于承霖：實驗，物理課的正確打開方式

文 | 曹霽

對于許多人來說，物理是晦澀的、深奧的，但在山東省濟(jì)鋼高級中學(xué)，為了讓學(xué)生體會物理的神奇與奧妙，物理教師于承霖把“魔法”帶到了課堂上——隔空打牛、意念控物、讓水瞬間結(jié)冰……這可不是于承霖真的有什么“特異功能”，而是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、讓學(xué)生愛上物理所做的課前小實驗。這些看似和課程無關(guān)的實驗，究竟給學(xué)生帶來了哪些改變？答案就藏在于承霖的“魔法課堂”中……

打開活力課堂的“金鑰匙”

于承霖從小就是一個愛“拆家”的孩子，家里的玩具、小家電、家具都沒能逃出他的“魔爪”，用他的話說，自己“很享受探索未知事物的興奮感和滿足感”。所幸父母并沒有因此而批評、懲罰他，動手實驗這個愛好便一直保留了下來。高中時期，于承霖就讀的是以“創(chuàng)新”為特色的章丘四中，在這里，他突出的實踐能力、天馬行空的創(chuàng)意成了最寶貴的財富。在學(xué)校的支持下，他赴北京參加全國青少年創(chuàng)意大賽并獲得了金獎，這更堅定了他學(xué)習(xí)物理的信心。高考后，他如愿考上了西南大學(xué)物理專業(yè)的公費師范生。

回憶起高中生活，于承霖覺得這段時光對他的教學(xué)風(fēng)格和形式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，“一位鼓勵學(xué)生動手實踐、善于呵護(hù)學(xué)生好奇心的教師，必然會培養(yǎng)出熱愛學(xué)習(xí)、靈活應(yīng)變、不怕困難的學(xué)生”。畢業(yè)后，于承霖回到了家鄉(xiāng)，準(zhǔn)備為更多學(xué)子帶來物理學(xué)的盛宴。然而初為人師，他有些力不從心，既要作為班主任承擔(dān)許多非教學(xué)任務(wù)，又要竭盡全力保證學(xué)生的成績，為高考打好基礎(chǔ)，根本沒有精力來探究和發(fā)展實驗教學(xué)，遇到課標(biāo)要求做的實驗也大多只是給學(xué)生快速演示一下了事。一來，實驗準(zhǔn)備是個“大工程”，由于學(xué)校只有一個實驗員，所以大部分實驗還是需要教師自己準(zhǔn)備器材、做演示、統(tǒng)計耗材等，有時候湊齊全班需要用的實驗器材甚至需要一周或更久。二來，高中的課時比較緊張，原本應(yīng)該屬于實驗教學(xué)的時間被用填鴨式的講課和練習(xí)擠占，畢竟像“玩兒”一樣的實驗遠(yuǎn)不如多講幾道題來的“實惠”?？墒菨u漸地，于承霖發(fā)現(xiàn)，單純地講授課本知識或者敷衍了事的實驗并不能吸引學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，而且課堂效果很不理想。他開始反思，如何讓學(xué)生真正走近物理、了解物理的魅力所在？

意大利科學(xué)家伽利略曾說過：“一切推理都必須從觀察與實驗得來?！边@和德國思想家馬克思的“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”不謀而合，二者都指向了實驗的必要性和重要性?！昂芏鄬W(xué)生覺得物理就是干巴巴的公式定理，又抽象又晦澀，不如化學(xué)‘絢爛’，也不如生物‘有趣’，對他們沒有太大吸引力，學(xué)習(xí)興趣不高。尤其在新高考之后，選擇物理作為高考科目的學(xué)生大幅減少?！睂W(xué)生們對物理“避之不及”的狀態(tài)警醒了于承霖，他決定開展一場轟轟烈烈的課堂改革。

某天上課前，于承霖如往常一般走進(jìn)教室，看著無精打采的學(xué)生，他拿出一個礦泉水瓶，“下面我給大家變個戲法”，說著就將手中的礦泉水瓶猛地一晃，瓶中的水立刻凝結(jié)成冰。學(xué)生們“哇”的一聲驚呼，立馬打起了精神，七嘴八舌地猜起了實驗原理。于承霖緩緩道來：“這是一種過冷現(xiàn)象，是指液體或氣體的溫度到其凝固點以下，但沒有凝固，原因一般是液體太過純凈，沒有凝固所需的‘凝結(jié)核’。缺少‘凝結(jié)核’的液態(tài)水可以較長時間保持在冰點以下而不結(jié)冰，但只要投入少許該物質(zhì)的晶體，或者像剛才那樣搖晃液體，便能誘發(fā)結(jié)晶，讓液體迅速凝固?！敝v解完，于承霖還鼓勵學(xué)生回家之后利用家里的冰箱、純凈水或蒸餾水做這個實驗。那節(jié)課，學(xué)生們沒有一個打瞌睡的，聚精會神地聽完了整節(jié)課。

實驗似乎為于承霖的課堂打開了一扇新大門，每節(jié)課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，他都會以一個小實驗開頭，大家笑稱他的課堂為“魔法課堂”。學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)并不是靠“刷題”培養(yǎng)起來的，而是真正觸發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣和內(nèi)在動力，在實踐中領(lǐng)悟科學(xué)、技術(shù)和社會發(fā)展的真諦。“真正需要改變的，不是增加多少實驗教學(xué)的課時，而是扭轉(zhuǎn)教師的教學(xué)意識。什么時候大家覺得上課做實驗不是‘浪費時間’，能重視起實驗探究對學(xué)生產(chǎn)生的更深遠(yuǎn)的影響，比如他們對新生事物的好奇，對人、自然和社會關(guān)系的認(rèn)知，實事求是的科學(xué)態(tài)度等，才是真正實現(xiàn)了實驗教學(xué)的意義?！庇诔辛卣f。

實驗心理學(xué)認(rèn)為，創(chuàng)設(shè)實驗情境與實驗教學(xué)效果具有密切的相關(guān)性，能夠有效引起學(xué)生的視覺追求，激活思維，強化記憶。

生活是最富魅力的“實驗場”

實驗心理學(xué)認(rèn)為，創(chuàng)設(shè)實驗情境與實驗教學(xué)效果具有密切的相關(guān)性，能夠有效引起學(xué)生的視覺追求，激活思維，強化記憶。教師如何進(jìn)行有效的實驗教學(xué)情境設(shè)計？在于承霖看來，真實生活是最富魅力的“實驗場”。課前的導(dǎo)入實驗并不一定要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，有時候是一條有趣的新聞引發(fā)的物理思考，有時候是實際生活中遇到的問題和困惑。

一天，于承霖偶然看到了一條“男子花6萬元買的金條竟被磁鐵吸住”的新聞，他立刻產(chǎn)生了實驗設(shè)計靈感。雖然沒有錢買金條，但于承霖從家里找到了一塊鋁板。第二天，他把磁鐵和鋁板帶到班里，問道：“看完這條新聞，大家覺得金條是真的還是假的？”學(xué)生們立刻展開了激烈的討論，有的說肯定是假的，不然怎么會被磁鐵吸?。挥械目戳诵侣勚澜饤l是真的，卻又說不出原因。于承霖沒有直接告訴學(xué)生答案，而是嘗試用磁鐵“吸”鋁板，結(jié)果鋁板竟然真的發(fā)生了移動。反復(fù)確認(rèn)了幾次實驗結(jié)果后，學(xué)生們好奇地問起了原理，于承霖這才解釋道：“雖然在我們的印象中，磁鐵只能吸住鐵、鎳、鈷等易被磁化的物質(zhì)，但我們忽視了一個重要因素——楞次定律。當(dāng)磁鐵與金條在做相對運動的時候，金條內(nèi)部的磁通量發(fā)生了變化，產(chǎn)生了渦電流，因此才會導(dǎo)致金條有晃動?！睂嶒灝?，于承霖再次強調(diào)了“要用科學(xué)的手段驗證猜測，物理從不會騙人”的道理，讓學(xué)生們明白，看似深奧抽象的物理知識，就藏在身邊一樁樁一件件的日常小事中。

類似這樣的生活實驗情境還有很多，比如“電梯里手機為什么沒信號”“加冰的飲料為什么喝起來更爽”“電池底部的聚能環(huán)到底是什么東西”……于承霖堅持生活實驗教學(xué)有他自己的理由：“一是學(xué)科屬性，物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，沒有實驗的推動和支撐，物理學(xué)肯定發(fā)展不到今天的水平。物理學(xué)發(fā)展史就是科學(xué)實驗探究史，而所有的物理問題和實驗素材都來自生活。二是學(xué)生發(fā)展的要求，生活中提煉出的實驗?zāi)芾鼘W(xué)生與物理的距離，讓他們最大限度地接近萬事萬物的真相，極大地激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)其科學(xué)核心素養(yǎng)，為他們未來發(fā)展提供更多可能?！?/p>

除了生活實驗，“魔法課堂”備受學(xué)生喜愛的原因還有于承霖身上“理工男”的幽默?！叭W(wǎng)首測！踩一腳答題卡能得幾分？”這個看似荒誕不經(jīng)的實驗源自一場趣味十足的師生對話——

“考了多少分?。俊?/p>

“24。”

“24？你就是在答題卡上踩一腳都不止這個分??！”

“啊？答題卡踩一腳得不了這分吧？”

“你不信？一會咱們踩踩試試！”

“較真”的師生二人準(zhǔn)備了墨水和空白答題卡，邀請不同的人踩了好幾次，最后掃描出結(jié)果，最高分是23分，最低分是5.5分，平均分是10.7分。“同學(xué)們，以后‘我踩一腳都比你得分高’這種話就不要再說了，當(dāng)然，我們也最好不要給別人說這句話的機會。希望大家都能通過自己的努力取得優(yōu)異的成績?！庇诔辛赜眯袆釉忈屃宋锢砣俗非笳胬?、積極樂觀的科學(xué)精神。

在實驗主題和內(nèi)容的選擇上，于承霖也與時俱進(jìn)，盡量貼近當(dāng)下青少年感興趣的話題，比如“教你用光盤盒實現(xiàn)全息投影”“阿凡達(dá)重映，帶你了解3D眼鏡的奧秘”等，天氣晴朗的時候，他還會帶著學(xué)生們?nèi)ゲ賵鲞M(jìn)行“水火箭”比賽。許多已經(jīng)畢業(yè)多年的學(xué)生依舊和于承霖保持著聯(lián)系，當(dāng)年在課堂上做的那些有趣的實驗是他們不變的談資?！拔也荒鼙ＷC實驗教學(xué)一定會幫助學(xué)生提高分?jǐn)?shù)，但他們肯定會從中得到比成績更珍貴的東西。”于承霖感嘆道。

今年是于承霖從教的第十年，他對自己的工作又產(chǎn)生了一些新的思考：“興趣是學(xué)好物理的敲門磚，我會盡自己最大努力呵護(hù)學(xué)生對世界的好奇心，帶領(lǐng)更多人進(jìn)入科學(xué)殿堂的大門。現(xiàn)在學(xué)生自己動手實驗的機會還是比較少，這也是我下一步要改進(jìn)的地方?！?/p>