“全面发展，工程见长”在物理学科中的探索与实践

■全瑞峰

“全面发展，工程见长”在物理学科中的探索与实践

■全瑞峰

教学实践中，我们从工程建设——理论认识——工程技术——工程文化四个环节进行教学，主要从以下几方面渗透工程文化和工程技术教育。

一、在平时的教学中，理论联系实际，渗透工程文化和工程技术教育

工程文化和工程技术，遍及我们生活的方方面面，遍及人类生活的历史长河，渗透在每一次重大工程项目中。我们开发了“高中物理高考中的‘工程技术’”课程。

1.历史中的工程文化和工程技术教育。

中国是具有悠久历史和灿烂文化的文明古国，很多古迹给我们留下了不朽的工程技术和工程文化，像长城、故宫等，我们以赵州桥为例，渗透工程技术和工程文化教育。

（1）工程建设。

赵州桥，距今1400多年，经历多次战争和地震，仍然完好无损，是当今世界上现存最早、最完整的古代单孔敞肩石拱桥。

赵州桥全长37.4米，由一个大拱和大拱的两肩上各有两个小拱组成。大拱由28道同样的拱圈合并拼成，每一拱圈下宽上窄，同时用5个铁拉杆，穿过28道拱圈，夹住了28道拱圈，另外还有护拱石一层、勾石6块、“腰铁”，每块拱石的侧面都凿有细密斜纹，以增大摩擦力等等。

（2）理论认识。

赵州桥，从物理角度看就是一个平衡问题。

（3）工程技术。

赵州桥设计者李春根据丰富的实践经验，经过严格周密勘查、比较，选择了洨河两岸较为平直的地方建桥。根据现代测量，这里的地层非常适合于建桥。

每道拱圈独立支撑上面的重量。每道拱圈向里倾斜，相互挤靠，增强了横向联系，防止了拱石向外倾倒。铁拉杆穿过并夹住拱圈，增强其稳定性。还有护拱石、勾石以及细密斜纹增大摩擦力等，使整个赵州桥成为了一个可靠性俱佳、“纵横”联系紧密的有机整体。

（4）工程文化。

赵州桥的启示有科学精神和科学方法；质量意识、科学选址、合理设计、严谨施工。

2.现实中的工程文化和工程技术教育。

在具有中国特色社会主义现代化建设时期，重大项目层出不穷，为我们提供了更好更多的工程技术和工程文化教育素材。如，学习匀变速直线运动和加速度时，介绍中国首艘航母辽宁舰，“中国航母人”在“钢铁空壳”上，实现了航空母舰的自主知识产权，达到了一个里程碑式的标志。了解“维护国家安全的强军航母文化”“航母精神”和工程技术，渗透工程文化和工程技术教育；学习电磁感应时，介绍长江三峡水电站技术引进和攻关等，学习科学民主、团结协作、精益求精、自强不息的“三峡精神”；学习原子核时，介绍“两弹一星”艰苦的建设过程和中国科学家创立的中国原子核理论方法及“热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于攀登”的“两弹一星精神”等等。

3.未来科技中的工程文化和工程技术教育。

中国正在建立创新型国家，提出到2020年进入创新型国家行列、2030年跻身创新型国家前列、2050年建成世界科技创新强国的“三步走”目标。中国要建立自己的太空空间站、建立自己的北斗导航系统等，教学中介绍中国的太空站工程和北斗导航工程，采取专题的方式、图文并茂地展示中国航天工程的发展历程、中国技术、重大意义以及“载人航天精神”，即艰苦奋斗精神、勇于攻坚精神、开拓创新精神、无私奉献精神。并针对“神舟飞船”等的有关参数，请学生用学过的知识分析飞行速度、对接轨道参数、运行周期等的正确性，使学生深切体会到“学以致用”。

二、在校本课程中，理论联系实际，提高学生的创新精神和实践能力，渗透工程文化和工程技术教育

校本课程是渗透工程文化和工程技术教育的有效载体。在校本课程中，我们开发了《发电技术基础》校本教材，引导学生亲自动手制作发电机。

（1）工程建设。

学生自己筹集有关材料，自己动手，制作发电机。

（2）理论认识。

涉及的有关物理原理有，电磁感应、交变电流、电路等知识。

（3）工程技术。

学生在动手的过程中，经历一次次的失败，直至成功，让学生讲述自己的制作经历和成果展示。

（4）工程文化。

让学生讲述自己在制作过程中的体会和感受。并让学生收集展示关于三峡电站的技术引进和攻关等，系统认识三峡电站的建造技术和文化。

三、利用研究性学习、选修二课程、综合课、社会实践课等渗透工程文化和工程技术教育

天津铁厂具有自发电项目，利用工业生产过程中产生的蒸汽，应用蒸汽机带动发电机发电。我们充分利用好身边的有效资源，从以下几方面做起。

（1）工程建设。

实地参观发电站，从结构上整体认识汽轮机发电。

（2）理论认识。

将汽轮机发电的各部分与学习过的交流发电原理各部分对应起来，实现从原理到实物和从实物到原理的真正结合。

（3）工程技术。

学习和思考汽轮机发电各个部分的衔接与过渡，比如蒸汽通过什么环节“吹到”叶轮的“动叶”上，原理是什么，如何实现的等，并绘制认识过的汽轮机发电流程图、结构图、局部放大图等。

（4）工程文化。

了解天津铁厂发电建设过程中形成的企业文化和企业精神，并请专家介绍天津铁厂发电项目的技术参数和技术创新等。

四、利用生活、社会、科技等中国重大发展事项，强化工程文化渗透和工程技术教育

随着科学技术的发展，中国已经在高铁、航天、核电、量子通讯、超级计算机等项目上取得了举世瞩目的成就，伴随着“十三五规划”和“一带一路”已经走向世界。教学中，我们收集整理《中国重大科技成果项目》资料和素材，作为第一手资料，有效地渗透了工程技术和工程文化教育。

曾经，我们自力更生、艰苦奋斗，在“两弹一星”等尖端技术上，取得了辉煌成就。如今，我们更应勇往直前、奋发图强，使更多的创新技术处于世界前沿。

的数学课来完成，必须形成建设特色数学学科的文化。教师应通过自己思考、集体备课等方式，认真研究每一节课，力争每一节课都能体现特色数学的内容，能够自觉地将建设特色数学贯穿于日常教学中。在讲球的时候，可以补充大圆概念，让学生学会求地球表面上两城市之间航线的长度；在讲线性规划时，结合企业实际，设计了运输费用最少问题。