編者按：我校機(jī)械工程學(xué)院趙慶志教授，曾獲全國師德標(biāo)兵、山東省高校十大師德標(biāo)兵、山東省高校優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、淄博市勞動(dòng)模范、淄博市優(yōu)秀黨務(wù)工作者、淄博市時(shí)代先鋒、我?！拔覑畚?guī)煛倚闹凶類鄣睦蠋煛钡葮s譽(yù)稱號(hào)。他從教26年來，潛心鉆研“教”與“學(xué)”的認(rèn)知規(guī)律，研制成功遍布數(shù)控技術(shù)課程絕大部分知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，用網(wǎng)絡(luò)信息化“以工作過程系統(tǒng)化為導(dǎo)向的知識(shí)、能力和素質(zhì)積淀教學(xué)理念的理實(shí)一體化教學(xué)模式”組織教學(xué)。他用真誠之心關(guān)愛學(xué)生，用言傳身教感染學(xué)生，用精湛的教學(xué)藝術(shù)和豐富的工程實(shí)踐技藝培養(yǎng)學(xué)生，用高尚的師德情操和人格魅力引領(lǐng)學(xué)生健康成長。本文是他多年來潛心研究治學(xué)方法的主要組成部分，特予以刊登，以幫助2016級(jí)同學(xué)們盡快適應(yīng)大學(xué)生活，端正治學(xué)態(tài)度，掌握正確的治學(xué)方法。
2016級(jí)新同學(xué)入學(xué)軍訓(xùn)后開始更高起點(diǎn)的大學(xué)學(xué)習(xí)生活已經(jīng)三周了，同學(xué)們已經(jīng)感受到了大學(xué)教學(xué)模式與中學(xué)大不一樣，可能不少同學(xué)還沒有完全適應(yīng)大學(xué)教學(xué)模式。我作為教師和一位老學(xué)長，對(duì)同學(xué)們提升學(xué)業(yè)、成長成才寄予殷切期望，在此我與同學(xué)們理論聯(lián)系典型案例共勉兩種治學(xué)方法，引領(lǐng)同學(xué)們學(xué)業(yè)成功，希望能為同學(xué)們盡快適應(yīng)大學(xué)上課、自習(xí)、實(shí)踐和生活新模式，達(dá)到知識(shí)、能力和素質(zhì)全面提高，起到很好的促進(jìn)作用。
　　一、大學(xué)專業(yè)教育與中學(xué)基礎(chǔ)教育原則不同雖然中學(xué)、大學(xué)教育的本質(zhì)都是為了增長知識(shí)，提高素質(zhì)，傳承人類文明，但在大學(xué)接受的專業(yè)教育與中學(xué)有很大不同：首先，培養(yǎng)目標(biāo)不同。大學(xué)是專業(yè)教育，其目的是培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后具有從事專業(yè)技術(shù)工作的能力，而中學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)在比較大的程度上就是考大學(xué)。其次，教育模式不同。中學(xué)教育內(nèi)容是封閉的，都是按照大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容和要求組織教學(xué)，基本上按照“老師講授———解題示范———課外解題練習(xí)”的教學(xué)模式組織教學(xué)。而大學(xué)是開放式教育，教師在傳授知識(shí)的同時(shí)，還要言傳身教傳授給同學(xué)們探索性、應(yīng)用性學(xué)習(xí)問題，培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)習(xí)、總結(jié)、歸納、應(yīng)用、創(chuàng)新”的治學(xué)過程，并潛移默化地積淀成知識(shí)、能力和素質(zhì)，使同學(xué)們開闊學(xué)習(xí)視野，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，提升學(xué)習(xí)效率，提高專業(yè)工作能力。第三，學(xué)習(xí)方式不同。中學(xué)老師上課一般速度較慢，解題示范多，基本上能當(dāng)堂消化，而且經(jīng)常進(jìn)行階段性的考試檢查，學(xué)的內(nèi)容一樣，考試成績客觀反映學(xué)生掌握得怎么樣，而大學(xué)老師講課是精、少、快，抽象闡述較多，一般只講教材的重點(diǎn)難點(diǎn)、思路結(jié)構(gòu)或者一些關(guān)鍵問題，有些內(nèi)容或課堂略講的內(nèi)容要靠同學(xué)們課后借用參考書等自學(xué)、鞏固、實(shí)驗(yàn)、消化才能理解。最后，思維訓(xùn)練不同。中學(xué)教育是為了高考取得好成績，所以中學(xué)老師帶領(lǐng)學(xué)生攻克一道道難題，所教的學(xué)生越學(xué)問題越少為好。而大學(xué)學(xué)習(xí)則越學(xué)越發(fā)現(xiàn)突出的問題、需要更綜合的或更深的理論或?qū)嶒?yàn)手段才能解決為好，這樣潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性解決問題的能力，有利于啟發(fā)學(xué)生找到解決問題的突破口，以便向深層次鉆研創(chuàng)新問題。
　　二、同學(xué)們要注重通過教師的“教學(xué)方法”領(lǐng)悟出“治學(xué)方法”
　　教師教育的對(duì)象是學(xué)生，如果把學(xué)校比作企業(yè)，那么學(xué)生既是學(xué)校采購來的原材料,又是學(xué)校生產(chǎn)出推向社會(huì)的產(chǎn)品。但與企業(yè)的原材料不同的是，學(xué)生是一個(gè)個(gè)活生生的有思想、有情感和有自己行為選擇權(quán)的人，因此，教師培養(yǎng)學(xué)生絕不能像企業(yè)機(jī)械地生產(chǎn)產(chǎn)品那么簡單，要使客體發(fā)生預(yù)期變化，現(xiàn)代高等教育要求教和學(xué)“貴在得法”，教師在研究教學(xué)方法實(shí)施教學(xué)的過程中已經(jīng)在較大程度上潛移默化地傳授給學(xué)生“治學(xué)方法”。即“教學(xué)方法”在一定程度上也體現(xiàn)了要求學(xué)生掌握的“治學(xué)方法”；學(xué)生的“治學(xué)方法”在一定程度上受老師教學(xué)方法的影響，在較大程度上是教師教學(xué)方法的再現(xiàn)和延伸。
　　有些同學(xué)認(rèn)為應(yīng)根據(jù)自己的愛好特長探索適合自己的治學(xué)方法，事實(shí)上，也確實(shí)有適合自己特長的具有特殊性的治學(xué)方法，如口訣記憶法、聯(lián)想記憶法等等，但那還只是有特殊性的記憶方法。這里所介紹的是具有普遍性的通用的治學(xué)方法。中學(xué)生進(jìn)入大學(xué)，由于年齡小，閱歷遠(yuǎn)遠(yuǎn)比教師淺，往往一時(shí)很難摸索出比較好的“治學(xué)方法”，同學(xué)們等到大二甚至大三大四感受到大學(xué)教學(xué)模式的特點(diǎn)，摸索出好的“治學(xué)方法”時(shí)，已經(jīng)在比較大的程度上耽誤了學(xué)習(xí)，況且摸索出的“治學(xué)方法”也很可能不完善。由于教師有豐富的知識(shí)和深厚的閱歷，站得高看得遠(yuǎn)，是“過來人”，并且教師傳授給同學(xué)們的“治學(xué)方法”是經(jīng)過多年理論和實(shí)踐檢驗(yàn)過的正確的方法，所以同學(xué)們還是以教師傳授的“治學(xué)方法”為主，也可兼顧其他的具有特殊性的治學(xué)方法，這樣同學(xué)們就走了捷徑，會(huì)受益終生，這些治學(xué)方法體現(xiàn)了以學(xué)生為本的教學(xué)觀。
　　三、基于WWHT思維定勢的橫向和縱向聯(lián)系總結(jié)、歸納、拓展知識(shí)的治學(xué)方法在大學(xué)養(yǎng)成正確的思維定勢和治學(xué)方法對(duì)大學(xué)生學(xué)業(yè)成長非常重要，治學(xué)方法和思維定勢驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)行為。所謂WWHT思維定勢，即養(yǎng)成對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都要理性地思考是什么（What）、從機(jī)理上弄清楚為什么（Why）、怎么實(shí)施（How）、親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)運(yùn)行（Try）的思維習(xí)慣，WWHT即取四個(gè)英語單詞的首字母。同學(xué)們先學(xué)或同時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)及其實(shí)踐運(yùn)行環(huán)節(jié)都有聯(lián)系，大學(xué)教師授課不可能花費(fèi)較多時(shí)間給予系統(tǒng)地總結(jié)、歸納和拓展，基本上靠同學(xué)們課后進(jìn)行總結(jié)、歸納和拓展，橫向和縱向梳理出知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)聯(lián)系，以老知識(shí)做鋪墊理解新知識(shí)、以新知識(shí)拓展老知識(shí)；新老知識(shí)理論聯(lián)系實(shí)踐應(yīng)用，達(dá)到融會(huì)貫通，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新問題，并進(jìn)行研究創(chuàng)新。即形成“學(xué)習(xí)、總結(jié)、歸納、拓展、應(yīng)用、創(chuàng)新”的治學(xué)過程，并潛移默化地轉(zhuǎn)化為知識(shí)、能力和素質(zhì)。
　　1.橫向聯(lián)系橫向聯(lián)系是指不同學(xué)科之間、不同課程之間知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系，橫向聯(lián)系表現(xiàn)在相關(guān)知識(shí)基本處于相同的層次深度。加強(qiáng)橫向聯(lián)系，有利于打破分學(xué)科、分課程造成的思想禁錮，解決學(xué)科之間和課程之間交叉滲透知識(shí)點(diǎn)的綜合性問題，有利于大學(xué)生深刻理解知識(shí)點(diǎn)概念、原理、遷移，達(dá)到互相滲透，融會(huì)貫通，并綜合運(yùn)用甚至有所創(chuàng)新。
　　2.基于WWHT思維定勢的橫向聯(lián)系總結(jié)、歸納知識(shí)點(diǎn)的典型案例現(xiàn)舉大家都容易接受的案例，圖1（a）為喝紅酒用半球形高腳杯，圖2為喝茶水的圓柱形茶杯（What），為什么形狀大不一樣呢？因?yàn)榧t酒要求在攝氏16度時(shí)喝口感最好且營養(yǎng)成分損失最少，數(shù)學(xué)上有個(gè)定理：在體積一定的情況下球的面積最小，圖1（a）半球形高腳杯表面積最小，與空氣的接觸面積最小，空氣較高的溫度就不容易傳給紅酒，紅酒的溫度就不容易升高（Why）,用圖1（b）所示高腳杯的握法,攝氏36.5度的人手的溫度不容易傳給紅酒（How）；圖2所示茶葉在90度開水中浸泡6分鐘就泡開，水溫仍在85度以上，喝起來燙嘴，希望降溫快（Why），數(shù)學(xué)上有個(gè)定理：在周長一定的情況下圓的面積最大，所以圖2圓柱形茶杯與空氣接觸面積最大，散熱降溫就快（How），圖3所示杯子用于喝紅酒或茶都有弊端，所以現(xiàn)實(shí)中沒有這種杯子。
　　很可能不少同學(xué)認(rèn)為已經(jīng)非常理解了，事實(shí)上不少同學(xué)仍錯(cuò)誤地認(rèn)為圖2圓柱形的側(cè)面積最大，在理解上還有很大的提升空間，因?yàn)樵谒季S定勢上還缺乏實(shí)驗(yàn)運(yùn)行（Try）這個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)。事實(shí)上在做真實(shí)的杯子難以實(shí)現(xiàn)的情況下，用相同矩形的三張或多張紙做成圖4所示三種或多種側(cè)面的紙筒，就可以直觀地看出，圖4（a）（b）（c）側(cè)面積相等，但圖4（c）圓柱的上下面均是最大面積的圓，即側(cè)面積加上下面的總面積最大，就是圖2所示圓柱形水杯降溫效果最好的道理，這就是實(shí)驗(yàn)運(yùn)行（Try）。即國際上倡導(dǎo)的“以工作過程系統(tǒng)化為導(dǎo)向的知識(shí)、能力和素質(zhì)積淀的教學(xué)理念（有的文獻(xiàn)叫行為導(dǎo)向教學(xué)理念，行為即工作）”中“導(dǎo)向”的含義，當(dāng)真實(shí)的工作過程難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，以向工作過程靠攏的方式實(shí)踐就是“導(dǎo)向”的含義。
　　該案例橫向聯(lián)系高等數(shù)學(xué)、立體幾何、工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、陶瓷專業(yè)、釀酒工程、酒店服務(wù)等學(xué)科專業(yè)和職業(yè)，大學(xué)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)均能通過橫向聯(lián)系、總結(jié)、歸納和拓展，使學(xué)習(xí)更加踏實(shí)，認(rèn)識(shí)問題就更加科學(xué)、深刻、全面，知識(shí)、能力和素質(zhì)得以全面提高。
　　3.縱向聯(lián)系縱向聯(lián)系是指一個(gè)學(xué)科或一類課程內(nèi)部先學(xué)知識(shí)與后學(xué)知識(shí)、先修課程與后修課程、原始知識(shí)與派生知識(shí)之間的聯(lián)系，縱向聯(lián)系表現(xiàn)在相關(guān)知識(shí)處于高低不同的層次深度，或雖然是同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)但其描述方法有高低不同的層次深度。加強(qiáng)縱向聯(lián)系，有利于深刻理解知識(shí)點(diǎn)的來源，深化延伸的原因、原理和結(jié)果，梳理清楚知識(shí)點(diǎn)延伸發(fā)展、進(jìn)取發(fā)展的規(guī)律，培養(yǎng)大學(xué)生深入研究問題的創(chuàng)新能力。
　　4.基于WWHT思維定勢的縱向聯(lián)系總結(jié)、歸納知識(shí)點(diǎn)的典型案例在機(jī)械類專業(yè)大學(xué)物理、電工學(xué)、電氣控制技術(shù)和數(shù)控技術(shù)等課程中，要頻繁學(xué)習(xí)與電磁相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，如反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理。由于大學(xué)生從初中物理就學(xué)習(xí)電磁相關(guān)的定律，對(duì)已學(xué)過的定律不必深入講授，但要點(diǎn)撥在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理中的體現(xiàn)，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)物從概念、判定法則、數(shù)學(xué)表達(dá)式、定律的先后關(guān)系和引申應(yīng)用、應(yīng)用案例等多方面總結(jié)歸納出自初中到大學(xué)學(xué)習(xí)過的電與磁相關(guān)的定律主要有：
　　（1）安培定則初中物理只是描述性地介紹通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場，用安培定則判定通電螺旋管、通電直導(dǎo)線和通電環(huán)形導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的方向；高中物理定義了（1）式所示無限長直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，大學(xué)物理用微積分定義了任意通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圓導(dǎo)線軸線上x點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（2）式，又叫作畢奧-薩伐爾定律。B=μ0I2πa（1）B=μ4π 乙Idlr2 sinθ=μ2πIS(a2+x2)2/3（2）（2）左手定則高中物理定義了（3）式所示通電導(dǎo)線在均勻磁場中受到力的作用，大學(xué)物理用微積分定義了任意通電導(dǎo)線在磁場中受到力的表達(dá)式，例如圓柱形磁鐵N極正上方有半徑R的導(dǎo)線環(huán)，其受磁場力為（4）式，研究方法也更加深化。F=BIL（3）F=2πR0乙IBsinαdl=2πRIBsinα（4）（3）法拉第電磁感應(yīng)定律高中物理針對(duì)均勻磁場從兩方面描述法拉第電磁感應(yīng)定律的概念：
　　①閉合電路一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢：E=BLV（5）②穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)電路中產(chǎn)生電動(dòng)勢，跟磁通量變化率成正比：E=ΔΦΔt（6）對(duì)均勻磁場（5）（6）兩式是等價(jià)的。
　　在大學(xué)物理中也是進(jìn)一步用微積分研究了特殊情況的法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式（略），研究問題的方法也更加深化。
　　（4）楞茨定律該定律在高中物理首先出現(xiàn)，其物理意義如圖5所示，當(dāng)磁鐵向左（向右）靠近閉合電路時(shí)，穿過閉合電路的磁通量增加（減少），根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律則電路中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢即產(chǎn)生感生電流I，而根據(jù)安培定則這個(gè)電流I又產(chǎn)生一個(gè)磁場，總是阻礙的變化即楞茨定律，所以楞茨定律并不是孤立的一個(gè)定律，而是表達(dá)了法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定則的綜合作用結(jié)果。
　　在大學(xué)控制類課程學(xué)習(xí)中，不少同學(xué)在涉及楞茨定律問題時(shí)，只會(huì)根據(jù)安培定則用右手判斷磁場B2，而不能正確分析工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中的問題，即仍然停留在只會(huì)做中學(xué)物理題上，其根本原因是在學(xué)習(xí)楞茨定律時(shí)沒有從機(jī)理上理解為什么（Why）這個(gè)環(huán)節(jié)，即只知其然不知其所以然，所以切記前述基于WWHT思維定勢的治學(xué)方法是非?？茖W(xué)的，任何一步都是不可忽視的，忽略了任何一步就會(huì)致使學(xué)習(xí)一知半解甚至不求甚解。
　?。?）自感電動(dòng)勢當(dāng)閉合電路中的電流發(fā)生變化時(shí)就產(chǎn)生變化的磁場，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律則電路中就產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，可見自感電動(dòng)勢是法拉第電磁定律的深化，大學(xué)物理用微分給出了表達(dá)式，并延伸到互感電動(dòng)勢、渦電流等概念。
　?。?）麥克斯韋方程組前述5個(gè)定律是僅對(duì)電壓、電流、磁通量、電動(dòng)勢等幾個(gè)物理量描述其關(guān)系，電場與磁場不是孤立的，它們相互激發(fā)、相互聯(lián)系成統(tǒng)一的電磁場，其他還有與表2第6行環(huán)流定律相似的安培環(huán)路定律、全電流安培環(huán)路定律，磁路定律、高斯定理等等，都是前述定律的延伸或派生，麥克斯韋方程組則全面揭示了涉及電、磁、力、運(yùn)動(dòng)等多方面物理矢量和標(biāo)量的內(nèi)在聯(lián)系，囊括了前述所有定律，是對(duì)整個(gè)電磁場理論的總結(jié)。
　　縱向歸納、拓展分析上述6個(gè)定律，再延伸派生出其他定律，梳理清楚前述電與磁定律的來龍去脈和邏輯關(guān)系，就容易正確分析理解這些定律在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)和選擇電器設(shè)備上如何發(fā)揮優(yōu)勢、克服弱勢就能運(yùn)用自如，甚至有所創(chuàng)新。
　　關(guān)于基于WWHT思維定勢的橫向、縱向總結(jié)、歸納、拓展知識(shí)的治學(xué)方法的案例非常多，一門課程、相關(guān)幾門課程、前后學(xué)習(xí)的多門課程等等，均可交叉進(jìn)行橫向或縱向總結(jié)、歸納和拓展。如機(jī)械類大學(xué)生學(xué)過的圓、阿基米德螺線、對(duì)數(shù)螺線、漸開線等曲線與機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削刀具、機(jī)床設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD/CAM等課程均具有密切聯(lián)系。筆者多年來對(duì)教過的大學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研統(tǒng)計(jì)，絕大部分大學(xué)生對(duì)自初中就學(xué)習(xí)的電與磁相關(guān)定律的來龍去脈非常模糊，理解膚淺，沒有養(yǎng)成橫向和縱向總結(jié)、歸納和拓展知識(shí)的治學(xué)方法。希望同學(xué)們在學(xué)習(xí)任何一個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)自覺用基于WWHT的思維定勢去學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中階段性地對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行橫向縱向梳理、總結(jié)、歸納和拓展，必能提高自學(xué)能力、實(shí)踐和創(chuàng)新能力，甚至把這種治學(xué)方法貫穿于畢業(yè)后的工作和學(xué)習(xí)中，將比較快地成長為通技術(shù)、融實(shí)踐、會(huì)管理的技術(shù)骨干和專家。
　　四、大學(xué)生養(yǎng)成基于WWHT思維定勢的橫向和縱向聯(lián)系總結(jié)、歸納、拓展知識(shí)點(diǎn)的必要性高等教育教材基本上是按照以學(xué)科理論體系為導(dǎo)向編寫的，教材凸現(xiàn)學(xué)科或課程自身的知識(shí)體系，一般不涉及學(xué)科之間、課程之間、理論知識(shí)與實(shí)踐之間的聯(lián)系，而大學(xué)生自覺養(yǎng)成基于WWHT思維定勢的橫向縱向聯(lián)系總結(jié)、歸納知識(shí)的治學(xué)方法，就容易加深理解相關(guān)學(xué)科、相關(guān)課程和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，把與其他學(xué)科、其他課程知識(shí)、理論與實(shí)踐連成一片，綜合知識(shí)基礎(chǔ)深厚、實(shí)踐能力提高，學(xué)業(yè)和職業(yè)生涯就有更大的發(fā)展?jié)摿?。教師教學(xué)過程中啟發(fā)學(xué)生橫向縱向總結(jié)、歸納，點(diǎn)撥知識(shí)的來龍去脈，拓展相關(guān)課程知識(shí)、融會(huì)貫通、形成能力，就是啟發(fā)同學(xué)們把教學(xué)方法內(nèi)化為治學(xué)方法。
　　基于WWHT思維定勢的橫向和縱向聯(lián)系總結(jié)、歸納、拓展知識(shí)的治學(xué)方法與近年來國際上倡導(dǎo)的CDIO工程教育教學(xué)理念是一致的，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，二者均符合認(rèn)知心理學(xué)原理。
　　我校積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)，當(dāng)工程試驗(yàn)工作運(yùn)行難以實(shí)施時(shí)，就把企業(yè)工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用創(chuàng)新案例以圖片、視頻等形式傳到網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)平臺(tái)上，同學(xué)們學(xué)習(xí)這些資源加深理解工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用和創(chuàng)新，就是向WWHT中的實(shí)施（How）、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行（Try）或CDIO中的實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）靠攏，即向工作過程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐靠攏。
　　同學(xué)們切記CDIO、WWHT均強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，正如《毛澤東選集》指出的：理論的基礎(chǔ)是實(shí)踐，又反過來為實(shí)踐服務(wù)。同學(xué)們要特別重視親自動(dòng)手向?qū)嶒?yàn)實(shí)踐學(xué)習(xí)，同時(shí)不少豐富多彩的校園文化活動(dòng)也是實(shí)踐活動(dòng)的組成部分。
　　五、用相似性第一定律拓展知識(shí)的治學(xué)方法在中學(xué)學(xué)過相似三角形判定定理和性質(zhì)定理，自然科學(xué)中還有更加廣義的、可以把跨學(xué)科和跨專業(yè)的知識(shí)融為一體的相似性第一定律：兩個(gè)本質(zhì)不同的物理系統(tǒng)，如果能用同一個(gè)數(shù)學(xué)方程式（組）描述的話，這兩個(gè)系統(tǒng)叫相似系統(tǒng)，方程式（組）中對(duì)應(yīng)的量叫相似量，相似量有相似的性質(zhì)，相似系統(tǒng)也有相似的性質(zhì)。
　　1.用相似性第一定律學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)及其物理性質(zhì)在中學(xué)學(xué)過牛頓第二定律，其表達(dá)式為（7）式左邊，在大一大學(xué)物理要學(xué)物體轉(zhuǎn)動(dòng)定律，其表達(dá)式為（7）式右邊，則牛頓第二定律與物體轉(zhuǎn)動(dòng)定律是相似系統(tǒng)，由表1所示相似的性質(zhì)，對(duì)應(yīng)的物理量公式完全相似。同學(xué)們在高中學(xué)習(xí)過物體直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)公式，在大學(xué)再學(xué)物體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，可根據(jù)相似性第一定律直接套用物體直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的公式即可，學(xué)習(xí)進(jìn)度快，理解深刻，能達(dá)到舉一反三、觸類旁通的學(xué)習(xí)效果。
　　F=md2xdt2 圳 M=Jd2ωdt2（7）表1 牛頓第二定律和物體轉(zhuǎn)動(dòng)定律是相似系統(tǒng)，具有一一對(duì)應(yīng)的相似性質(zhì)2.用相似性第一定律理解高中學(xué)過的萬有引力定律和庫侖定律及其性質(zhì)公式（8）所示萬有引力系統(tǒng)和庫侖力系統(tǒng)是相似系統(tǒng)，其相似的性質(zhì)如表2所示，從表2看出，電場和萬有引力場的物理力學(xué)性質(zhì)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。同學(xué)們在學(xué)習(xí)過萬有引力場的性質(zhì)后，再學(xué)習(xí)比較抽象的電場的性質(zhì)時(shí)，即可根據(jù)相似性第一定律，套用萬有引力場的力學(xué)性質(zhì)即得庫侖定律形成的電場的性質(zhì)，用相似性第一定律把電場類比于萬有引力場，就容易理解電場的性質(zhì)了。把這一理論應(yīng)用于學(xué)習(xí)其他場的概念和性質(zhì)就具有舉一反三、觸類旁通的學(xué)習(xí)效果，大大提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。
　　Fw=Kwm1m2rw2 圳 Fk=Kkq1q2rk2（8）表2 萬有引力定律和庫侖定律是相似系統(tǒng)，具有一一對(duì)應(yīng)的相似性質(zhì)3.用相似性第一定律學(xué)習(xí)強(qiáng)迫振動(dòng)和RLC電路電磁振蕩及其物理性質(zhì)同學(xué)們在第二學(xué)期就開始學(xué)的大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、電工學(xué)和電氣控制技術(shù)等等課程，要注意學(xué)習(xí)公式（9）所示RLC電路和公式（10）所示強(qiáng)迫振動(dòng)二階常微分方程的相似性，兩個(gè)二階常微分方程一樣，則RLC電路和強(qiáng)迫振動(dòng)是相似系統(tǒng)，二者有更多的遠(yuǎn)不能用表1或表2就能表達(dá)的相似的性質(zhì)，現(xiàn)僅分析幾個(gè)典型的相似性質(zhì)：
　　Le2q（t）et2＋Req（t）et＋1Cq（t）＝ui（t）（9）Me2x（t）et2＋Bex（t）et＋Kx（t）＝f（t）（10）（1）電容C與剛度K的倒數(shù)即柔度是相似量，看性質(zhì)是否相似？（9）（10）式右邊電壓μi(t)和力fi(t)是相似量，電壓對(duì)電容充電儲(chǔ)存電能，電容放電釋放電能；力對(duì)彈簧施壓力儲(chǔ)存彈性勢能，撤消彈簧力釋放彈性勢能。
　?。?）速度dx(t)/dt和電流dq(t)/dt是相似量，（9）式無論R、L、C怎么變化，都不能使電流變?yōu)?，可見R、L、C都不是產(chǎn)生和消除電流的根本因素。（9）電壓為直流電壓時(shí)，RLC電路中電流就為0，根據(jù)相似性第一定律可推出：當(dāng)（10）力為恒力時(shí)，速度就為0，就推理得輸入力為恒力時(shí)振動(dòng)速度為0，就沒有振動(dòng)了，所以得出：產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的根本原因是存在周期性變化的外激振力。
　?。?）從（9）（10）兩個(gè)相似微分方程看出，電感L和質(zhì)量M是相似量，相似量就有相似的性質(zhì)，現(xiàn)分析其典型的相似性質(zhì)：
　?、匐姼蠰服從楞茨定律，其含義如圖5所示：當(dāng)磁鐵向左（向右）運(yùn)動(dòng)靠近（遠(yuǎn)離）線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增加（減少），根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，就有感生電流I，而根據(jù)安培定則，感生電流I又產(chǎn)生一個(gè)磁場，這個(gè)磁場總是阻礙磁鐵的磁場的變化，即判斷感生電流的方向如圖5所示。
　?、谫|(zhì)量M服從牛頓第一定律，其含義如圖6所示：物體M靜止時(shí)施加向左的由小到大的力F時(shí)，M總是力圖保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)而趨向于向左運(yùn)動(dòng)；M在自右向左的運(yùn)動(dòng)過程中施加力F時(shí)，物體M總是力圖保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)后才趨向于靜止。
　　電感L和物體M具有相似的性質(zhì)，即楞茨定律和牛頓第一定律的作用機(jī)理是相似的，其相似量讀者展開分析，從世界觀和方法論的哲學(xué)角度看，楞茨定律和牛頓第一定律是同一個(gè)定律，（9）（10）兩大相似系統(tǒng)包含若干個(gè)小的相似系統(tǒng)，又有若干個(gè)相似量。
　?。?）在高中就學(xué)習(xí)了簡諧振動(dòng)，即（10）式中B=0，fi(t)=0時(shí)的情況，振動(dòng)周期為：T=2π KM姨（11）根據(jù)相似性第一定律（9）式R=0，μi(t)=0，把相似量帶入（9）式即得LC振蕩電路周期為：T=2π 1LC 姨（12）（5）在工程類專業(yè)都學(xué)習(xí)彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、液壓振動(dòng)、氣壓振動(dòng)、聲學(xué)振動(dòng)、熱力學(xué)系統(tǒng)等等很多工程系統(tǒng)都是與（9）或（10）式是相似系統(tǒng)，其所有性質(zhì)都相似。
　?。?）同學(xué)們攤開0號(hào)圖紙列表對(duì)（10）式進(jìn)行歸納、總結(jié)和拓展：橫向?yàn)楹喼C振動(dòng)、無阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)、無阻尼自由振動(dòng)、有阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)、有阻尼自由振動(dòng)；縱向梳理每種情況下參數(shù)變化對(duì)振動(dòng)各參數(shù)的影響、共振有關(guān)參數(shù)、畫出圖像、梳理工程應(yīng)用等等很多項(xiàng)。再用相似性第一定律，就比較容易梳理清楚RLC電路、彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、液壓振動(dòng)、氣壓振動(dòng)、聲學(xué)振動(dòng)、熱力學(xué)系統(tǒng)等等很多工程系統(tǒng)與（10）式所表達(dá)的系統(tǒng)具有完全相似的性質(zhì)，這個(gè)大作業(yè)需要同學(xué)們有決心、信心和毅力完成，以后再遇到很多類似的即使跨學(xué)科、跨專業(yè)的相似系統(tǒng)即可迎刃而解。
　?。?）用相似性第一定律研究很多工程系統(tǒng)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)從哲學(xué)的角度看，很多本質(zhì)不同的物理系統(tǒng)的定理（律）是一個(gè)定理（律），如動(dòng)力學(xué)的動(dòng)量守恒定律與電學(xué)中的基爾霍夫電流定律是一個(gè)定律、牛頓第一定律和楞茨定律是一個(gè)定律等等。
　　用相似性第一定律這種治學(xué)方法學(xué)習(xí)新知識(shí)，以老知識(shí)融會(huì)貫通理解新知識(shí)，學(xué)習(xí)理解知識(shí)的視野就有居高臨下、站在一個(gè)點(diǎn)能夠俯瞰一個(gè)面的感覺，學(xué)習(xí)快捷踏實(shí)，容易理解，效率高。用相似性第一定律解決一些工程問題往往容易收到立竿見影、觸類旁通的效果，這就是創(chuàng)新型人才能力培養(yǎng)的途徑之一。
　　六、用相似性第二、第三定律進(jìn)行科學(xué)研究試驗(yàn)方法略述相似性第一定律常見于噪聲控制、聲學(xué)及自動(dòng)控制原理教科書中，在其他的現(xiàn)有大學(xué)教材中比較少見，但作為治學(xué)方法對(duì)大學(xué)生提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率非常有效。
　　相似性第二定律基本上是相似性第一定律的逆過程：人們不知某個(gè)不可試驗(yàn)的物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)方程式（或方程組）或某幾個(gè)物理參數(shù)，就可以做一個(gè)試驗(yàn)可行的系統(tǒng)，人為使兩個(gè)系統(tǒng)的客觀條件相似（如幾何相似、動(dòng)力相似、運(yùn)動(dòng)相似等），則兩個(gè)系統(tǒng)就是相似系統(tǒng)。經(jīng)過試驗(yàn)求得試驗(yàn)系統(tǒng)的方程式（或方程組）或結(jié)果即可類比推導(dǎo)出非試驗(yàn)系統(tǒng)的方程式（或方程組）或結(jié)果，可參閱相關(guān)專著、論文等，還有理論性更強(qiáng)的相似性第三定律。相似性第二、第三定律本科學(xué)習(xí)階段基本用不到，但它們在科學(xué)試驗(yàn)研究、理論和應(yīng)用創(chuàng)新價(jià)值非常大，不少科學(xué)研究重大成果就是用相似性理論獲得的，相似性三個(gè)定律在自然科學(xué)研究和工程技術(shù)中應(yīng)用效果明顯。
　　七、兩種治學(xué)方法綜合應(yīng)用典型案例北京航空航天大學(xué)航空發(fā)動(dòng)機(jī)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任高歌教授在1967年大學(xué)畢業(yè)赴青海工作的途中發(fā)現(xiàn)風(fēng)吹沙漠形成的沙丘呈月牙形狀，不管風(fēng)怎樣吹，沙丘都保持月牙形狀不變（What），高老師在繁忙的工作之余查閱了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，對(duì)此堅(jiān)持不懈進(jìn)行了10年橫向和縱向總結(jié)、歸納和拓展研究（Why、How、Try），直到1978-1981年在北京航空航天大學(xué)攻讀碩士研究生期間學(xué)習(xí)了相似性三個(gè)定律后，才把沙丘呈月牙形狀與航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰穩(wěn)定器兩個(gè)看起來毫不相關(guān)的系統(tǒng)用相似性理論聯(lián)系起來了。高老師就敏銳地感覺到一定是氣流后面的流場繞過沙丘后形成的旋渦特別穩(wěn)定，因?yàn)樽匀唤绲默F(xiàn)象必然是最合理的，它們都遵循物理學(xué)上的最小功原理，如果用相似性理論研究清楚這種沙丘的形狀再應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰穩(wěn)定器，就很有可能提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰穩(wěn)定性。高老師就決定由飛行器設(shè)計(jì)研究方向改為航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰穩(wěn)定器研究方向，在導(dǎo)師寧晃教授的支持和指導(dǎo)下，他把這一設(shè)想作為攻讀博士研究生的研究課題，用相似性三個(gè)定律經(jīng)過大量理論和試驗(yàn)研究，建立非常復(fù)雜的高階偏微分方程，編程計(jì)算機(jī)求解，研究出了邊界條件，終于研究發(fā)明了具有國際領(lǐng)先水平的航空發(fā)動(dòng)機(jī)沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器，創(chuàng)新性地建立了航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰穩(wěn)定器設(shè)計(jì)新理論，獲得1984年國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
　　八、結(jié)束語同學(xué)們在大學(xué)階段充分學(xué)習(xí)、掌握并應(yīng)用基于WWHT思維定勢的橫向和縱向聯(lián)系總結(jié)、歸納、拓展知識(shí)和相似性第一定律治學(xué)方法，再加上其他老師及文獻(xiàn)介紹的治學(xué)方法就足夠用，抓緊時(shí)間投入精力把看似平凡的日常學(xué)習(xí)學(xué)好、學(xué)實(shí)、拓展學(xué)習(xí)到位就是不平凡，自然就會(huì)感覺到越學(xué)越踏實(shí)、明白、系統(tǒng)完整，畢業(yè)在工作中繼續(xù)踐行這種治學(xué)方法，你就會(huì)有比較強(qiáng)的工作創(chuàng)新能力，就會(huì)成為高素質(zhì)的人才。
　　美國社會(huì)學(xué)家、未來學(xué)家阿爾溫·托夫勒曾在他的專著《再造新文明》中指出：“未來的文盲不再是目不識(shí)丁的人，而是沒有掌握正確治學(xué)方法的人，沒有學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)的人?！敝螌W(xué)方法在國內(nèi)外越來越受重視，不少高校早已開設(shè)治學(xué)方法選修課。
　　同學(xué)們小學(xué)階段學(xué)習(xí)的知識(shí)量是加法關(guān)系，中學(xué)階段學(xué)習(xí)的知識(shí)量是乘法關(guān)系，當(dāng)你再掌握了正確的治學(xué)方法后，大學(xué)及研究生階段學(xué)習(xí)的知識(shí)量很容易成為冪級(jí)數(shù)關(guān)系。在此我與2016級(jí)新同學(xué)共勉前述兩種治學(xué)方法，培養(yǎng)勤奮第一、聰明第二的理性務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度，多學(xué)知識(shí)，并把知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力和素質(zhì)，這就是山東理工大學(xué)“厚德、博學(xué)、篤行、至善”校訓(xùn)所要求的部分體現(xiàn)。祝2016級(jí)全體同學(xué)發(fā)奮學(xué)習(xí)、學(xué)業(yè)成功、成長成才！