经常“变”物理教具的“神仙爷爷”

教育 2024-11-21 11:37 北京

“以前，学校的灯坏了，我们物理教师就直接修好了。现在，一些年轻的物理教师们已经不会修了。”彭梦华说，这反映出一些物理教师并不具备基本的动手操作能力，错误地将技能型学习归到职业教育。他认为，物理是一门真真正正需要实践的学科，理论是抽象的，不经过实践验证，就会陷入悬空状态。

从教至今，彭梦华自制了三五千件物理教具，学生和年轻教师们都称他为“神仙爷爷”。他的办公室宛如旧时光里的修理铺，阳光下，空气中漂浮着朦胧的灰尘。老旧的黄色木桌上，堆满了电线、木板、机械零部件和各种操作工具，还有一台老式电视机占据一隅，以及一些帮同事修理的钟表和家电。他常常在这间修理铺忙碌地“捣鼓”，时不时“变”出一件“教学神器”。

如今，年至七旬，已从北京师范大学第二附属中学（以下简称师大二附）退休的他，仍然时常穿梭在学校的办公室、操作间与器材室之间，继续为物理教学发光发热，他说：“如果这一点力量可以感染到别人，便是最好的了。”通过大量自制教具，彭梦华点燃了很多人探究物理的热情，听过他课的人总是忍不住惊叹：“物理还可以这样学！”

让知识“看得见”

为何当下学生们常常抱怨：“我最讨厌学物理了。”“物理好难啊。”“一学物理就头疼。”彭梦华对这一现象进行反思，得出结论：一方面是物理学科本身有难度，另一方面是学生对物理教师的知识讲授提不起兴趣。

那么，如何降低学生理解门槛、提高学习兴趣？彭梦华认为，学生在构建知识的最初阶段，必须要借助多重感官，先把对具体事物的观察转化成感性认识，再将感性认识转化为抽象、概括的理性认识。通过教具，能够化抽象为直观，增强学生对物理现象和规律的感性体验。

一次，师大二附的某位教师在授课过程中，提到本不属于中学阶段物理知识范畴的傅科摆（早期用于证明地球自转的装置）知识。学生们便好奇地发问：“什么是傅科摆？”由于预先未曾料及、未做准备，缺乏教学辅助工具，加上傅科摆知识诞生于特定场景，这位教师从理论到理论，讲了20多分钟，学生仍是一头雾水，难以想象和理解。他自己也很是苦恼，去求助彭梦华：“为什么讲不明白呢？”彭梦华便制作了一个装置，复原了傅科发现摆面转动的场景。当装置运转起来时，他询问学生：“摆面为什么会转啊？”学生瞬间答了出来：“地球自转！”他通过制作一个能够转动的圆盘和吊摆，让学生直观地认识到了摆面的转动与地球自转之间的关系。

为何要费时费力自制教具呢？于彭梦华而言，制作教具的过程是他不断研究、修正教学设计的过程。他指出，目前市场所供应的多为实验器材，教具产出多以教材中所展示的为主，以便规模化生产，难以满足精准化教学需求。

比如，物理中的力的传感器的知识是比较抽象的，如何让学生更易理解呢？彭梦华制作了两个等比例大小的人形板，在其中一个板上设置5个作用力点，点上装有感应力的开关作为传感器，另一个板上的对应位置上设置5盏显示灯，两板之间用导线连接。通过传感器，可以把作用力转换为易于观察的电信号。当他用小锤击打作用力点时，学生就可以观察到另一个板上对应位置的的显示灯亮起，同时显示灯的亮度会随着作用力的大小而变化。

“这样，通过传感器把人眼难以观察到的力的作用点和作用力的大小形象地展现出来。既提起了学生的学习兴趣，又让学生对传感器的作用有了形象且深刻的认识，使学生在学习探索中逐步感受到了物理的魅力。”彭梦华说，“传感器实际上就是代替人去听、去看、去触摸，感知人感觉不到的事物。没有传感器，我们的生活就会被掣肘，极为不便。”

“老师，这么小的分子，我竟然测量出来了它的大小！”完成测分子大小实验时，学生们欢呼雀跃，彭梦华在一旁深受触动，他说：“这就是实验教学的意义啊！”

带学生领略物理的浩瀚

我们到底生活在一个怎样的宇宙中？曾在讲完《万有引力》这一章后，彭梦华对学生们说：“学完这章，除了物理知识的学习，你们还应该学到一种‘大方’的美德。世界宽得很，别总是斤斤计较。”他想带给学生的，不仅是知识，还有看世界的方式。

彭梦华认为，物理被定义为科学基础课的重要原因在于其广泛的适用性。物理学是现代高新技术的基础和源泉，无论学什么科学专业，都必须掌握良好的物理基础知识，否则将难以在相关领域取得进展。

一个简易的教具，可以道出数不尽的生活场景。彭梦华将两根粗细不同的U型塑料管咬合，中间安装一个小喇叭。打开电源，喇叭的声音被分成两路在出口处汇合叠加后向空间发出。当他左右抽拉两个U型管时，声波叠加后的强度会发生变化，学生能够听到声音时强时弱的变化。彭梦华由此带领学生探究干涉现象（指两个或多个波在空间中叠加产生的现象）的一个应用——汽车消音器，通过合理调节声音的叠加方式来降低汽车的噪音。此外，生活中还可以看到类似的应用场景，比如杜比降噪系统，其原理就是从环境中提取噪音，然后立即生成与之相反的噪音。两种声音相互抵消，使环境变得更加安静。

这样安排和规划学习，能够有效提升学生迁移知识的能力，让学生把原理应用到生活当中。“我希望不仅教给学生知识，更要让他们学会以物理之眼洞察大千世界，更深入地了解生活，享受人类社会提供的美好。”他说，教师有责任帮助学生过上幸福的生活。

在讲授电磁感应原理时，彭梦华将生活中常见的公交卡等引入课堂教学，带领学生探寻公交卡的奥秘——一张小巧、轻薄的公交卡中藏着两样东西：线圈和芯片。芯片用来存储信息，线圈通过电磁感应获得能量来给芯片供电。通电的刷卡机会“暗送秋波”——电磁波，在周围形成一圈电磁场。公交卡处于这圈电磁场中时，卡里的电路就会从中汲取能量，再提供给芯片使用，芯片工作后跟刷卡机间完成信息的更新和传输。“在纷繁复杂的系统背后，一定存在统一、普适的科学规律。当抽离表象、找到原理，就能从不确定的事物中找到确定的力量。”彭梦华说。

为巩固知识，他继续带领学生联想生活中运用电磁感应原理的其他场景，如手机无线充电、ETC使用等，让学生透过现象窥见其原理，并引导学生感受科技的深邃。他告诉学生：复杂的现象背后可能蕴含简单的规律，便捷的生活背后可能蕴藏着复杂的运转机制。既要学会运用物理知识透视事物的本质，也要学会借助物理知识感受世界的浩瀚。

“生活中习以为常的科技透视着人类世界的巨大进步。”彭梦华给学生们种下了一颗对这个世界充满好奇和探索的种子，让他们去拥抱更广阔的天地。他也用自己的眼界、格局、胸怀、洞见，给予学生心灵空间和精神世界的丰富与辽阔。

教物理，不能只研究物理

物理课上，一首经典二胡曲《赛马》惊艳四座。学生们都惊奇：“彭老师竟然还会拉二胡！”彭梦华别出心裁，自制乐器二胡，以此为教具，向学生们详细展示二胡的构造，讲解琴弦的振动如何产生声音，以及不同的按弦位置和拉弦力度是怎样影响音调和音色的。他还制作了吉他、大提琴、三弦等乐器，为学生们展示电声弦乐器的制作和演奏，通过这种直观而有趣的方式，让学生们在美妙的音乐中体验物理的魅力。

彭梦华不仅是教师，也是电工、木工、乐手……还是学校的修理工。他说，教物理的人不能只研究物理，还应具备多学科综合知识与素养。如果要培养一个对知识充满探索欲的学生，教师自己首先必须有钻研精神与通识素养，要让学生在自己身上看到人生的丰沛可能。

力的作用是相互的，“你打我=我打你”？一次听评课活动中，教师在讲台上向学生传授他对力学的新奇理解。他告诉学生，物体间力的作用是相互的，对方打过来的同时也会收到被击打者给出的相等的反作用力，所以自己被打的同时对方也挨打了。

彭梦华却在台下犀利地指出，“错了，错了。”他表示，事实上，力的大小相同，作用效果却不同，别人拿硬度大、痛觉小的部位攻击我们柔软、脆弱的部位，二者的生理痛感不同。二者之间确实存在相互作用力，但不能因为寻求猎奇的讲法，直接得出“你打我=我打你”的结论，这是不严谨的，也是违背常识的。“我知道这样直接指出错误会让他很没面子，但不能害了学生。因为老师的一句话，学生真的可能记一辈子，那将是多么悲哀啊。”他分析，酿成这一错误的重要原因，是教师对新教法的盲目追求、对知识运用的理解偏差、对常识和物理外延内容的忽视。

“从现在教师队伍的结构来看，新入职教师的学历越来越高，但有些教师仍然会犯一些常识性、科学性错误。”在彭梦华看来，当前教育的重要任务之一依旧是提高教师的专业水平和技能，这是规避教师教学失误最有效的方式。

他指出，当前物理教师实验教学的不足是一个突出问题，部分教师缺乏对学科的深入理解和实践经验，影响了教学质量。“教师学科专业技能薄弱，如何能教好这门学科？可以类比，一个医术不精的医生给人看病，可能会贻误病情。”彭梦华说。

他指出，目前，义务教育新课标加入了跨学科综合实践，但从理念到实践尚且有难题待解。比如，项目式学习、社会科学性议题学习等，都本应在学科课堂上完成，不必设立独立的跨学科课程，额外增加学生负担。但很多教师迫于应试压力、自身能力有限等，在课堂上侧重教授学生知识与考试技巧，而忽视了这类实践性、综合性、研究性的学习。现实却是，教师教得辛苦，学生学得疲累，教师为了教而教，学生为了学而学。

“你看！实验器材和教具就只是放在那里，学生一下课都会围过去看。这说明孩子们对物理实践是充满兴趣和好奇的，而现在的课堂上却恰恰缺乏可以让学生提起兴趣的实验教学，枯燥地知识讲授逐渐磨掉了学生的兴趣。”彭梦华望着纷涌而来的学生感慨道。他说：“如此热爱物理的我也曾一度刷物理题刷到厌倦。教师亦如此，何况学生？教会学生生活比教会学生知识更重要。”

彭梦华表示，素质教育不是“该开的课程开了，该变的花样变了”，其关键是教师要深入研究专业理论、培养自身专业技能、拓宽学科视野。人们每天努力做事是为了什么？为了更好的生活，但会生活的前提是掌握基本的生活技能，比如使用锤子、钳子等工具。在掌握基本技能后，逐渐“触类旁通”，研究更广泛的学科外延知识。

“彭老师，您那么喜欢研究，为什么没有从事科研工作啊？”“我认为教书育人也是科研。”彭梦华表示，一开始并不知道教师是不是自己梦想的职业，是在做的过程中逐渐爱上的。所以，年轻人不要太急，人在年少时容易浅尝辄止，多给自己一些时间。深入研究，才能找到热爱……

— END —

来源 | 本文系原创

作者 | 王雪

统筹 | 周彩丽

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