學(xué)員去發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、揭示新規(guī)律和探索新方法，使學(xué)員獲得再發(fā)現(xiàn)的體驗(yàn)。所以，在教學(xué)中，類比法是培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新意識(shí)的一種有效途徑。
二、類比法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教學(xué)中的`具體應(yīng)用
1.公式推導(dǎo)時(shí)應(yīng)用類比法。在公式推導(dǎo)過(guò)程中，可以通過(guò)類比法，加深公式的理解，便于公式的記憶。如在推導(dǎo)出水平突風(fēng)載荷的飛機(jī)升力表達(dá)式時(shí)，得出水平突風(fēng)載荷的方向與飛機(jī)航向相反時(shí)，飛機(jī)的升力增加，飛機(jī)上升;反之則飛機(jī)下降的結(jié)論。當(dāng)時(shí)，一些學(xué)員對(duì)這個(gè)結(jié)論十分驚訝，怎么可能飛機(jī)順風(fēng)飛行時(shí)，反而飛機(jī)的升力減少，飛機(jī)下降呢?為了便于對(duì)這個(gè)抽象結(jié)論的理解，筆者把學(xué)員引導(dǎo)到生活中放風(fēng)箏的情形。通過(guò)放風(fēng)箏需在逆風(fēng)條件下進(jìn)行的例子，讓學(xué)員在已具備的感知條件下去理解水平突風(fēng)載荷的飛機(jī)升力表達(dá)式就變得相對(duì)容易很多。這樣不僅達(dá)到事半功倍的效果，而且還擴(kuò)大了學(xué)員的知識(shí)面、激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)這門課的興趣。
2.理解概念時(shí)應(yīng)用類比法。在學(xué)習(xí)一些重要概念時(shí)，學(xué)員們往往只注意這些概念的表面文字，而忽略了這些概念中所含有的一些本質(zhì)特征。例如飛機(jī)過(guò)載是飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課程中的一個(gè)重要概念。它的大小反映飛機(jī)結(jié)構(gòu)受載的嚴(yán)重程度。如果理解這個(gè)概念的本質(zhì)，可以和體育比賽項(xiàng)目中的舉重項(xiàng)目進(jìn)行比較。大家知道，舉重項(xiàng)目是按公斤級(jí)分類的，在同一級(jí)比賽中，如果兩個(gè)運(yùn)動(dòng)員舉出相同的重量，體重較輕者獲勝。這說(shuō)明僅僅從運(yùn)動(dòng)員舉多少重量來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)員的舉重能力是不夠的，還應(yīng)考慮他自身的重量。相同的道理，判斷飛機(jī)結(jié)構(gòu)受載是否嚴(yán)重，也不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單根據(jù)它受力的大小直接判斷，而需要結(jié)合飛機(jī)的重量綜合考慮。所以，選用能正確反映飛機(jī)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受載程度的指標(biāo)不是某個(gè)力，而應(yīng)是一個(gè)相對(duì)值，即飛機(jī)過(guò)載。這樣不僅加深了對(duì)概念的理解，還利用生活常識(shí)活躍了課堂氣氛，讓學(xué)員在輕松的環(huán)境中去學(xué)習(xí)理論知識(shí)。
3.受力分析時(shí)應(yīng)用類比法。飛機(jī)結(jié)構(gòu)各部件的受力分析是飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課程的核心內(nèi)容，同時(shí)也是該課程的難點(diǎn)之一。在學(xué)習(xí)飛機(jī)結(jié)構(gòu)各部件的受力分析時(shí)，學(xué)員普遍感到內(nèi)容抽象、不易理解。例如分析機(jī)身結(jié)構(gòu)受力時(shí)，可以把機(jī)身類比為機(jī)翼翼梁。當(dāng)機(jī)身承受垂直載荷時(shí)，剪力主要由兩側(cè)蒙皮承受，相當(dāng)于翼梁腹板;彎矩主要由上下大梁(壁板)承受，相當(dāng)于翼梁緣條。這時(shí)機(jī)身可以看作是工字翼梁。當(dāng)機(jī)身承受側(cè)向水平載荷時(shí)，剪力主要由上下蒙皮承受，相當(dāng)于翼梁腹板;彎矩主要由兩側(cè)大梁(壁板)承受，相當(dāng)于翼梁緣條。這時(shí)機(jī)身可以看作是H字翼梁。把機(jī)身類比為機(jī)翼翼梁，一則機(jī)身的受力特點(diǎn)與翼梁相似，二則翼梁的受力特點(diǎn)大家很清楚。這樣，把機(jī)身看作翼梁進(jìn)行受力分析時(shí)，不僅將新舊知識(shí)類比分析，加深學(xué)員知識(shí)的理解，還突破難點(diǎn)，降低教學(xué)難度。
4.評(píng)定準(zhǔn)則時(shí)應(yīng)用類比法。飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課程的內(nèi)容從大的方面可以分為四大模塊，即靜強(qiáng)度、剛度、疲勞強(qiáng)度和斷裂力學(xué)。在學(xué)這門課程之前，學(xué)員主要接觸過(guò)這四大模塊中的靜強(qiáng)度知識(shí)，對(duì)靜強(qiáng)度理論中的評(píng)定準(zhǔn)則及其應(yīng)用非常熟悉。在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，我們仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)這四大模塊的評(píng)定準(zhǔn)則在形式是驚人相似，都是某項(xiàng)數(shù)值小于某允許值。所以可以通過(guò)和靜強(qiáng)度評(píng)定準(zhǔn)則進(jìn)行類比來(lái)學(xué)習(xí)其他評(píng)定準(zhǔn)則。這樣，不僅加深學(xué)員對(duì)評(píng)定準(zhǔn)則的理解，還可總結(jié)出一些規(guī)律。
5.解釋現(xiàn)象時(shí)應(yīng)用類比法。戰(zhàn)斗機(jī)在空戰(zhàn)飛行中，需要完成各種機(jī)動(dòng)飛行，飛機(jī)過(guò)載的大小和方向?qū)⒉粩喟l(fā)生變化，變化的過(guò)載會(huì)影響飛行員的生理。當(dāng)飛行員承受大的正過(guò)載時(shí)，由于慣性力作用，飛行員的血液從頭部流上下肢，可能造成腦部缺血等現(xiàn)象;反則，承受大的負(fù)過(guò)載時(shí)，血液會(huì)涌上頭部，出現(xiàn)腦充血。直接給學(xué)員分析飛機(jī)過(guò)載對(duì)飛行員生理的影響，一些學(xué)員理解較為困難。若把這種影響與日常生活中的一些體驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，既可加深學(xué)員的理解，還可增加課堂的趣味性。通過(guò)日常生活例子的類比，可啟發(fā)學(xué)員去聯(lián)想，由此及彼，尋找答案，從而培養(yǎng)和提高學(xué)員的創(chuàng)新思維能力。
6.章節(jié)總結(jié)時(shí)應(yīng)用類比法。在階段復(fù)習(xí)和課程總結(jié)時(shí)，若將各知識(shí)點(diǎn)分散復(fù)習(xí)，學(xué)員不易掌握且層次不清，若能將有關(guān)知識(shí)進(jìn)行類比，把一些有內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，建構(gòu)一定的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，就可以加深學(xué)員對(duì)知識(shí)的理解和掌握。如對(duì)于機(jī)翼、機(jī)身和起落架受力分析的這三章來(lái)說(shuō)，它們?cè)趦?nèi)容安排上均是按結(jié)構(gòu)載荷受力分析強(qiáng)度結(jié)論的一條主線展開的。因此在復(fù)習(xí)機(jī)翼、機(jī)身和起落架的受力分析時(shí)可將這三大部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、外載荷和受力分析方法分別加以比較。這樣不僅增強(qiáng)了知識(shí)的系統(tǒng)化，而且揭示了解決強(qiáng)度問(wèn)題的共同思路，且可啟發(fā)學(xué)員自己去探索新型飛機(jī)結(jié)構(gòu)受力分析問(wèn)題的解題思路。
三、應(yīng)注意的問(wèn)題
1.要具備牢固的基礎(chǔ)知識(shí)。牢固的基礎(chǔ)知識(shí)是合理應(yīng)用類比法的前提。類比法要求教員在運(yùn)用時(shí)不僅要熟悉所授課程的內(nèi)容，而且對(duì)其余課程如基礎(chǔ)課、專業(yè)課，甚至對(duì)日常生活的相關(guān)內(nèi)容也要有所了解，同時(shí)還要掌握教育學(xué)的基本理論。也就是說(shuō)，教員不僅要精通專業(yè)，還要博覽群書，有豐富的知識(shí)儲(chǔ)備。只有這樣才有可能巧妙而準(zhǔn)確地選擇類比對(duì)象，講好飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課程。
2.要講究科學(xué)的理論依據(jù)。運(yùn)用舊知識(shí)采用類比法推理出新知識(shí)時(shí)，一般僅是根據(jù)簡(jiǎn)單比較而進(jìn)行的推理，并不具體分析事物間聯(lián)系的性質(zhì)，因此得到的結(jié)論也并不具有邏輯的必然性，其結(jié)論不一定完全正確，因此在類比時(shí)必須用經(jīng)過(guò)論證的理論作依據(jù)，不能盲目類推，否則將謬論百出。
3.要抓住事物的本質(zhì)屬性。類比法就其本質(zhì)來(lái)講是一種發(fā)現(xiàn)的方法，而非嚴(yán)格的推理。所以要提高類比的可靠性，不能以表面相似為根據(jù)作膚淺的類比，而應(yīng)以事物本質(zhì)聯(lián)系為根據(jù)進(jìn)行類比。只有這樣，得出的結(jié)論才較為可靠。
通過(guò)上述問(wèn)題的分析，不難發(fā)現(xiàn)，類比方法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課程教學(xué)中的應(yīng)用，能使抽象、復(fù)雜的問(wèn)題形象、生動(dòng)起來(lái)，從而激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。當(dāng)然，在類比的過(guò)程中也需要注意各種不同事物之間的差異和區(qū)別，在概念、原理的講解中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步把它們的本質(zhì)講清楚。只有這樣，才能使學(xué)生更好地理解所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生的思維，加深理解，觸類旁通。
