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立足物理教学弘扬“工匠精神”

作者:admin 更新时间:2018年01月18日 10:00:10

  【摘要】2016年3月5日的“两会”上,国务院总理李克强首次在政府工作报告中提出“工匠精神”。对于中学生来说,物理教学既是培养提高中学生科学素养的有效途径,更是弘扬“工匠精神”的重要环节。本文就中学物理教学中如何弘扬“工匠精神”作了简要论述。


  【关键词】物理教学;工匠精神;学生培养


  2016年3月5日的“两会”上,国务院总理李克强首次在政府工作报告中提出“工匠精神”。什么是“工匠精神”呢?“工匠精神”主要表现在五个方面,即执着专注、作风严谨、敬业守信、精益求精、推陈出新。中学物理是以观察和实验为基础,以物理现象、物理概念和规律、物理过程和方法为载体,以科学探究为主线,提高中学生科学素养的自然科学,其专有的特性与“工匠精神”相辅相成。因此,发挥中学物理教学的作用对学生“工匠精神”的养成有事半功倍之作用。那么,如何在中学物理教学中弘扬“工匠精神”呢?


  一、传播物理学史,弘扬执着专注的“工匠精神”


  “工匠精神”中执着专注是指做事持之以恒、锲而不舍。物理学中每一个物理概念、规律的发现和证实都离不开物理学家们的坚持不懈、一往直前的科学探索精神,许多物理学家以常人难以想象的毅力和坚定的信念,执着追求科学真理。居里夫妇在研究放射性现象过程中,用了3年零9个月才从成吨的工业废渣中提炼出0.1克的镭,居里夫人死后40年,她用过的笔记本,还有射线在不停释放。迈克尔逊1879年开始测定光速,不断改进实验装置,改进测量方法,直到1926年,他在南加利福尼亚相距22英里长的两山峰之间,巧妙地利用正八面旋镜测得精确光速,在半个世纪的时间内,迈克尔逊从不满足光速已达到的精度,总是不断改进,反复实验,孜孜不倦。哥白尼用自制的简陋仪器,经过长达30年的天体观测,写出《天体运行论》,纠正地心说的错误,引起自然科学的革命。


  物理学史告诉我们,正是物理学家们的执著专注,才成就了科学真理。我们在中学物理教学中,应重视物理学史的教学,在课堂上花一点时间,向学生介绍物理学家的轶事,以榜样的示范作用铸造学生坚韧的品质,弘扬执著专注的“工匠精神”。


  二、传授物理规律,弘扬作风严谨的“工匠精神”


  “工匠精神”中的作风严谨是指做事认真规范、态度严谨、脚踏实地、一丝不苟。物理规律的探寻也离不开严谨细致的作风。被誉为近代实验科学创始人的伽利略,他在自由落体运动研究中,开始提出“速度增量正比于通过的距离”这一假说,经过简单的推理就否定了这一假设。然后又提出“速度增量正比于时间间隔”的假设,因为当时技术较落后,无法用实验直接测定瞬时速度来检验这一假设,因此他应用数学方法推导出“s∝t2”的结论,但由于自由下落的时间短,当时无法测定,伽利略再设计一个斜面实验对“s∝t2”进行验证,最后把由斜面实验证实了的结论推广到自由下落的情形。正如伽利略在《两门新科学》中所说:“像这样的实验,我们重复了整整一百次,结果总是经过距离s与时间t的平方成比例……”,后来多人重做实验,都证实了他的结论的正确。正是因为其作风严谨才得出了正确的结论。开普勒在整理和研究第谷观测到的750颗星体的有关资料时发现,如果按传统的观念,把行星轨道当作圆计算,计算出的火星位置与第谷的观测数据相差8分角度。这8分之差,作为天体的观测数据似乎并不是一个太大的角度,很容易被忽略。但开普勒深知第谷的仪器观测误差不超过2分角度,于是他开始潜心研究这不容忽视的8分角度,以严谨细致的作风,得出了开普勒第一定律,也称为椭圆轨道定律。


  三、重视物理实验,弘扬敬业守信的“工匠精神”


  “工匠精神”中的敬业守信是指脚踏实地、埋头苦干、讲究信誉、不弄虚作假。物理实验同样需要这种精神,我们可以通过物理实验,要求学生认真实验,数据记录完整准确,图表绘制科学规范,总结结论推理严密,尊重客观事实,如实反映观察到的各种现象和每一个数据,不主观臆断,不投机取巧,忠于数据,实事求是,培养学生脚踏实地、实事求是的品质。比如,在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,个别基础好的学生经过预习后,往往会根据“F=k△X”凑数据,得出F-△X图像是过原点的倾斜直线。又如,在“验证机械能守恒定律”实验中,会有学生操作不规范,得出重物下落过程中动能的增加量大于重力势能的减少量,于是修改数据,得出结论。面对这种靠主观臆断猜测、捏造数据等弄虚作假的风气,教师要坚决抵制,决不允许。教师应协助学生找出错误原因,重做实验,直到得出正确的结论为止,教育学生不要随意改动实验数据,实验中出现了误差应该认真分析其产生的原因,从一个误差中学到更多的东西,养成实事求是的科学态度。


  四、利用课外兴趣活动,弘扬精益求精的“工匠精神”


  “工匠精神”中的精益求精是指注重细节、不断完善、追求完美。物理学是一门追求准确和精密的学科,是建立在直觉和假说之上的严谨推理和研究,是经过反复设计实验、搜集证据、得出结论的周密过程。因应试教育的影响,高中生大部分时间被用于上课、做作业,普遍动手机会少,动手能力差。教师应积极开辟第二课堂,利用课外兴趣活动,定期开放实验室,增加学生动手机会,让学生学以致用。比如,我們可以“如何让鸡蛋从高空中安全着陆”为题,开展课外兴趣活动。在教师的指导下,学生通过讨论确定多种方案:可以利用降落伞,增大空气阻力,以使鸡蛋连同整个装置平稳落地;可以用泡沫、棉花等各种减震材料将鸡蛋严严实实地包裹起来,通过这些材料的缓冲作用,达到保护鸡蛋的目的;也可以把整个装置制作成一个多面体,将鸡蛋用结实的绳子固定在多面体的中央,使整个鸡蛋悬空,装置落地后,不论哪个面着地,鸡蛋都不会着地,鸡蛋就完好无损了;还可以采取双气球法,将鸡蛋放在一个气球中,充入一定量空气,在外面再套一个气球,充入适量空气,这样两层气球之间就会形成一个气垫,会使鸡蛋免受地面的冲击,等等。然后将学生分组开展活动,将一个采取了保护措施的鸡蛋从二楼扔下,使其自由下落。在鸡蛋不破的前提下,胜者进入第二轮实验,再将采取了保护措施的鸡蛋从三楼扔下,以此类推,让学生更好地理解“Ft=△p”,即动量的变化△p一定,力的作用时间t越大,力F就越小。


  通过类似的课外兴趣活动,可极大地激发学生学习物理的热情,既培养学生的动手能力,加深对课内物理概念和规律的理解,也能在此过程中培养学生追求完美的品质,弘扬精益求精的“工匠精神”。


  五、开展探究性实验,弘扬推陈出新的“工匠精神”


  “工匠精神”中的推陈出新是指批判性继承,去其糟粕,取其精华,创造出更新、更好的事物。社会的进步,物理学的发展,很多是因为传承,但更多的是创新。所以,物理教学的核心就是培养学生的创新意识和创新能力,而传统的实验教学是把实验课仅作为验证理论的课程,演示实验是教师做学生看,分组实验学生按教材预习,对照教材做实验,依据教材写实验报告。这种教学模式显得陈旧和狭窄,学生完全处于一种被动的学习状态,无法适应21世纪创新人才的需求。所以在物理实验教学中,应鼓励学生自己查阅资料、确定方案、自选仪器、自拟步骤,开展探究性实验,独立测量和处理实验数据并分析实验结果,写出实验报告。在实验的过程中,教师要善于引导学生发现问题,鼓励学生敢于提出问题,勇于对现有实验进行大胆改进。


  通过探究性实验,可以改变传统学习方式,建立一种学生互动参与、乐于探究、交流合作的学习方式,把动手与动脑结合起来,有利于培养学生质疑辩惑、探索求真、敢于创新的品质,弘扬推陈出新的“工匠精神”,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。


  六、培养科学方法,增强学生“工匠”意识


  科学素养是指学生在掌握科学概念的基础上,以科学的态度、运用科学的方法来对现实中的(下转70页)(上接68页)个人、科学、社会有关问题做出明智的抉择。科学素养中最重要的是科学方法。人类在认识自然的过程中,不用科学的方法和思想,得出的就是宗教邪说。在中学物理教学中单单传授知识,就难免让人把知识当教条,更难免日后许多人会抛弃科学接受宗教邪说。所以,我认为中学物理教学中,最根本的任务就是教给学生科学的方法,培养科学素养,增强“工匠”意识。比如,以科学的方法来组织教学,让学生按照科学家认识世界的方法进行学习,提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作。学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式,对他们今后的工作和学习将会起到根本性的作用。中学物理教学中的科学方法还有很多,理想法有利于培养学生“抓大放小”的大局意识,转换法有利于培养学生思维的灵活性,替代法有利于培养学生思维的变通性,比较法和控制变量法有利于培养学生分析问题和研究问题的能力,这些都有助于工匠意识的养成。


  卡尔萨根说过:“科学方法似乎毫无趣味、很难理解,但是它比科学上的发现要重要得多。”科学方法事关科学研究与技术创新的得失成败,得其法事半功倍,不得其法事倍功半。所以,教师要重视科学方法教育,提升学生的科学素养,增强“工匠”意识,促进学生的全面发展,为大国工匠提供后备人才。


  中国作为一个制造业大国,从古至今,我们民族都不缺乏“工匠精神”,只是当下浮躁的社会让我们忽视了这种精神的存在。作为一线的教师,我们应立足物理学的獨有特性,丰富物理教学内容,大力弘扬“工匠精神”,让学生少一些浮躁、多一些纯粹,少一些投机取巧、多一些脚踏实地,少一些急功近利、多一些专注持久,让“工匠精神”在学生中落地生根,为“中国制造”升级为“优秀制造”贡献一分力量。


  作者:林洁

    【参考文献】 

  [1] 宁蕴玉. 中学物理教学中注重加强科学方法的教育[J]. 教育理论与实践,2005(8). 

  [2] 冯宽线. 强化物理实验教学,培养学生能力和科学素养[J]. 中国科技创新导刊,2009(24).