物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科,物理學(xué)研究范圍大至宇宙、小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律。因此,物理學(xué)成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。它的理論結(jié)構(gòu)充分地運(yùn)用數(shù)學(xué)作為自己的工作語言,以實(shí)驗(yàn)作為檢驗(yàn)理論正確性的唯一標(biāo)準(zhǔn),是當(dāng)今最精密的一門自然科學(xué)學(xué)科,是整個(gè)自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。物理學(xué)在現(xiàn)代生活、社會生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。
技工院校的教育模式
物理課按照教學(xué)目的和學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律,有計(jì)劃地選取物理科學(xué)的內(nèi)容,并將其改造成學(xué)校的一門課程。物理是技工學(xué)校教學(xué)體系中的一門基礎(chǔ)文化課,也是學(xué)習(xí)其他相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。這就要求技工學(xué)校必須改善物理教學(xué),使學(xué)生更好地掌握專業(yè)課必備的物理知識。
眾所周知,技工院校的教學(xué)模式與普通義務(wù)教育的教學(xué)模式有著很大的不同。對于物理教學(xué)來說,不同性質(zhì)的學(xué)校區(qū)別就更大了。在義務(wù)教育的初中、高中階段,物理教學(xué)主要是教授理論物理的基礎(chǔ)知識,以素質(zhì)教育作為主要目標(biāo);而技工院校的學(xué)生直接面對就業(yè),因此在教學(xué)中就必須貫徹以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位、以學(xué)生為主體的職業(yè)教育教學(xué)理念,適應(yīng)中等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式、教學(xué)模式、評價(jià)模式的改革需要。按照“教育與產(chǎn)業(yè)、學(xué)校與企業(yè)、專業(yè)設(shè)置與職業(yè)崗位、教材內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)過程與企業(yè)生產(chǎn)過程”對接的教學(xué)改革要求,更新教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法,增強(qiáng)教學(xué)的針對性和實(shí)效性,適應(yīng)信息化教學(xué)手段,才能適應(yīng)新形勢下企業(yè)對技工院校的要求,也只有這樣才能真正地發(fā)揮物理課程在技工院校課程體系中的核心、基礎(chǔ)作用。
結(jié)合我國的技工院校教育實(shí)際,筆者對物理教學(xué)進(jìn)行了大膽地實(shí)踐和探索,提出了“三結(jié)合”的教學(xué)思路。改變傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)的形式和方法,是物理教學(xué)改革的必然要求;重視學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力的培養(yǎng)、提高學(xué)生的綜合素養(yǎng),是教學(xué)的核心所在。這樣做,不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生有現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)知識,又能夠培養(yǎng)有一定實(shí)踐技能的高技能人才。
技工院校的大部分學(xué)生在初中時(shí)期普遍對上物理課存在懼怕心理,他們的物理學(xué)習(xí)水平處于較低層次。而大多數(shù)學(xué)校的物理教材內(nèi)容以知識傳授為重點(diǎn),知識與專業(yè)技藝、生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系不夠密切,缺少技校教學(xué)特色,學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。如果不改變這種現(xiàn)狀,不僅不利于學(xué)生良好習(xí)慣的養(yǎng)成及綜合素質(zhì)、能力的提升,還將影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及未來的就業(yè)和發(fā)展。
本文根據(jù)筆者多年來的教學(xué)實(shí)踐和探究,提出技校物理教學(xué)“三結(jié)合”的教法和學(xué)法,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力為目標(biāo),與同行們一起探索、改進(jìn)和提高。
物理教學(xué)必須與專業(yè)知識相結(jié)合
技校物理教材的選擇和處理應(yīng)體現(xiàn)讓多數(shù)學(xué)生學(xué)得會、夠用、實(shí)用、服務(wù)專業(yè)的思想。
例如:建筑工程類專業(yè)關(guān)于“力學(xué)”這部分知識作為教學(xué)的必修課重點(diǎn),舍棄或弱化與專業(yè)無關(guān)的計(jì)算、推導(dǎo)等純理論內(nèi)容。面對機(jī)械電子類專業(yè)學(xué)生,可重點(diǎn)突出電磁學(xué)知識和電子方面的知識;面對機(jī)電數(shù)控專業(yè)學(xué)生,則可以將物理知識與電工基礎(chǔ)課中的電磁學(xué)知識進(jìn)行有效地整合,避免教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)。做到理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用。
同時(shí),要重視現(xiàn)代物理的教學(xué)。教師應(yīng)關(guān)注社會的進(jìn)步、了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展變化,應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)將先進(jìn)的知識和思想以文字、圖片、聲音、視頻的形式滲透于物理教學(xué)之中,擴(kuò)大知識面,提高學(xué)生的認(rèn)知興趣。
在課堂教學(xué)中,教師必須為其專業(yè)教學(xué)服務(wù),應(yīng)該與學(xué)生所學(xué)專業(yè)有機(jī)結(jié)合,突出介紹物理知識在學(xué)生所學(xué)專業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用,使學(xué)習(xí)內(nèi)容、例題或習(xí)題盡量與學(xué)生的專業(yè)聯(lián)系起來,創(chuàng)設(shè)與專業(yè)有關(guān)的物理情景,讓學(xué)生意識到物理知識的用途,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會快速提高。
例如:對建筑工程類的學(xué)生,在講解力的合成與分解中,引入吊車起吊重物時(shí)的受力分析,計(jì)算鋼索和橫梁上的分力的大小,知道兩分力的大小遠(yuǎn)大于重物的重力。由此說明,吊車的安全問題、超重運(yùn)行為是導(dǎo)致發(fā)生吊車鋼索斷裂、傾倒等危險(xiǎn)事故的主要原因。
又如,自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)中,一塊磚塊從離地20m高處不慎落下,計(jì)算可知下落所用時(shí)間為2s,落地時(shí)的速度為20m/s。由此說明,磚塊下落的時(shí)間短、速度快。因此,在建筑工地上,必須要求安全施工,即建筑物四周要設(shè)置防護(hù)欄、防護(hù)網(wǎng)、進(jìn)入工地要戴安全帽等常識。
再如,講到地震波的環(huán)節(jié)時(shí),地震波有橫波和縱波兩種。地震時(shí),房屋倒塌,造成人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)受到極大的損失。而房屋倒塌又是導(dǎo)致人員傷亡的重要原因。因此,建筑工程師必須重視建筑物的抗震能力,掌握房屋建造的科學(xué)性和安全性。
物理教學(xué)必須與創(chuàng)新教學(xué)相結(jié)合
創(chuàng)新是以新思維、新發(fā)明和新描述為特征的一種概念化過程。起源于拉丁語,它原意有三層含義:第一,更新;第二,創(chuàng)造新的東西;第三,改變。創(chuàng)新是人類特有的認(rèn)識能力和實(shí)踐能力,是人類主觀能動(dòng)性的高級表現(xiàn)形式,是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會發(fā)展的不竭動(dòng)力。一個(gè)民族要想走在時(shí)代前列,就要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新。創(chuàng)新在經(jīng)濟(jì)、商業(yè)、技術(shù)、社會學(xué)以及建筑學(xué)這些領(lǐng)域的研究中有著舉足輕重的分量。在中國經(jīng)常用“創(chuàng)新”一詞表示改革的結(jié)果。既然改革被視為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動(dòng)力,促進(jìn)創(chuàng)新的因素也被視為至關(guān)重要。
創(chuàng)新是實(shí)施素質(zhì)教育的關(guān)鍵,把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力作為技校物理教學(xué)改革的重要目標(biāo),顯得非常重要。
近年來,在物理教學(xué)中專門進(jìn)行了“科技與創(chuàng)新”的講授,用多媒體手段講解了什么是科學(xué)、什么是技術(shù)、什么是創(chuàng)新等問題,介紹了中國古代四大發(fā)明,也介紹了現(xiàn)代中國的創(chuàng)新成就。還利用小發(fā)明實(shí)物作品,介紹了小發(fā)明作品的新穎性、先進(jìn)性和實(shí)用性的顯著特征,指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解創(chuàng)造發(fā)明的一般方法,要求學(xué)生增強(qiáng)自信心,留心身邊的事物,從學(xué)習(xí)、勞動(dòng)和生活中去尋找小發(fā)明的金點(diǎn)子,大膽地去想象、構(gòu)思、創(chuàng)新,在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中,學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考、學(xué)會創(chuàng)造。這對于培養(yǎng)學(xué)生的興趣,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的靈感有一定的指導(dǎo)和幫助。
學(xué)校舉辦了“希望之光”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽活動(dòng)。從課題的選擇、作品的構(gòu)思、作品的特點(diǎn)和畫出草圖等方面,要求學(xué)生提交一份創(chuàng)新作品構(gòu)思方案申報(bào)表,為學(xué)生的小發(fā)明活動(dòng)建立一個(gè)平臺,把其中的優(yōu)秀作品選送參加省、市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。學(xué)校成果研制的“便捷式紗線強(qiáng)度和伸長量測量器”和“多用途太陽能遮陽傘”榮獲省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一二等獎(jiǎng)?!斑b控電動(dòng)烏篷船”作品參加紹興市首屆“校園科學(xué)小達(dá)人”比賽,通過初賽、復(fù)賽和決賽,獲得“優(yōu)秀校園科學(xué)小達(dá)人”榮譽(yù)稱號,為學(xué)校爭了光。
結(jié)合專業(yè)知識要求,引入“搭高不倒”建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐活動(dòng)課,利用一次性的紙杯、竹筷、吸管、牙簽及透明膠帶等材料,規(guī)定一定的數(shù)量和制作時(shí)間,進(jìn)行搭高不倒。通過團(tuán)結(jié)合作、精心制作,不少小組能搭高3米以上。
多方位培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加強(qiáng)科技創(chuàng)新意識的教育。學(xué)校結(jié)合教材內(nèi)容將物理學(xué)家的創(chuàng)新精神和追求科學(xué)的高貴品質(zhì)引入課堂教學(xué),讓學(xué)生深刻地體會科學(xué)家所具有的敢于創(chuàng)新、百折不撓的進(jìn)取精神,潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)素養(yǎng)。
諸如出身于世代工匠家庭的魯班,從小就參加過許多土木建筑工程勞動(dòng),逐漸掌握了生產(chǎn)勞動(dòng)的技能,積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。魯班的發(fā)明有曲尺、墨斗、鐵鋸、飛鳶、云梯和鉤鉅等;世界著名的發(fā)明家、物理學(xué)家愛迪生擁有超過2000項(xiàng)專利發(fā)明,其中留聲機(jī)、電燈、電力系統(tǒng)和有聲電影的發(fā)明,豐富和改善了人類的文明生活,其中電燈的發(fā)明經(jīng)歷千余次的實(shí)驗(yàn)研究才獲得成功。
許多物理學(xué)家的感人事例,足以撥動(dòng)技校生的心弦,應(yīng)是創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分。
物理教學(xué)與科技制作活動(dòng)相結(jié)合
美國華盛頓兒童博物館上有一句醒目的格言:“我聽到了就忘記了,我看見了就記住了,我做過了就理解了?!蔽覈睦硌芯抠Y料表明,只有將所學(xué)知識與學(xué)生的生活實(shí)踐活動(dòng)聯(lián)系起來時(shí),學(xué)生才會對所學(xué)知識產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,并真正地進(jìn)入到自主學(xué)習(xí)和自主探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)中。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)讓學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,開展物理實(shí)踐活動(dòng),把培養(yǎng)學(xué)生的技能素養(yǎng)和動(dòng)手能力落到實(shí)處。
主要做法:一是面向多數(shù)學(xué)生開展豐富多彩的科技制作活動(dòng),安排一些課外的小實(shí)驗(yàn)或小制作,提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。學(xué)校組織了紙橋梁的設(shè)計(jì)制作及承重比賽活動(dòng)。讓學(xué)生在參與活動(dòng)的過程中感受建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性、技術(shù)性,引起學(xué)生對力學(xué)知識運(yùn)用的濃厚興趣和對技術(shù)進(jìn)行深入探究的內(nèi)在沖動(dòng)。在電路知識學(xué)習(xí)中,制作電子門鈴、電子賀卡等簡易電路的安裝,讓學(xué)生認(rèn)識更多的電子器件,這對于學(xué)生理解電路的串聯(lián)和并聯(lián)、理解電路原理具有很大的幫助和促進(jìn)作用。
二是以選修課的形式,組織部分學(xué)生參加物理創(chuàng)新培訓(xùn)班,輔導(dǎo)學(xué)生開展小制作和小發(fā)明活動(dòng)。近年來,學(xué)生參加的實(shí)踐制作活動(dòng)有:紹興烏篷船的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作,著名建筑物的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作,紙橋的制作和承重實(shí)驗(yàn),A4紙制作船體的承重比賽,水火箭的制作和發(fā)射比賽,雞蛋落地不破的方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。活動(dòng)結(jié)果的評定分優(yōu)秀、良好、及格和不及格四個(gè)等級。學(xué)校對優(yōu)秀作品舉辦了展示活動(dòng),如紹興烏篷船的創(chuàng)新作品、著名建筑物的沙盤模型,在校園內(nèi)陳列展出,吸引了眾多同學(xué)的眼球,得到廣大師生的好評。
“興趣是最好的老師”,技校物理“三結(jié)合”的教學(xué)形式,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,使學(xué)生在愉悅的氣氛中收獲知識、提升能力。不少學(xué)生從厭學(xué)到愛學(xué),體現(xiàn)在期末的基礎(chǔ)知識考查中,學(xué)習(xí)成績明顯提高,90%以上的同學(xué)能合格通過,拿到規(guī)定的學(xué)分,更可喜的是考試的卷面分達(dá)到90分以上的學(xué)生占了25%,從這點(diǎn)也說明了技校物理教學(xué)的“三結(jié)合”教改是可行的,是卓有成效的。
“三結(jié)合”教學(xué)方法符合技校物理教學(xué)的客觀實(shí)際和要求,能為技校物理教學(xué)注入活力和動(dòng)力。教師要不斷地探索新問題、新方法和新策略,為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展輸送優(yōu)秀的應(yīng)用型人才和技能型人才。
總之,技工院校物理教學(xué)方法的探究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止以上提到的幾點(diǎn),還需要物理教師在日常的教學(xué)過程中多積累經(jīng)驗(yàn),大膽地嘗試各種新穎的教學(xué)方法,鼓勵(lì)學(xué)生多開展創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),更好地為學(xué)生的職業(yè)生涯服務(wù)。
(作者單位: 浙江省紹興市技工學(xué)校)