在成都市西北中學,物理課竟成了學生們最期待的課程。
當老師抱著自制的實驗器材走進教室,總會引發學生們的歡呼——不是因為實驗器材多么昂貴炫酷,恰恰相反,這些只是用普通磁鐵、導線、瓶瓶罐罐,甚至辦公室的鼠標墊改造的“土器材”。然而,正是這些用最樸素材料制作的教具,讓一度被學生視為“最難學科”的物理,變成了最受歡迎的課程。
更讓人驚訝的是,這個僅有11人的物理教研組中,除今年新入職的2位教師外,人人擁有全國教具獎項,6人擁有專利。
在這里,擁有37年教齡的物理老師張生文曾為研發實驗教具7天不出實驗室;物理教研組組長劉艷妮把全辦公室的鼠標墊剪了做摩擦力實驗;還有老師做實驗燒壞了裙子,為找器材成了城隍廟電子市場的“常客”……
究竟是什么讓這些老師如此執著?這些樸素的實驗背后,又蘊含著怎樣的教育智慧?
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“物理不好學,學生一進高中就覺得難,很多人因此放棄理科選文科。”這一困擾物理學科組多年的難題,也曾讓張生文陷入深思。
為此,自1997年起,西北中學物理教研組開始積極探索并構建以探究為核心的物理實驗教學模式。
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重要轉折出現在2000年,張生文帶隊參加中央電視臺《異想天開》科學挑戰。他發現,當學生為一個目標(制作承重紙橋)全心投入時,會爆發出前所未有的熱情和創造力。
“一個月時間,6個學生每天泡在實驗室卻無人喊累。最后制作的紙橋僅重150g,比清華大學橋梁系參賽的紙橋(180g)還輕。”張生文回憶道,賽后這6位同學仍維持了對物理和學習的熱情,其中一人的成績甚至從中等躍居年級前列。
這次經歷讓教研組堅信:當學生真正動手參與,內驅力被激發,物理就不再難學。從此,在“激發同學們的內驅力,把實驗課還給學生”這一理念的指導下,實驗教學探索之路越走越堅實。
老師們在備課過程中,會預判學生難以理解的物理原理,并據此設計實驗。即便是教材上一句話帶過的知識點,他們也會想方設法用實驗呈現。
例如,電容器的電荷量與電壓之比為常數這一結論,教材僅簡單陳述“經過大量實驗證明”。為了讓學生直觀理解該原理,教研組耗時半年測試數十種電容組合,最終借助兩個相同的電容器直觀演示了電荷量與電壓的同比變化,學生2分鐘就看懂了原本需要反復講解、多次考試才能記住的原理。
其次是隨手取材,樸素求真。“我們的實驗不追求炫酷,而要服務于學生的理解。”劉艷妮說,教研組的老師們把身邊的鼠標墊、水杯、鐵環、水盆等都改造為教具,她甚至剪掉全辦公室鼠標墊來做摩擦力實驗,“能做實驗的都做實驗。”張生文強調,用最原始的東西來呈現最原始的物理知識,就能讓抽象的公式“活”起來,學生一看就明白。
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物理老師陳豐波曾做過一個問卷調查:高一新生入學時,近一半學生對物理存在畏難情緒,經歷一學期的實驗教學后,這一比例大幅降至30%。
“當抽象的物理概念變得可視、可觸、可感,學生的畏懼感自然消解了。”陳豐波道出了實驗教學的“魔力”。
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這一轉變不僅體現在數據上,更發生在每一堂課里。劉艷妮記得,一名經常趴在桌上睡覺的學生,平時只對拍攝感興趣,對學習提不起勁,沒想到被一次實驗給“喚醒”了。“有一次做‘千人震’實驗,整個人一下就精神了,不僅全程專注觀看,下課還主動來嘗試并拍攝記錄。”
更深層次的轉變,在于學生學習方式的根本轉變。在“能量的無線傳輸”實驗中,學生們展現出超乎預期的創造力。“我們原本只設計了一種通過線圈纏繞調節傳輸效果的方法,但學生們提出了其他創新方案,例如嘗試雙線并繞、研究距離變化等。”張生文回憶道,這已經超出了教材的要求,但恰恰體現了科學研究的本質。
這也是教研組實驗教學的三個進階層次:教師帶領做、指導學生做、學生主動探究。“我們追求的不僅是學生學會物理知識,更要用物理思維去理解世界。”張生文說,“當學生開始主動觀察、提問、探究,教育就成功了。”
這與國家教育發展戰略不謀而合。2023年《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》強調“做中學、用中學、創中學”,這正好印證了教研組多年來堅持的教學方向。
面對人工智能的浪潮,教研組正探索如何將AI融入實驗教學,“AI數學或許能考滿分,卻難以解決真實的物理問題,因為它缺乏基于實驗的邏輯推理和科學思維。”陳豐波認為,這正是物理教育的核心價值所在,“我們要培養的是學生發現與定義問題的能力,而不僅是解題能力。”
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教研組的價值早已超越物理課堂。他們研發的教具經常被其他學科、學校借用,成為跨學科的“公共資源”。
比如,牛頓第一定律演示的教具第一版被借用到破損,又重新制作了第二版;無線傳聲實驗被數學組“借”去,竟幫助他們拿下了全國基礎教育精品課的獎。
“實驗是在音響喇叭上放置平面鏡,用激光照射,通過聲音振動在墻上形成光點軌跡,再用數學軟件分析函數圖像。”陳豐波說,這實現了真正的跨學科教研融合。
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為了讓這種“實驗即學習”的理念輻射更廣,團隊常年對外舉辦講座與分享。“我們想分享的不僅是具體的教具,更是前瞻性的教學思維和方法。”劉艷妮說。
而為了將這種創新教學理念持續傳承,教研組建立了一套成熟的青年教師培養機制:“師徒結對”培養模式下,安排新教師多聽課、參與教研活動,并通過賽課磨課提升能力。
今年入職2個月的王瀟赟老師,便在師傅指導下,通過光敏電阻控制音樂播放的趣味實驗導入新課,設計用萬用電表測量電阻的實驗,引導學生通過科學探究得出電阻定律,最終榮獲武侯區“三新”賽課決賽一等獎第一名。
王瀟赟的觀念也因此轉變:“我曾認為高中物理課時緊張,實驗教學不重要。來了這里后才明白,高一學生的認知水平和邏輯思維尚在發展初期,恰恰最需要通過實驗來搭建理解橋梁。實驗教學不僅重要,而且必要。”
“新教師入職初期接觸的教學方法,將影響其整個教學生涯。”劉艷妮說,在西北中學,用實驗解決教學難題,已成為一種教學常態。
幾十年來,西北中學物理教研組用最樸素的材料,踐行著最本質的教育:教育不是知識的單向灌輸,而是思維的點燃。
他們以一桌一凳的巧思,打破了學生對物理的畏懼,讓學習成為主動探索的旅程;以手把手的傳承,點燃了新人的火光,讓理念于課堂中延續。這不僅是物理教學的突圍,更是在書寫“教育何以發生”的真誠答卷。
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