立足物理教學(xué)弘揚“工匠精神”

林潔

【摘 要】 2016年3月5日的“兩會”上，國務(wù)院總理李克強首次在政府工作報告中提出“工匠精神”。對于中學(xué)生來說，物理教學(xué)既是培養(yǎng)提高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑，更是弘揚“工匠精神”的重要環(huán)節(jié)。本文就中學(xué)物理教學(xué)中如何弘揚“工匠精神”作了簡要論述。

【關(guān) 鍵 詞】 物理教學(xué)；工匠精神；學(xué)生培養(yǎng)

2016年3月5日的“兩會”上，國務(wù)院總理李克強首次在政府工作報告中提出“工匠精神”。什么是“工匠精神”呢？“工匠精神”主要表現(xiàn)在五個方面，即執(zhí)著專注、作風(fēng)嚴(yán)謹、敬業(yè)守信、精益求精、推陳出新。中學(xué)物理是以觀察和實驗為基礎(chǔ)，以物理現(xiàn)象、物理概念和規(guī)律、物理過程和方法為載體，以科學(xué)探究為主線，提高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的自然科學(xué)，其專有的特性與“工匠精神”相輔相成。因此，發(fā)揮中學(xué)物理教學(xué)的作用對學(xué)生“工匠精神”的養(yǎng)成有事半功倍之作用。那么，如何在中學(xué)物理教學(xué)中弘揚“工匠精神”呢？

一、傳播物理學(xué)史，弘揚執(zhí)著專注的“工匠精神”

“工匠精神”中執(zhí)著專注是指做事持之以恒、鍥而不舍。物理學(xué)中每一個物理概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和證實都離不開物理學(xué)家們的堅持不懈、一往直前的科學(xué)探索精神，許多物理學(xué)家以常人難以想象的毅力和堅定的信念，執(zhí)著追求科學(xué)真理。居里夫婦在研究放射性現(xiàn)象過程中，用了3年零9個月才從成噸的工業(yè)廢渣中提煉出0.1克的鐳，居里夫人死后40年，她用過的筆記本，還有射線在不停釋放。邁克爾遜1879年開始測定光速，不斷改進實驗裝置，改進測量方法，直到1926年，他在南加利福尼亞相距22英里長的兩山峰之間，巧妙地利用正八面旋鏡測得精確光速，在半個世紀(jì)的時間內(nèi)，邁克爾遜從不滿足光速已達到的精度，總是不斷改進，反復(fù)實驗，孜孜不倦。哥白尼用自制的簡陋儀器，經(jīng)過長達30年的天體觀測，寫出《天體運行論》，糾正地心說的錯誤，引起自然科學(xué)的革命。

物理學(xué)史告訴我們，正是物理學(xué)家們的執(zhí)著專注，才成就了科學(xué)真理。我們在中學(xué)物理教學(xué)中，應(yīng)重視物理學(xué)史的教學(xué)，在課堂上花一點時間，向?qū)W生介紹物理學(xué)家的軼事，以榜樣的示范作用鑄造學(xué)生堅韌的品質(zhì)，弘揚執(zhí)著專注的“工匠精神”。

二、傳授物理規(guī)律，弘揚作風(fēng)嚴(yán)謹?shù)摹肮そ尘瘛?/p>

“工匠精神”中的作風(fēng)嚴(yán)謹是指做事認真規(guī)范、態(tài)度嚴(yán)謹、腳踏實地、一絲不茍。物理規(guī)律的探尋也離不開嚴(yán)謹細致的作風(fēng)。被譽為近代實驗科學(xué)創(chuàng)始人的伽利略，他在自由落體運動研究中，開始提出“速度增量正比于通過的距離”這一假說，經(jīng)過簡單的推理就否定了這一假設(shè)。然后又提出“速度增量正比于時間間隔”的假設(shè)，因為當(dāng)時技術(shù)較落后，無法用實驗直接測定瞬時速度來檢驗這一假設(shè)，因此他應(yīng)用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出“s∝t2”的結(jié)論，但由于自由下落的時間短，當(dāng)時無法測定，伽利略再設(shè)計一個斜面實驗對“s∝t2”進行驗證，最后把由斜面實驗證實了的結(jié)論推廣到自由下落的情形。正如伽利略在《兩門新科學(xué)》中所說：“像這樣的實驗，我們重復(fù)了整整一百次，結(jié)果總是經(jīng)過距離s與時間t的平方成比例……”，后來多人重做實驗，都證實了他的結(jié)論的正確。正是因為其作風(fēng)嚴(yán)謹才得出了正確的結(jié)論。開普勒在整理和研究第谷觀測到的750顆星體的有關(guān)資料時發(fā)現(xiàn)，如果按傳統(tǒng)的觀念，把行星軌道當(dāng)作圓計算，計算出的火星位置與第谷的觀測數(shù)據(jù)相差8分角度。這8分之差，作為天體的觀測數(shù)據(jù)似乎并不是一個太大的角度，很容易被忽略。但開普勒深知第谷的儀器觀測誤差不超過2分角度，于是他開始潛心研究這不容忽視的8分角度，以嚴(yán)謹細致的作風(fēng)，得出了開普勒第一定律，也稱為橢圓軌道定律。

三、重視物理實驗，弘揚敬業(yè)守信的“工匠精神”

“工匠精神”中的敬業(yè)守信是指腳踏實地、埋頭苦干、講究信譽、不弄虛作假。物理實驗同樣需要這種精神，我們可以通過物理實驗，要求學(xué)生認真實驗，數(shù)據(jù)記錄完整準(zhǔn)確，圖表繪制科學(xué)規(guī)范，總結(jié)結(jié)論推理嚴(yán)密，尊重客觀事實，如實反映觀察到的各種現(xiàn)象和每一個數(shù)據(jù)，不主觀臆斷，不投機取巧，忠于數(shù)據(jù)，實事求是，培養(yǎng)學(xué)生腳踏實地、實事求是的品質(zhì)。比如，在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗中，個別基礎(chǔ)好的學(xué)生經(jīng)過預(yù)習(xí)后，往往會根據(jù)“F=k△X”湊數(shù)據(jù)，得出F-△X圖像是過原點的傾斜直線。又如，在“驗證機械能守恒定律”實驗中，會有學(xué)生操作不規(guī)范，得出重物下落過程中動能的增加量大于重力勢能的減少量，于是修改數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。面對這種靠主觀臆斷猜測、捏造數(shù)據(jù)等弄虛作假的風(fēng)氣，教師要堅決抵制，決不允許。教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生找出錯誤原因，重做實驗，直到得出正確的結(jié)論為止，教育學(xué)生不要隨意改動實驗數(shù)據(jù)，實驗中出現(xiàn)了誤差應(yīng)該認真分析其產(chǎn)生的原因，從一個誤差中學(xué)到更多的東西，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。

四、利用課外興趣活動，弘揚精益求精的“工匠精神”

“工匠精神”中的精益求精是指注重細節(jié)、不斷完善、追求完美。物理學(xué)是一門追求準(zhǔn)確和精密的學(xué)科，是建立在直覺和假說之上的嚴(yán)謹推理和研究，是經(jīng)過反復(fù)設(shè)計實驗、搜集證據(jù)、得出結(jié)論的周密過程。因應(yīng)試教育的影響，高中生大部分時間被用于上課、做作業(yè)，普遍動手機會少，動手能力差。教師應(yīng)積極開辟第二課堂，利用課外興趣活動，定期開放實驗室，增加學(xué)生動手機會，讓學(xué)生學(xué)以致用。比如，我們可以“如何讓雞蛋從高空中安全著陸”為題，開展課外興趣活動。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過討論確定多種方案：可以利用降落傘，增大空氣阻力，以使雞蛋連同整個裝置平穩(wěn)落地；可以用泡沫、棉花等各種減震材料將雞蛋嚴(yán)嚴(yán)實實地包裹起來，通過這些材料的緩沖作用，達到保護雞蛋的目的；也可以把整個裝置制作成一個多面體，將雞蛋用結(jié)實的繩子固定在多面體的中央，使整個雞蛋懸空，裝置落地后，不論哪個面著地，雞蛋都不會著地，雞蛋就完好無損了；還可以采取雙氣球法，將雞蛋放在一個氣球中，充入一定量空氣，在外面再套一個氣球，充入適量空氣，這樣兩層氣球之間就會形成一個氣墊，會使雞蛋免受地面的沖擊，等等。然后將學(xué)生分組開展活動，將一個采取了保護措施的雞蛋從二樓扔下，使其自由下落。在雞蛋不破的前提下，勝者進入第二輪實驗，再將采取了保護措施的雞蛋從三樓扔下，以此類推，讓學(xué)生更好地理解“Ft=△p”，即動量的變化△p一定，力的作用時間t越大，力F就越小。endprint

通過類似的課外興趣活動，可極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，既培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，加深對課內(nèi)物理概念和規(guī)律的理解，也能在此過程中培養(yǎng)學(xué)生追求完美的品質(zhì)，弘揚精益求精的“工匠精神”。

五、開展探究性實驗，弘揚推陳出新的“工匠精神”

“工匠精神”中的推陳出新是指批判性繼承，去其糟粕，取其精華，創(chuàng)造出更新、更好的事物。社會的進步，物理學(xué)的發(fā)展，很多是因為傳承，但更多的是創(chuàng)新。所以，物理教學(xué)的核心就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，而傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是把實驗課僅作為驗證理論的課程，演示實驗是教師做學(xué)生看，分組實驗學(xué)生按教材預(yù)習(xí)，對照教材做實驗，依據(jù)教材寫實驗報告。這種教學(xué)模式顯得陳舊和狹窄，學(xué)生完全處于一種被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法適應(yīng)21世紀(jì)創(chuàng)新人才的需求。所以在物理實驗教學(xué)中，應(yīng)鼓勵學(xué)生自己查閱資料、確定方案、自選儀器、自擬步驟，開展探究性實驗，獨立測量和處理實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果，寫出實驗報告。在實驗的過程中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵學(xué)生敢于提出問題，勇于對現(xiàn)有實驗進行大膽改進。

通過探究性實驗，可以改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，建立一種學(xué)生互動參與、樂于探究、交流合作的學(xué)習(xí)方式，把動手與動腦結(jié)合起來，有利于培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑辯惑、探索求真、敢于創(chuàng)新的品質(zhì)，弘揚推陳出新的“工匠精神”，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。

六、培養(yǎng)科學(xué)方法，增強學(xué)生“工匠”意識

科學(xué)素養(yǎng)是指學(xué)生在掌握科學(xué)概念的基礎(chǔ)上，以科學(xué)的態(tài)度、運用科學(xué)的方法來對現(xiàn)實中的（下轉(zhuǎn)70頁）（上接68頁）個人、科學(xué)、社會有關(guān)問題做出明智的抉擇。科學(xué)素養(yǎng)中最重要的是科學(xué)方法。人類在認識自然的過程中，不用科學(xué)的方法和思想，得出的就是宗教邪說。在中學(xué)物理教學(xué)中單單傳授知識，就難免讓人把知識當(dāng)教條，更難免日后許多人會拋棄科學(xué)接受宗教邪說。所以，我認為中學(xué)物理教學(xué)中，最根本的任務(wù)就是教給學(xué)生科學(xué)的方法，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，增強“工匠”意識。比如，以科學(xué)的方法來組織教學(xué)，讓學(xué)生按照科學(xué)家認識世界的方法進行學(xué)習(xí)，提出問題——猜想與假設(shè)——制定計劃與設(shè)計實驗——進行實驗與收集證據(jù)——分析與論證——評估——交流與合作。學(xué)生一旦將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維和行為方式，對他們今后的工作和學(xué)習(xí)將會起到根本性的作用。中學(xué)物理教學(xué)中的科學(xué)方法還有很多，理想法有利于培養(yǎng)學(xué)生“抓大放小”的大局意識，轉(zhuǎn)換法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，替代法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性，比較法和控制變量法有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和研究問題的能力，這些都有助于工匠意識的養(yǎng)成。

卡爾薩根說過：“科學(xué)方法似乎毫無趣味、很難理解，但是它比科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)要重要得多?！笨茖W(xué)方法事關(guān)科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新的得失成敗，得其法事半功倍，不得其法事倍功半。所以，教師要重視科學(xué)方法教育，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增強“工匠”意識，促進學(xué)生的全面發(fā)展，為大國工匠提供后備人才。

中國作為一個制造業(yè)大國，從古至今，我們民族都不缺乏“工匠精神”，只是當(dāng)下浮躁的社會讓我們忽視了這種精神的存在。作為一線的教師，我們應(yīng)立足物理學(xué)的獨有特性，豐富物理教學(xué)內(nèi)容，大力弘揚“工匠精神”，讓學(xué)生少一些浮躁、多一些純粹，少一些投機取巧、多一些腳踏實地，少一些急功近利、多一些專注持久，讓“工匠精神”在學(xué)生中落地生根，為“中國制造”升級為“優(yōu)秀制造”貢獻一分力量。

【參考文獻】

[1] 寧蘊玉. 中學(xué)物理教學(xué)中注重加強科學(xué)方法的教育[J]. 教育理論與實踐，2005（8）.

[2] 馮寬線. 強化物理實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生能力和科學(xué)素養(yǎng)[J]. 中國科技創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009（24）.endprint