物理教學融入工匠精神的思考與實踐

顧 健，陸建隆

（1.蘇州工業(yè)園區(qū)第十中學，江蘇 蘇州 215021；

2.南京師范大學教師教育學院，江蘇 南京 210097）

一、問題的提出

李克強總理代表國務院在十二屆全國人大四次會議上做《政府工作報告》，報告中提出：“鼓勵企業(yè)開展個性化定制、柔性化生產，培育精益求精的工匠精神，增品種、提品質、創(chuàng)品牌?！惫そ尘駥懭搿墩ぷ鲌蟾妗芬l(fā)社會各界的熱議，并得到一致認可。工匠精神的缺失造成的主要問題，一是企業(yè)追求投資少、周期短、見效快所帶來的即時利益，導致產品粗制濫造，質量低劣；二是造成企業(yè)短壽。[1]截至2012年，全球壽命超過200年的企業(yè)中，日本有3146家，德國有837家，荷蘭有222家，法國有196家，而我國企業(yè)的平均壽命僅2.5年。培養(yǎng)學生工匠精神是工業(yè)發(fā)展的迫切需要，也能有力推動創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。

20世紀80年代我國開始推行素質教育，發(fā)展至今已經取得豐碩的成果，并得到教育界內外的普遍認可，但仍存在著諸多問題，如學生的總體發(fā)展水平不夠高，可持續(xù)發(fā)展能力不夠強，迫于升學壓力，身心發(fā)展受到一定損害，學習能力、創(chuàng)新能力、生存能力、心理素質等不能完全適應社會經濟變革的要求，不能很好滿足國際競爭的需求等。[2]因此，解決素質教育推行過程中出現(xiàn)的問題，突破教育改革的瓶頸，提高學生核心素養(yǎng)是深化教育改革的一項重要舉措。

國務院參事王京生認為要將工匠精神培育與形成融入國民教育體系[3]，從娃娃抓起，從觀念抓起，從細節(jié)抓起，貫穿到義務教育、基礎教育、高等教育、職業(yè)教育和成人教育等各層次各階段教育之中，培養(yǎng)學生專注耐心、精益求精、追求卓越的精神，以此重塑并強化工匠精神的民族基因。

鑒于此，本文對工匠精神進行深入的思考與探討，挖掘工匠精神富含的教育價值，以期對物理教學融入工匠精神的實踐探索有所啟示。

二、工匠精神的內涵與發(fā)展

物理教學中融入工匠精神，首先要明確工匠精神是什么，知道工匠精神的本質特征?！肮そ尘瘛笔且粋€專有名詞?！肮ぁ痹缙诒硎酒魑?、工藝品，后又可表示工程、作品、工作等；從事于以“工”作為操作對象的人員統(tǒng)稱為“工匠”，包含木匠、鐵匠、皮匠等，隨著社會產業(yè)的變革，也成為工程師、工藝師、師傅、實驗師等的代名詞；“工匠精神”也由原特指工匠身上具備的獨特品質轉變?yōu)樵趯嵺`過程中融入創(chuàng)新素養(yǎng)、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，對技藝的精益求精的品質，形成具有社會責任心、甘于奉獻的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化?；谌蛭幕牟町愋裕饕幸灾腥A文化、西方文化為代表的兩種觀點。

中華文化視域下的工匠精神認為，工匠一般是指從事器物制作的人，如鐵匠、木匠等，工匠精神狹義是指凝結在工匠身上、廣義是指凝結在所有人身上所具有的，制作或工作中追求精益求精的態(tài)度與品質。[4]在整個中華文化發(fā)展演進的歷史長河中，工匠因其職業(yè)的特殊性形成了獨具一格的精神特質，主要包括：尊師重教的師道精神、一絲不茍的制造精神、求富立德的創(chuàng)業(yè)精神、精益求精的創(chuàng)造精神和知行合一的實踐精神。實踐過程中熟練的操作技能與理智的創(chuàng)造精神形成職業(yè)基本要求與品質，工作中注重嚴謹細致的態(tài)度，追求技藝的精益求精，達到工匠的精神需求，構成技藝與精神和諧統(tǒng)一的人生理想境界。中國古代文化下魯班和庖丁是對弘揚工匠精神的典型詮釋。

西方文化的影響下，工匠精神的內容大致為非利唯藝的純粹精神、至善盡美的目的追求和對神負責的敬業(yè)作風。[5]西方文化使得信徒認為工作的目的不是為了追求個人享樂，而是為了榮耀上帝，因此，不必擔心自己的工作過于卑賤或嫩小，雖然人的社會地位有高有低，但是沒有貴賤之分，只要認真努力地做好自己的工作，就有可能得到上帝的寵愛。精神力量塑造了典型的工匠精神，是一種人類的信仰，是追求文明進步的不竭動力。

三、物理教學融入工匠精神的教育價值

在初步認識工匠精神的內涵及其發(fā)展后，可以發(fā)現(xiàn)工匠精神中富含教育元素。物理教學中的工匠精神主要體現(xiàn)在對物理知識獲取過程、科學探究過程以及物理問題解決過程等方面精益求精的態(tài)度與理念。通過物理教學中師生的雙邊活動，學生對物理內容熟練掌握，初步形成自身對物理學的理解，具備問題解決的思維能力，擁有精心雕琢、持之以恒的優(yōu)良品質。物理教學融入工匠精神的教育價值，主要體現(xiàn)在如下三個方面。

（一）工匠精神能夠推動STEM教育的實施

20世紀50年代美國科學教育學者最早提出STEM教育，并得到其他國家科學教育者的普遍認同，認為提高國民的科學素養(yǎng)是提升國家綜合實力的關鍵。STEM是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(Mathematics)四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合。研究表明,“科—數(shù)”整合教育無須“引進”，“科—技”整合教育有將科學教育帶上培養(yǎng)“能工巧匠”歧途的風險，“科—工”整合才是最符合我國基礎科學教育發(fā)展需要的STEM整合類型。[6]科學與工程整合教育要求學生經歷科學知識發(fā)現(xiàn)的過程，理解其中蘊含的物理知識與科學方法。深入理解物理知識建構的過程，顯化科學方法的正確應用，才能對物理知識體系有高階認識，真正意義上理解基本概念、原理、規(guī)律等構成的物理知識體系，提煉知識與技能的精華，遷徙知識與方法應用于相關物理問題的解決，進而實現(xiàn)工程設計中問題解決方案的開發(fā)與優(yōu)化。由此可見，物理教學融入工匠精神的實踐過程是物理知識獲取和科學方法習得的過程，更是對工程設計的不斷改進完善的過程，可以說理論與實踐的獲得是相互統(tǒng)一的。

（二）工匠精神能夠培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)

我國對核心素養(yǎng)的界定為：“學生在接受相應學段的教育過程中逐步形成起來的適應個人終身發(fā)展與社會發(fā)展的人格品質與關鍵能力?！盵7]核心素養(yǎng)的本質特征與工匠精神的內涵是不謀而合的，物理教學中融入工匠精神為提高學生核心素養(yǎng)提供契機，中學階段是物理教學的起始階段，是學生物理思維與科學品質培養(yǎng)的關鍵時期，是融入工匠精神的重要階段。科學探究為工匠精神的融入搭建平臺，規(guī)范的操作步驟可提升實驗的成功率，精心設計的實驗方案能提高其可操作性，經過學生不斷打磨的科技制作凸顯作品的精細化。這都要求學生領悟工匠精神的內涵與外延，踐行工匠精神理念，體驗物理學習的樂趣，豐富學生科學素養(yǎng)的成分。因此，無論是宏觀的人類文明社會發(fā)展的需要，中觀的新課程背景下的中學物理教育目標，還是微觀的學生個體生存及職業(yè)發(fā)展需要，工匠精神融入物理教學是教育發(fā)展的趨勢。

（三）工匠精神能夠正確引導學生的價值觀

物理教學融入工匠精神的內容主要有三個層次。低級水平是學生熟悉物理知識，熟練科學操作，熟練度高是該層次的主要表現(xiàn)。學生從扎實的知識基礎與嫻熟的操作技能中獲取物理學習最初的成功體驗，認知和感知需求上得到滿足，貫穿理論與實踐的過程，提升發(fā)散思維的品質。中等水平是基于熟練掌握水平的物理內容，學生能夠發(fā)揮自身的聰明才智，琢磨改進科學探究方案，經歷精益求精的科學探究，滲透創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。高級水平層次是學生知識與行為的和諧同一，在物理知識與實踐能力的培養(yǎng)過程中，尋求真善美的物理文化，進而將工匠精神融入物理教學求真、從善和至美的教育境界，使得工匠精神內化為學生分析問題、解決問題的基本觀念。從而，工匠精神與物理教學之間沒有隔閡，更不是附屬于物理教學，而是物理教學所應達到的內在要求。

四、物理教學融入工匠精神的可行性及教學建議

開展物理教學融入工匠精神的實踐，要求準確定位學生領悟工匠精神的教學要求，根據(jù)物理學科的特點，筆者主要從四個方面探討：良好的環(huán)境創(chuàng)設能夠激發(fā)學生對工匠精神的追求；具備工匠精神的意識，要求學生時刻保持工匠精神特有的精益求精的創(chuàng)造精神;體會研究物理問題過程中實現(xiàn)追求工匠精神的方法要領；經歷動手操作訓練工匠的嫻熟技能。四個方面的內容為融入工匠精神相互貫通，互補促進學生對工匠精神的理解，最終品味、提煉、轉化工匠精神為學生內部的精神需求，植根于學生對生活態(tài)度的重要組成部分。

（一）努力營造良好環(huán)境，創(chuàng)造工匠之坊

中科院院士、清華大學物理系朱邦芬教授認為“杰出的科學人才主要地不是課堂教出來的，而是一個好的綜合環(huán)境的結果，教師和學生都要為建設好的環(huán)境做貢獻”[8]。師生是學校教育的主要組成部分，營造融入工匠精神的良好環(huán)境，使得工匠精神深入人心。良好的環(huán)境包括多個要素：一是優(yōu)秀的學生聚集探討物理問題、科學探究的優(yōu)化等，同齡人的相互激勵，能夠激發(fā)他們終身受益的智慧、理想和人格，隱性滲透工匠精神。二是學生要有追求真理的科學態(tài)度和持久的恒心，工匠精神的融入是一個持續(xù)的過程，需要學生獻身科學，要求師生共同培育。三是學生擁有自主的學習空間，給予學生一定的思維空間，能夠激發(fā)學生潛力，為精益求精的科學態(tài)度形成強有力的支撐。四是國際化的視野，基于國際化的視角研究問題，關注前沿的國際學術動態(tài)，為問題的解決、優(yōu)化提供思路，為工匠精神的實踐激發(fā)靈感。創(chuàng)造工匠之坊，環(huán)境的渲染能夠激發(fā)學生對工匠精神的追求，感受物理內容的逐步完善、細化、凝練的美感。

（二）工匠精神的心理追求是融入過程的關鍵

只有深刻認識弘揚工匠精神的重要性，才能自發(fā)地產生對工匠精神的認同感。引入教學用科學史，包括科學史故事、科學思想史和科學史觀，孕育學生工匠之心。物理教學中挖掘物理課程標準、物理教材的豐富資源，設計教學用科學史的教學內容，啟發(fā)學生具有追求工匠精神的積極心態(tài)。科學史故事是以科學故事的形式編述的科學發(fā)展歷史，是從多樣的角度、豐富的側面描述的科學史情節(jié)的系列，使得工匠精神更具生態(tài)化和情境化，增強了物理教學的趣味性。例如在學習電磁感應時，介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的曲折歷程，他的持之以恒的精神讓實驗設計方案不斷改進。法拉第是雕琢“物理知識”的工匠，對待科學一絲不茍的態(tài)度，使得物理理論的發(fā)展系統(tǒng)化、科學化。以高中物理中伽利略與運動理論的物理學史為例，伽利略研究“自由落體運動”的過程涉及豐富的科學思想史，使得工匠精神的融入有本可依。首先通過思想實驗采用歸謬法批判了亞里士多德的錯誤觀點“重物比輕物下落得快”，進一步證明應該通過實驗來論證觀點，從而伽利略首創(chuàng)了“科學實驗法”，采用“沖淡重力”的思維方法解決自由落體下落速度快的問題，提高實驗的可操作性，最后使用理想化方法得出正確結論。從伽利略對自由落體定律研究的全過程可以發(fā)現(xiàn)，這是一個不斷完善、精益求精的過程，他結合實驗和數(shù)學，既注重邏輯推理，又依靠實驗檢驗，構成一套完整的科學研究方法。由于科學史觀是對科學史的哲學思考，影響人們對科學及其發(fā)展的基本看法和態(tài)度，對教師和學生的認知水平和理論功底具有很高的要求。

（三）發(fā)揮科學探究優(yōu)勢，顯化工匠之藝

物理是一門以實驗為基礎的科學學科，科學探究是物理教學的重要內容，經歷科學探究能夠加深學生對物理知識的理解，提高學生的動手能力。針對科學探究過程出現(xiàn)的問題，學生根據(jù)已有的物理知識，思考、論證和實踐解決方案，有效鍛煉問題解決能力。問題解決的過程是工匠精神的充分體現(xiàn)，顯化問題解決的方法，合理遷移陌生問題的解決，提高學生的科學素養(yǎng)，也是物理教學中融入工匠精神的美好歸宿。下面以初中物理復習教學《彈力重力摩擦力》的教學片段為例，簡述如何發(fā)揮科學探究的優(yōu)勢，有效融入工匠精神。

（1）情境設計

實驗：探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關

器材：木塊、彈簧測力計、木板、棉布、毛巾、砝碼

（2）實驗設計

根據(jù)圖1所示實驗方案，完善實驗表格設計（見表1），進行實驗并記錄相關數(shù)據(jù)。

設計意圖

根據(jù)表中第一行提供的信息進行表格的完善，學生回憶利用控制變量法設計的探究過程?；谌谓贪嗉墝嶋H情況的認識，提供表頭信息降低學生的回答難度，采用填表的形式梳理影響滑動摩擦力大小的因素。要求學生回答設計思路，明確控制變量法的準確應用。在完善后的表格中給出實驗數(shù)據(jù)，提問學生如何分析實驗數(shù)據(jù)得出結論？得出什么結論？教師規(guī)范學生對實驗結論的陳述，加深學生對影響滑動摩擦力大小的兩個因素的理解。

（3）問題設計

請你評價該裝置進行實驗時的優(yōu)缺點?如何將實驗改進從而克服這些問題呢？并請演示操作（投影學生演示實驗）。

設計意圖

根據(jù)初始實驗出現(xiàn)的問題，引導學生嘗試改進（如圖2），培養(yǎng)精益求精的科學品質，滲透學生工匠精神。學生回答該問題時往往不易表達清楚，會直接比畫如何操作，可順水推舟讓學生演示實驗。

教師評價學生演示實驗的操作情況，及時肯定實驗中的規(guī)范操作或糾正錯誤表現(xiàn)，如彈簧測力計要水平拉動，白紙要按在桌面抽出等。然后要求學生分組完成測量白紙與木塊、棉布與木塊間的滑動摩擦力大小。

（四）依托綜合實踐活動，訓練工匠之技

2000年6月，教育部正式發(fā)文要求綜合實踐活動正式成為我國中小學課程體系的組成部分。由于綜合實踐活動課程具備綜合性、自主性、生成性、探究性和開放性等性質，可以培養(yǎng)學生幾種關鍵能力：創(chuàng)造性思維能力、搜集與處理信息的能力、組織與規(guī)劃能力、合作能力、溝通與表達能力、觀察能力、動手操作能力和自我反思與管理能力等。[9]依托綜合實踐活動培養(yǎng)工匠精神，結合學生的認知特點，完成形式多樣的活動任務，利用表現(xiàn)性評價引領工匠精神的融入。物理教材為教師教學提供參考，為教學過程的設計提供素材。

表1 實驗記錄表格

圖1 初始實驗方案

圖2 優(yōu)化的實驗方案

以蘇科版初中物理教材為例，開設綜合實踐活動專題。初中物理教學中組織綜合實踐活動的關鍵是尊重物理教學本身的學科特點和已有的成功教學方式，根據(jù)適當?shù)慕虒W內容，立足于解決實際問題。[10]筆者在“設計、制作一個機械模型”專題時，根據(jù)學生實際情況，修改并完善活動主題，確定為“設計、制作一個桿秤”。要求學生采用日常生活物品，小組合作分工完成任務，基于融入工匠精神的視角，評價項目主要有：（1）桿秤是否符合設計要求，是否滿足桿秤的基本特征，是否具備設計樣圖；（2）桿秤的設計是否新穎，包括配件取材是否合理、設計美觀程度等；（3）桿秤的工藝水平，包括稱量精度、質量優(yōu)劣等；（4）小組成員的分工是否明確，是否具備合作行為等。

學生交流展示工作成果，協(xié)調統(tǒng)一評分標準，相互指出制作桿秤過程中出現(xiàn)的問題以及改進的方法，評選出優(yōu)秀作品。

[1]謝京輝.打造制造強國需要“四種精神”[N].解放日報，2016-05-10（10）.

[2]常珊珊，李家清.課程改革深化背景下的核心素養(yǎng)體系構建[J].課程·教材·教法，2015（9）：29-35.

[3]王京生.工匠精神三論[N].中國文化報，2016-05-10（3）.

[4]李宏偉，別應龍.工匠精神的歷史傳承與當代培育[J].自然辯證法研究，2015（8）：54-59.

[5]肖群忠，劉永春.工匠精神及其當代價值[J].湖南社會科學，2015（6）：6-10.

[6]唐小為，王唯真.整合STEM發(fā)展我國基礎科學教育的有效路徑分析[J].教育研究，2014（9）：61-68.

[7]鐘啟泉.基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展：挑戰(zhàn)與課題[J].全球教育展望，2016（1）：3-24.

[8]朱邦芬.如何學習知識——從一所高中和一個大學物理系的成功談起[J].教育科學文摘，2014（4）：54-55.

[9]萬偉.綜合實踐活動課程關鍵能力的培養(yǎng)與表現(xiàn)性評價[J].課程·教材·教法，2014，34（2）：19-24.

[10]朱祥.綜合實踐活動與初中物理教學的有效整合[J].中學物理教學參考，2011，40（10）：53-55.