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只要能快快乐乐做实验

点击次数:更新时间:2017-11-22 07:50:08

文|王爱生
选自《人民教育》2016年第17期P71-73)
 
       我是一名中学物理教师,我梦想的教学境界正如我所崇拜的物理大师费曼大所说:“我讲授的目的不是为你们参加考试,也不是为你们将来服务于工业或军事做准备,我最喜欢做的是展示这个奇妙世界的一部分供你来欣赏,再提供一些物理学家看待这个世界的方式……”我觉得这句话概括了一位物理老师应该做的和不该做的,但说实话,我日常做的事却正相反,没时间也没心情提供这个世界的奇妙让学生来欣赏,也不为他们将来的工作做准备,只是为了考试进行高强度的训练,这使我很苦恼。唯独使我欣慰的是,我和学生还有一块共同拥有的净土:实验室,在那里,我可以尽情展示这个世界的神奇,从教30多年,在这里我与学生一起欣赏、陶醉、思考……我将我对实验的感受传达给我的学生们。
       实验让我惊谔,让我体验到美,让我永远好奇
       既使是我做过很多次的实验,即使我知道接下来的结果,我还是会感叹实验的神奇,它像魔术一样,永远那么令人着迷。当你看到水慢慢流向高处、细碎的冰使水沸腾、蜡烛在水下燃烧,当你发现酒精浸泡燃烧后的手帕竟然安然无恙、烟熏后成黑色的球放入水中又变回银色……你不会发出一声感叹吗?!看到孩子们瞪大的双眼,我心中像魔术师一样充满成就感。一大块金子是黄色的,在扫描隧道显微镜下,10nm的金颗粒摇身一变是绿色的,Inm的金颗粒又是红色的……正是因为有这些实验,才能向我们“展示这个奇妙世界的一部分”,才足以震撼我们的心灵。我也常想,设计好了一个令人惊讶的实验,一个物理教师的工作就应该完成了大半。
        实验令人惊奇,还有着一种独特的美。这种美不仅有满足视觉体验的新奇美,还有让人折服的理性之美,因为每次结果都是可以重复的,这就是必然,必然的背后就一定还藏着某种一以贯之的逻辑,这就是一种逻辑美,这和数学一样。除此之外,它还有话剧一样真实的现场动态美,还有魔术一样神奇奥妙的智慧美。这些美感,只有长期经历实验熏陶,有相当科学、哲学、美学素养的人才能体会,一旦体会到,你就会发现实验实在是一杯浪漫的事,让人欲罢不能。很多科学家,他们在实验中更多在追求一种美感,比如,世界上第一次成功地观测到了量子力学“AB效果”的日本科学家外村彰,在实验成功的一刻,他体会的不是一个理性的事件,不是背后的名誉,而是一种美的景象:那就仿若薄暮时分,细小星辰在你眼前映现,(逐渐)构成宏伟的银河……
        实验让我爱上了物理,实验让我对世界永远保有好奇心传递给我的学生。事实上,很多孩子通过我的实验课也都对物理有了强烈的好奇心。
       实验让自然开口,实验让我们敬畏
       丁肇中说:“实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻实验。”司空见惯的温度计,发现了我们看不见的红外线;常见的真空泵让不到100°c的水就开始沸腾,更是将当年认为不能液化的氦变为液体,从而宣告了所有气体都可以液化的真理!实验面无表情地向我们展现一个个事实,铁一般的新事实永远都在开拓着我们不可能的疆界。实际上,实验就是我们现代人认识未知世界不多的几种手段之一,而设计一个巧妙的实验就是一次让大自然开口说话的过程。
       “傅科摆”在很多博物馆里都能看到,它通常是从三四层楼高的天花板上垂下来,末端桂一个铅锤或铁球,再下面则是一个罗盘,而铅缍或铁球就在那个罗盘上慢慢地移动着。十九世纪的科学家都知道了地球在自转,但对普通人怎么证明?地球这么安静,这么悄无声息,它在动吗?还是太阳东升西落更容易让人接受。只有在傅科设计的这个实验面前,看到大铁球莫名其妙地转动,没有发条,没有人力,大家才会意识到地球的自转这个事实,地球在这个实验装置下,终于开口讲话了。
       我认为,理工科的教学,某种程度上也可以被看作让孩子们重走前人发现之路的过程,而实验同样也是孩子们认识世界、让大自然开口的重要手段。我深深体会到,再难的知识、再深奥的理论、再抽象的规律,只要有设计巧妙、说明问题的实验,就能迎刃而解如果有足够的时间和条件.我更*意把课本知识完全设计成一个个实验,让大自然替我开口讲课
       实验逼着我们去思考
       螺丝帽系上一段细线,吊起来来往复晃动就成了一个简单的摆,若这个摆有1秒的周期性它就叫做秒摆……每每做这个筒单实验时,我都会想象着自己穿越到了四百多年前的意大利,在某一个礼拜之日走进了比萨的大敦堂,与伽利略一起仰头观察教堂屋顶上的吊灯来回摆动。那摆动的幅度越来越小,而摆动一次所花的时间却几乎相等,这不符合常理,伽利略瞪大双眼不相信自己的发现。他用自己的脉搏初步验证了判断,回家又做了大量的实验,结果每一次摆动的时间都相同!由此,伽利略发现了摆的特性。
       科学精神起于心中对万事万物的好奇心,而尊重事实,努力思考事实背后的真相,并且不达目标誓不罢休,这就是科学精神的本质。在实验课上,我可以在每个孩子的脸上都发现这种科学精神的痕迹,他们看到令人惊讶的结果时,都像伽利略一样,瞪大双眼,一百个不相信!只是我们都太匆忙了,实验做完.下一科的课堂教学马上就要开始了,他们几乎没有时间展开自己的思索就得离开了,从书中找到一个解释,消除刚才那一刻的迷惑,就是最简便的方法。当然,我觉得这已经很不错了,至少他们会有一点点思考的动机,他们理解和记忆就比完全的看书更有效果:
       实验需要我们更加专注,专注让我们的人生改变
       你可能不相信,在十六、十七世纪的欧洲,有一段时间做实验还是达官贵族进行沙龙交流活动的内容呢当时的英国皇家学会为了扩大自已的影响力,经常在一些沙龙上做的两个公开实验,一个是虎克的显隞镜,另一个是波义耳的空气泵。用显微镜去观察蚂蚁的足部,就会相信仪器是人类感官的延伸,可以帮助我们做到眼睛、耳朵、鼻子做不到的事,甚至纠正人类感官的谬误。波义耳的空气泵可以说服大家,相信通过仪器看到的比眼睛看到的还要真实。在那个科学正在崛起的岁月里,实验是很多贵族的“玩物”。物理史也告诉我们,欧洲最早的那批现代意义上的科学家,几乎都是有钱、有闲、有空的贵族或富人,他们可以把科学当成自已的业余爱好,甚至在自己家里辟出“实验室”,从一起床就乐此不疲地开“玩”。一颗好奇之心。我相信,只要有足够的时间和足够精彩的实验项目,我也一定能够把这份我敬重的大师费曼虽然是当代人,他也是这样一个人,他在酒吧中也能“玩”他的物理。我从中意识到,一个最高境界的研究者要像贵族一样有从容而不功利的心,只有这样,他才能以一种最客观的目光去看待世界,才能把自我放在最不重要的位置上。
       这些年,热爱实验的我,也感受到了实验带给我个性品质上的变化,我有了一种以往自己都不能想象的平静和安详,我能深深地理解叔本华的那句话:“一个人就其自身而言是什么,在他处于孤独和隔绝时自身遵守什么,没有&能够由于他而丧失或剥夺什么,对他来说这比他拥有的一切或在别人眼中他可能是什么显然更为紧要。”这些年,我更不在乎别人的看法,多少有了一点孤芳自赏,却也明显地少了很多年轻的无知气盛,这两种看似逆向的变化正是实验带给我的,就是因为实验是一件需要高度专注的事情,当你热爱它,你就会被它所塑造。
      我也期待我的学生们能够拥有这样一份心性,我想让实验去影响他们,让他们也能沉静下来,有一种专注于身外有意义事物的习惯,最终能够成为自已精神世界上的主宰和贵族。有这样一颗内心的人,他们将来也更能够经得起外在的风雨。然而正像前面所述的那样,今天的孩子们绝大多数都太忙了,他们的目的性太强烈了,压力也很大,很难静下心来沉醉在做实验的快乐中。
       自然万物全都活在自己的幸福里,并自得其乐地活着。牡丹幸福着自己的妖娆,茉莉幸福着自己的淡雅,我幸福着自己的实验。为此,印度哲学大师奥修说:玫瑰就是玫瑰,莲花就是莲花.只要去看,不要比较。

(怍者单位系吉林省前郭县蒙古族中学)
 
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