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，但在山東省濟鋼高級中學，為了讓學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、讓水瞬間結冰……這可不是于承霖真的有什么“特異功能”，而是為了激發學生學習物理的興趣、讓學生愛上物理所做的課前小實驗。這些看似和課程無關的實驗，究竟給學生帶來了哪些改變？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、天馬行空的創意成了最寶貴的財富。在學校的支持下，他赴北京參加全國青少年創意大賽并獲得了金獎，這更堅定了他學習物理的信心。高考后，他如愿考上了西南大學物理專業的公費師范生。

回憶起高中生活，于承霖覺得這段時光對他的教學風格和形式產生了深遠影響，“一位鼓勵學生動手實踐、善于呵護學生好奇心的教師，必然會培養出熱愛學習、靈活應變、不怕困難的學生”。畢業后，于承霖回到了家鄉，準備為更多學子帶來物理學的盛宴。然而初為人師，他有些力不從心，既要作為班主任承擔許多非教學任務，又要竭盡全力保證學生的成績，為高考打好基礎，根本沒有精力來探究和發展實驗教學，遇到課標要求做的實驗也大多只是給學生快速演示一下了事。一來，實驗準備是個“大工程”，由于學校只有一個實驗員，所以大部分實驗還是需要教師自己準備器材、做演示、統計耗材等，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，原本應該屬于實驗教學的時間被用填鴨式的講課和練習擠占，畢竟像“玩兒”一樣的實驗遠不如多講幾道題來的“實惠”。可是漸漸地，于承霖發現，單純地講授課本知識或者敷衍了事的實驗并不能吸引學生學習物理的興趣，而且課堂效果很不理想。他開始反思，如何讓學生真正走近物理、了解物理的魅力所在？

意大利科學家伽利略曾說過：“一切推理都必須從觀察與實驗得來。”這和德國思想家馬克思的“實踐是檢驗真理的唯一標準”不謀而合，二者都指向了實驗的必要性和重要性。“很多學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‘絢爛’，也不如生物‘有趣’，對他們沒有太大吸引力，學習興趣不高。尤其在新高考之后，選擇物理作為高考科目的學生大幅減少。”學生們對物理“避之不及”的狀態警醒了于承霖，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教室，看著無精打采的學生，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，瓶中的水立刻凝結成冰。學生們“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‘凝結核’。缺少‘凝結核’的液態水可以較長時間保持在冰點以下而不結冰，但只要投入少許該物質的晶體，或者像剛才那樣搖晃液體，便能誘發結晶，讓液體迅速凝固。”講解完，于承霖還鼓勵學生回家之后利用家里的冰箱、純凈水或蒸餾水做這個實驗。那節課，學生們沒有一個打瞌睡的，聚精會神地聽完了整節課。

實驗似乎為于承霖的課堂打開了一扇新大門，每節課的導入環節，他都會以一個小實驗開頭，大家笑稱他的課堂為“魔法課堂”。學生的科學素養并不是靠“刷題”培養起來的，而是真正觸發學生對科學探究的興趣和內在動力，在實踐中領悟科學、技術和社會發展的真諦。“真正需要改變的，不是增加多少實驗教學的課時，而是扭轉教師的教學意識。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生產生的更深遠的影響，比如他們對新生事物的好奇，對人、自然和社會關系的認知，實事求是的科學態度等，才是真正實現了實驗教學的意義。”于承霖說。

實驗心理學認為，創設實驗情境與實驗教學效果具有密切的相關性，能夠有效引起學生的視覺追求，激活思維，強化記憶。

生活是最富魅力的“實驗場”

實驗心理學認為，創設實驗情境與實驗教學效果具有密切的相關性，能夠有效引起學生的視覺追求，激活思維，強化記憶。教師如何進行有效的實驗教學情境設計？在于承霖看來，真實生活是最富魅力的“實驗場”。課前的導入實驗并不一定要與本節課的教學內容緊密相關，有時候是一條有趣的新聞引發的物理思考，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，他立刻產生了實驗設計靈感。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住；有的看了新聞知道金條是真的，卻又說不出原因。于承霖沒有直接告訴學生答案，而是嘗試用磁鐵“吸”鋁板，結果鋁板竟然真的發生了移動。反復確認了幾次實驗結果后，學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，但我們忽視了一個重要因素——楞次定律。當磁鐵與金條在做相對運動的時候，金條內部的磁通量發生了變化，產生了渦電流，因此才會導致金條有晃動。”實驗畢，于承霖再次強調了“要用科學的手段驗證猜測，物理從不會騙人”的道理，讓學生們明白，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”“電池底部的聚能環到底是什么東西”……于承霖堅持生活實驗教學有他自己的理由：“一是學科屬性，物理學是以實驗為基礎的科學，沒有實驗的推動和支撐，物理學肯定發展不到今天的水平。物理學發展史就是科學實驗探究史，而所有的物理問題和實驗素材都來自生活。二是學生發展的要求，生活中提煉出的實驗能拉近學生與物理的距離，讓他們最大限度地接近萬事萬物的真相，極大地激發學生的興趣，培養其科學核心素養，為他們未來發展提供更多可能。”

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

“考了多少分啊？”

“24。”

“24？你就是在答題卡上踩一腳都不止這個分啊！”

“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，最后掃描出結果，最高分是23分，最低分是5.5分，平均分是10.7分。“同學們，以后‘我踩一腳都比你得分高’這種話就不要再說了，當然，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異的成績。”于承霖用行動詮釋了物理人追求真理、積極樂觀的科學精神。

在實驗主題和內容的選擇上，于承霖也與時俱進，盡量貼近當下青少年感興趣的話題，比如“教你用光盤盒實現全息投影”“阿凡達重映，帶你了解3D眼鏡的奧秘”等，天氣晴朗的時候，他還會帶著學生們去操場進行“水火箭”比賽。許多已經畢業多年的學生依舊和于承霖保持著聯系，當年在課堂上做的那些有趣的實驗是他們不變的談資。“我不能保證實驗教學一定會幫助學生提高分數，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生了一些新的思考：“興趣是學好物理的敲門磚，我會盡自己最大努力呵護學生對世界的好奇心，帶領更多人進入科學殿堂的大門。現在學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的地方。”