立足物理教學弘揚“工匠精神”

林潔

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

【關 鍵 詞】 物理教學；工匠精神；學生培養

2016年3月5日的“兩會”上，國務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”主要表現在五個方面，即執著專注、作風嚴謹、敬業守信、精益求精、推陳出新。中學物理是以觀察和實驗為基礎，以物理現象、物理概念和規律、物理過程和方法為載體，以科學探究為主線，提高中學生科學素養的自然科學，其專有的特性與“工匠精神”相輔相成。因此，發揮中學物理教學的作用對學生“工匠精神”的養成有事半功倍之作用。那么，如何在中學物理教學中弘揚“工匠精神”呢？

一、傳播物理學史，弘揚執著專注的“工匠精神”

“工匠精神”中執著專注是指做事持之以恒、鍥而不舍。物理學中每一個物理概念、規律的發現和證實都離不開物理學家們的堅持不懈、一往直前的科學探索精神，許多物理學家以常人難以想象的毅力和堅定的信念，執著追求科學真理。居里夫婦在研究放射性現象過程中，用了3年零9個月才從成噸的工業廢渣中提煉出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，在半個世紀的時間內，邁克爾遜從不滿足光速已達到的精度，總是不斷改進，反復實驗，孜孜不倦。哥白尼用自制的簡陋儀器，經過長達30年的天體觀測，寫出《天體運行論》，糾正地心說的錯誤，引起自然科學的革命。

物理學史告訴我們，正是物理學家們的執著專注，才成就了科學真理。我們在中學物理教學中，應重視物理學史的教學，在課堂上花一點時間，向學生介紹物理學家的軼事，以榜樣的示范作用鑄造學生堅韌的品質，弘揚執著專注的“工匠精神”。

二、傳授物理規律，弘揚作風嚴謹的“工匠精神”

“工匠精神”中的作風嚴謹是指做事認真規范、態度嚴謹、腳踏實地、一絲不茍。物理規律的探尋也離不開嚴謹細致的作風。被譽為近代實驗科學創始人的伽利略，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，經過簡單的推理就否定了這一假設。然后又提出“速度增量正比于時間間隔”的假設，因為當時技術較落后，無法用實驗直接測定瞬時速度來檢驗這一假設，因此他應用數學方法推導出“s∝t2”的結論，但由于自由下落的時間短，當時無法測定，伽利略再設計一個斜面實驗對“s∝t2”進行驗證，最后把由斜面實驗證實了的結論推廣到自由下落的情形。正如伽利略在《兩門新科學》中所說：“像這樣的實驗，我們重復了整整一百次，結果總是經過距離s與時間t的平方成比例……”，后來多人重做實驗，都證實了他的結論的正確。正是因為其作風嚴謹才得出了正確的結論。開普勒在整理和研究第谷觀測到的750顆星體的有關資料時發現，如果按傳統的觀念，把行星軌道當作圓計算，計算出的火星位置與第谷的觀測數據相差8分角度。這8分之差，作為天體的觀測數據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，以嚴謹細致的作風，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，弘揚敬業守信的“工匠精神”

“工匠精神”中的敬業守信是指腳踏實地、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，要求學生認真實驗，數據記錄完整準確，圖表繪制科學規范，總結結論推理嚴密，尊重客觀事實，如實反映觀察到的各種現象和每一個數據，不主觀臆斷，不投機取巧，忠于數據，實事求是，培養學生腳踏實地、實事求是的品質。比如，在“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗中，個別基礎好的學生經過預習后，往往會根據“F=k△X”湊數據，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，會有學生操作不規范，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，于是修改數據，得出結論。面對這種靠主觀臆斷猜測、捏造數據等弄虛作假的風氣，教師要堅決抵制，決不允許。教師應協助學生找出錯誤原因，重做實驗，直到得出正確的結論為止，教育學生不要隨意改動實驗數據，實驗中出現了誤差應該認真分析其產生的原因，從一個誤差中學到更多的東西，養成實事求是的科學態度。

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、不斷完善、追求完美。物理學是一門追求準確和精密的學科，是建立在直覺和假說之上的嚴謹推理和研究，是經過反復設計實驗、搜集證據、得出結論的周密過程。因應試教育的影響，高中生大部分時間被用于上課、做作業，普遍動手機會少，動手能力差。教師應積極開辟第二課堂，利用課外興趣活動，定期開放實驗室，增加學生動手機會，讓學生學以致用。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。在教師的指導下，學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落地；可以用泡沫、棉花等各種減震材料將雞蛋嚴嚴實實地包裹起來，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，可極大地激發學生學習物理的熱情，既培養學生的動手能力，加深對課內物理概念和規律的理解，也能在此過程中培養學生追求完美的品質，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，創造出更新、更好的事物。社會的進步，物理學的發展，很多是因為傳承，但更多的是創新。所以，物理教學的核心就是培養學生的創新意識和創新能力，而傳統的實驗教學是把實驗課僅作為驗證理論的課程，演示實驗是教師做學生看，分組實驗學生按教材預習，對照教材做實驗，依據教材寫實驗報告。這種教學模式顯得陳舊和狹窄，學生完全處于一種被動的學習狀態，無法適應21世紀創新人才的需求。所以在物理實驗教學中，應鼓勵學生自己查閱資料、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據并分析實驗結果，寫出實驗報告。在實驗的過程中，教師要善于引導學生發現問題，鼓勵學生敢于提出問題，勇于對現有實驗進行大膽改進。

通過探究性實驗，可以改變傳統學習方式，建立一種學生互動參與、樂于探究、交流合作的學習方式，把動手與動腦結合起來，有利于培養學生質疑辯惑、探索求真、敢于創新的品質，弘揚推陳出新的“工匠精神”，為學生終身發展、應對現代社會和未來發展的挑戰奠定基礎。

六、培養科學方法，增強學生“工匠”意識

科學素養是指學生在掌握科學概念的基礎上，以科學的態度、運用科學的方法來對現實中的（下轉70頁）（上接68頁）個人、科學、社會有關問題做出明智的抉擇。科學素養中最重要的是科學方法。人類在認識自然的過程中，不用科學的方法和思想，得出的就是宗教邪說。在中學物理教學中單單傳授知識，就難免讓人把知識當教條，更難免日后許多人會拋棄科學接受宗教邪說。所以，我認為中學物理教學中，最根本的任務就是教給學生科學的方法，培養科學素養，增強“工匠”意識。比如，以科學的方法來組織教學，讓學生按照科學家認識世界的方法進行學習，提出問題——猜想與假設——制定計劃與設計實驗——進行實驗與收集證據——分析與論證——評估——交流與合作。學生一旦將科學方法內化為自己的思維和行為方式，對他們今后的工作和學習將會起到根本性的作用。中學物理教學中的科學方法還有很多，理想法有利于培養學生“抓大放小”的大局意識，轉換法有利于培養學生思維的靈活性，替代法有利于培養學生思維的變通性，比較法和控制變量法有利于培養學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成。

卡爾薩根說過：“科學方法似乎毫無趣味、很難理解，但是它比科學上的發現要重要得多。”科學方法事關科學研究與技術創新的得失成敗，得其法事半功倍，不得其法事倍功半。所以，教師要重視科學方法教育，提升學生的科學素養，增強“工匠”意識，促進學生的全面發展，為大國工匠提供后備人才。

中國作為一個制造業大國，從古至今，我們民族都不缺乏“工匠精神”，只是當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，我們應立足物理學的獨有特性，豐富物理教學內容，大力弘揚“工匠精神”，讓學生少一些浮躁、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”在學生中落地生根，為“中國制造”升級為“優秀制造”貢獻一分力量。

【參考文獻】

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