■全瑞峰

“全面發(fā)展，工程見(jiàn)長(zhǎng)”在物理學(xué)科中的探索與實(shí)踐

■全瑞峰

教學(xué)實(shí)踐中，我們從工程建設(shè)——理論認(rèn)識(shí)——工程技術(shù)——工程文化四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)，主要從以下幾方面滲透工程文化和工程技術(shù)教育。

一、在平時(shí)的教學(xué)中，理論聯(lián)系實(shí)際，滲透工程文化和工程技術(shù)教育

工程文化和工程技術(shù)，遍及我們生活的方方面面，遍及人類生活的歷史長(zhǎng)河，滲透在每一次重大工程項(xiàng)目中。我們開(kāi)發(fā)了“高中物理高考中的‘工程技術(shù)’”課程。

1.歷史中的工程文化和工程技術(shù)教育。

中國(guó)是具有悠久歷史和燦爛文化的文明古國(guó)，很多古跡給我們留下了不朽的工程技術(shù)和工程文化，像長(zhǎng)城、故宮等，我們以趙州橋?yàn)槔?，滲透工程技術(shù)和工程文化教育。

（1）工程建設(shè)。

趙州橋，距今1400多年，經(jīng)歷多次戰(zhàn)爭(zhēng)和地震，仍然完好無(wú)損，是當(dāng)今世界上現(xiàn)存最早、最完整的古代單孔敞肩石拱橋。

趙州橋全長(zhǎng)37.4米，由一個(gè)大拱和大拱的兩肩上各有兩個(gè)小拱組成。大拱由28道同樣的拱圈合并拼成，每一拱圈下寬上窄，同時(shí)用5個(gè)鐵拉桿，穿過(guò)28道拱圈，夾住了28道拱圈，另外還有護(hù)拱石一層、勾石6塊、“腰鐵”，每塊拱石的側(cè)面都鑿有細(xì)密斜紋，以增大摩擦力等等。

（2）理論認(rèn)識(shí)。

趙州橋，從物理角度看就是一個(gè)平衡問(wèn)題。

（3）工程技術(shù)。

趙州橋設(shè)計(jì)者李春根據(jù)豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格周密勘查、比較，選擇了洨河兩岸較為平直的地方建橋。根據(jù)現(xiàn)代測(cè)量，這里的地層非常適合于建橋。

每道拱圈獨(dú)立支撐上面的重量。每道拱圈向里傾斜，相互擠靠，增強(qiáng)了橫向聯(lián)系，防止了拱石向外傾倒。鐵拉桿穿過(guò)并夾住拱圈，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。還有護(hù)拱石、勾石以及細(xì)密斜紋增大摩擦力等，使整個(gè)趙州橋成為了一個(gè)可靠性俱佳、“縱橫”聯(lián)系緊密的有機(jī)整體。

（4）工程文化。

趙州橋的啟示有科學(xué)精神和科學(xué)方法；質(zhì)量意識(shí)、科學(xué)選址、合理設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)施工。

2.現(xiàn)實(shí)中的工程文化和工程技術(shù)教育。

在具有中國(guó)特色社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)時(shí)期，重大項(xiàng)目層出不窮，為我們提供了更好更多的工程技術(shù)和工程文化教育素材。如，學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)和加速度時(shí)，介紹中國(guó)首艘航母遼寧艦，“中國(guó)航母人”在“鋼鐵空殼”上，實(shí)現(xiàn)了航空母艦的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到了一個(gè)里程碑式的標(biāo)志。了解“維護(hù)國(guó)家安全的強(qiáng)軍航母文化”“航母精神”和工程技術(shù)，滲透工程文化和工程技術(shù)教育；學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)時(shí)，介紹長(zhǎng)江三峽水電站技術(shù)引進(jìn)和攻關(guān)等，學(xué)習(xí)科學(xué)民主、團(tuán)結(jié)協(xié)作、精益求精、自強(qiáng)不息的“三峽精神”；學(xué)習(xí)原子核時(shí)，介紹“兩彈一星”艱苦的建設(shè)過(guò)程和中國(guó)科學(xué)家創(chuàng)立的中國(guó)原子核理論方法及“熱愛(ài)祖國(guó)、無(wú)私奉獻(xiàn)、自力更生、艱苦奮斗、大力協(xié)同、勇于攀登”的“兩彈一星精神”等等。

3.未來(lái)科技中的工程文化和工程技術(shù)教育。

中國(guó)正在建立創(chuàng)新型國(guó)家，提出到2020年進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列、2030年躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列、2050年建成世界科技創(chuàng)新強(qiáng)國(guó)的“三步走”目標(biāo)。中國(guó)要建立自己的太空空間站、建立自己的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)等，教學(xué)中介紹中國(guó)的太空站工程和北斗導(dǎo)航工程，采取專題的方式、圖文并茂地展示中國(guó)航天工程的發(fā)展歷程、中國(guó)技術(shù)、重大意義以及“載人航天精神”，即艱苦奮斗精神、勇于攻堅(jiān)精神、開(kāi)拓創(chuàng)新精神、無(wú)私奉獻(xiàn)精神。并針對(duì)“神舟飛船”等的有關(guān)參數(shù)，請(qǐng)學(xué)生用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析飛行速度、對(duì)接軌道參數(shù)、運(yùn)行周期等的正確性，使學(xué)生深切體會(huì)到“學(xué)以致用”。

二、在校本課程中，理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，滲透工程文化和工程技術(shù)教育

校本課程是滲透工程文化和工程技術(shù)教育的有效載體。在校本課程中，我們開(kāi)發(fā)了《發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)》校本教材，引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手制作發(fā)電機(jī)。

（1）工程建設(shè)。

學(xué)生自己籌集有關(guān)材料，自己動(dòng)手，制作發(fā)電機(jī)。

（2）理論認(rèn)識(shí)。

涉及的有關(guān)物理原理有，電磁感應(yīng)、交變電流、電路等知識(shí)。

（3）工程技術(shù)。

學(xué)生在動(dòng)手的過(guò)程中，經(jīng)歷一次次的失敗，直至成功，讓學(xué)生講述自己的制作經(jīng)歷和成果展示。

（4）工程文化。

讓學(xué)生講述自己在制作過(guò)程中的體會(huì)和感受。并讓學(xué)生收集展示關(guān)于三峽電站的技術(shù)引進(jìn)和攻關(guān)等，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)三峽電站的建造技術(shù)和文化。

三、利用研究性學(xué)習(xí)、選修二課程、綜合課、社會(huì)實(shí)踐課等滲透工程文化和工程技術(shù)教育

天津鐵廠具有自發(fā)電項(xiàng)目，利用工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽，應(yīng)用蒸汽機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。我們充分利用好身邊的有效資源，從以下幾方面做起。

（1）工程建設(shè)。

實(shí)地參觀發(fā)電站，從結(jié)構(gòu)上整體認(rèn)識(shí)汽輪機(jī)發(fā)電。

（2）理論認(rèn)識(shí)。

將汽輪機(jī)發(fā)電的各部分與學(xué)習(xí)過(guò)的交流發(fā)電原理各部分對(duì)應(yīng)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)從原理到實(shí)物和從實(shí)物到原理的真正結(jié)合。

（3）工程技術(shù)。

學(xué)習(xí)和思考汽輪機(jī)發(fā)電各個(gè)部分的銜接與過(guò)渡，比如蒸汽通過(guò)什么環(huán)節(jié)“吹到”葉輪的“動(dòng)葉”上，原理是什么，如何實(shí)現(xiàn)的等，并繪制認(rèn)識(shí)過(guò)的汽輪機(jī)發(fā)電流程圖、結(jié)構(gòu)圖、局部放大圖等。

（4）工程文化。

了解天津鐵廠發(fā)電建設(shè)過(guò)程中形成的企業(yè)文化和企業(yè)精神，并請(qǐng)專家介紹天津鐵廠發(fā)電項(xiàng)目的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)創(chuàng)新等。

四、利用生活、社會(huì)、科技等中國(guó)重大發(fā)展事項(xiàng)，強(qiáng)化工程文化滲透和工程技術(shù)教育

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)在高鐵、航天、核電、量子通訊、超級(jí)計(jì)算機(jī)等項(xiàng)目上取得了舉世矚目的成就，伴隨著“十三五規(guī)劃”和“一帶一路”已經(jīng)走向世界。教學(xué)中，我們收集整理《中國(guó)重大科技成果項(xiàng)目》資料和素材，作為第一手資料，有效地滲透了工程技術(shù)和工程文化教育。

曾經(jīng)，我們自力更生、艱苦奮斗，在“兩彈一星”等尖端技術(shù)上，取得了輝煌成就。如今，我們更應(yīng)勇往直前、奮發(fā)圖強(qiáng)，使更多的創(chuàng)新技術(shù)處于世界前沿。

的數(shù)學(xué)課來(lái)完成，必須形成建設(shè)特色數(shù)學(xué)學(xué)科的文化。教師應(yīng)通過(guò)自己思考、集體備課等方式，認(rèn)真研究每一節(jié)課，力爭(zhēng)每一節(jié)課都能體現(xiàn)特色數(shù)學(xué)的內(nèi)容，能夠自覺(jué)地將建設(shè)特色數(shù)學(xué)貫穿于日常教學(xué)中。在講球的時(shí)候，可以補(bǔ)充大圓概念，讓學(xué)生學(xué)會(huì)求地球表面上兩城市之間航線的長(zhǎng)度；在講線性規(guī)劃時(shí)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，設(shè)計(jì)了運(yùn)輸費(fèi)用最少問(wèn)題。