| 愛(ài)實(shí)驗的發(fā)明高手 | |
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幾張小紙片，幾根細鐵絲，幾枚回形針，這些不起眼的東西到了蔡文學(xué)手里，就能變成展示物理現象、揭示物理規律的實(shí)驗器具，產(chǎn)生出奇制勝的實(shí)驗效果。正是有了蔡文學(xué)這位“巧做實(shí)驗”的高手，上海市嘉定二中的物理實(shí)驗教學(xué)搞得有聲有色，不僅教材上規定的實(shí)驗能改進(jìn)到更好的效果，即便是教材上沒(méi)有的實(shí)驗，教師們也能方便地加以演示。這與當前中學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)面臨的現有實(shí)驗裝備難以取得滿(mǎn)意的實(shí)驗效果，以及教師樂(lè )于以虛擬實(shí)驗代替動(dòng)手實(shí)驗的現狀大相徑庭。在蔡文學(xué)二十多年的教學(xué)生涯中，他始終堅信“物理是一門(mén)實(shí)驗的科學(xué)”，要用豐富的實(shí)驗把學(xué)生領(lǐng)進(jìn)物理這個(gè)神秘世界。 興趣與工作的完美結合 模擬彩虹實(shí)驗、水果電池實(shí)驗、光的干涉與衍射實(shí)驗、能量穿梭機……這些從字面就能讓人產(chǎn)生好奇的實(shí)驗裝置都是蔡文學(xué)利用課余時(shí)間完成的小發(fā)明。一說(shuō)到這些小發(fā)明，蔡文學(xué)就會(huì )興奮。我們剛一見(jiàn)面就先被邀請去參觀(guān)他的這些“寶貝”。在靠墻而立的一面5米多長(cháng)2米多高的展示柜里，滿(mǎn)滿(mǎn)地擺放著(zhù)蔡文學(xué)平時(shí)因上課需要而隨手制作的各類(lèi)小實(shí)驗。他拿出一個(gè)用硬紙條粘成的“山”字形教具，指著(zhù)上面三根豎立的長(cháng)短不一的紙條，向我們演示它的用途：“我想叫哪根紙條擺動(dòng)哪根紙條就會(huì )擺動(dòng)。”果然，隨著(zhù)他手擺動(dòng)的幅度不同，隨之擺動(dòng)的紙條也不同。“這說(shuō)明的其實(shí)就是共振的頻率問(wèn)題。”說(shuō)著(zhù)，他又拿起一個(gè)“迷你”教具：一根細鐵絲繞成一個(gè)高約5厘米的底座，在繞圈中倒插入一根火柴。“這是一個(gè)小火箭的模型。點(diǎn)燃火柴，它就能向上飛去。學(xué)生很喜歡這個(gè)實(shí)驗，而且他們還對實(shí)驗進(jìn)行了改造。我原先只用一根火柴，他們想到用三根火柴。經(jīng)他們這樣一改造，小火煎飛得更高了。”這些小制作雖然毫不起眼，但是從蔡文學(xué)的現場(chǎng)演示中，我們不難想象它們在課堂上的效果。 最近蔡文學(xué)接了個(gè)特別的任務(wù)——制作200個(gè)掛壁實(shí)驗。所謂掛壁實(shí)驗，就是把小實(shí)驗設計成掛在走廊墻壁上的裝置，讓學(xué)生方便地在玩玩試試中觀(guān)察物理現象，思考物理規律。掛壁實(shí)驗是蔡文學(xué)首創(chuàng )的，嘉定區教育局得知后，覺(jué)得這一實(shí)驗形式很有價(jià)值，希望能夠將其輻射到更多的學(xué)校，向蔡文學(xué)提出制作出200個(gè)掛壁實(shí)驗的要求。“現在已經(jīng)做好了28個(gè)，準備今年做到100個(gè)，明年再做100個(gè)。等完成之后，這些掛壁實(shí)驗要拿到各個(gè)學(xué)校巡展，打算每周展出5個(gè)，一個(gè)學(xué)期差不多20周，兩個(gè)學(xué)期40周，剛好展出200個(gè)。”雖然一大部分掛壁實(shí)驗尚未出爐，蔡文學(xué)說(shuō)起來(lái)卻是絲毫不含糊。 當記者問(wèn)他：“要做這么多的創(chuàng )造發(fā)明，會(huì )不會(huì )也有覺(jué)得痛苦的時(shí)候？”蔡文學(xué)笑著(zhù)反問(wèn)道：“怎么可能會(huì )痛苦？這就是我的興趣。我小的時(shí)候就喜歡自己動(dòng)手做各種各樣的小東西。”正是因為一直保持著(zhù)對小制作的興趣，在蔡文學(xué)成為物理教師后，他總是想方設法自己動(dòng)手巧妙地設計一些小實(shí)驗，通過(guò)妙趣橫生的實(shí)驗教學(xué)，幫助學(xué)生更好地理解物理知識，掌握物理規律。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的積累，他將自己設計的各種小實(shí)驗匯編成冊，并由上?？萍汲霭嫔绯霭?，書(shū)名就叫《巧做實(shí)驗》。 發(fā)明創(chuàng )造緊貼物理教學(xué)需要 在物理教具制作領(lǐng)域，蔡文學(xué)小有名氣。在各類(lèi)相關(guān)的創(chuàng )新作品展評活動(dòng)中，蔡文學(xué)和他指導的學(xué)生不僅是?？?，而且也是獲獎大戶(hù)，他們的創(chuàng )造發(fā)明共獲得過(guò)47項發(fā)明專(zhuān)利、45項實(shí)用新型專(zhuān)利以及8項外觀(guān)設計專(zhuān)利。盡管如此，蔡文學(xué)并沒(méi)有過(guò)多介紹哪個(gè)作品獲了什么獎，他只是向我們描述說(shuō)：“我們把這個(gè)拿去參賽，人家看了都說(shuō)很好。” 蔡文學(xué)一直有一個(gè)觀(guān)點(diǎn)：“創(chuàng )造發(fā)明的目的是轉化成產(chǎn)品，而不是為了得獎。”事實(shí)上，我們在參觀(guān)中所看到的實(shí)驗儀器，有不少已經(jīng)是教學(xué)儀器生產(chǎn)廠(chǎng)家根據蔡文學(xué)原創(chuàng )的制作生產(chǎn)出來(lái)的成品，其中有一部分已經(jīng)進(jìn)入市教學(xué)裝備部的教學(xué)儀器裝備目錄單，今后將配備到每所中學(xué)。對此，蔡文學(xué)很是自豪，“中國目前的專(zhuān)利轉化率僅為5%，而我們嘉定二中的專(zhuān)利轉化率已經(jīng)達到50%”。 為什么會(huì )有這么高的專(zhuān)利轉化率？蔡文學(xué)告訴記者，這是因為他有一個(gè)得天獨厚的優(yōu)勢。生于1960年的蔡文學(xué)，念中學(xué)時(shí)，正逢“學(xué)工學(xué)農學(xué)軍”的大潮，蔡文學(xué)到工廠(chǎng)學(xué)工3年。這段特殊的經(jīng)歷讓他對工廠(chǎng)的制作流程非常熟悉，知道怎樣的設計才能適合工廠(chǎng)的生產(chǎn)，自己平時(shí)在設計小制作的時(shí)候就會(huì )比較注意，盡量避免做出一些工廠(chǎng)無(wú)法生產(chǎn)的實(shí)驗裝置。 而更重要的一點(diǎn)在于，蔡文學(xué)對自己的創(chuàng )造發(fā)明有著(zhù)非常明確的定位，那就是始終圍繞物理教材，緊扣物理教學(xué)的需要來(lái)進(jìn)行設計。“跟中學(xué)物理有關(guān)的實(shí)驗還有很大的空間可挖，目前各個(gè)學(xué)校已經(jīng)配備的實(shí)驗裝置其實(shí)只是很小的一部分，他們對簡(jiǎn)單易用的實(shí)驗器材有著(zhù)潛在的需求。”蔡文學(xué)還留了一個(gè)心眼，只要有教具類(lèi)的展會(huì )，他都會(huì )去瞧瞧，悉數記下又出來(lái)了哪些新的教具，回來(lái)之后他就會(huì )避免再去設計類(lèi)似的教具，因為“創(chuàng )造就是要做出人家沒(méi)有的東西來(lái)”。 學(xué)校給了我寬松的環(huán)境 蔡文學(xué)2000年從哈爾濱來(lái)到嘉定的一所中學(xué)任教。在一次活動(dòng)中，作為評委的時(shí)任嘉定二中校長(cháng)吳晶，看到蔡文學(xué)的《巧做實(shí)驗》一書(shū)，便對他產(chǎn)生了濃厚的興趣。通過(guò)多方努力，最終在2005年將其引進(jìn)到嘉定二中。其實(shí)，吳晶對蔡文學(xué)“一見(jiàn)鐘情”，根本原因在于吳晶的教育理念中非常重要的一條是“勿離手”物理小實(shí)驗理念，并已在嘉定二中形成濃厚的物理學(xué)習和探究的氛圍，蔡文學(xué)的加入，無(wú)疑能進(jìn)一步強化這一特色。 現任嘉定二中副校長(cháng)的周禮邦也是物理小制作的主力成員之一。我們到物理實(shí)驗室時(shí)，周禮邦正在往一個(gè)平時(shí)常見(jiàn)的10ml口服藥液空瓶上纏膠帶。等我們參觀(guān)完物理展示廳出來(lái)，他已經(jīng)做好了兩個(gè)實(shí)驗器具——一大一小兩個(gè)裝滿(mǎn)水的飲料瓶中，各有5個(gè)10ml空藥瓶高低不一地倒浮在水面。周禮邦邊說(shuō)邊演示：“這就是一個(gè)握力器。你看，每一個(gè)小藥瓶上標著(zhù)不同的重量。用力一握，2千克的沉下去了，再用點(diǎn)力，4千克的沉下去了。其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)壓強的變化。這個(gè)大瓶給男生握，女生就握這個(gè)小瓶。”事實(shí)上，嘉定二中物理小制作的各類(lèi)獲獎作品中，不少就出自周禮邦或是他指導的學(xué)生之手。 現任嘉定二中校長(cháng)周鳳林也是物理專(zhuān)業(yè)出身，他對物理小制作的觀(guān)點(diǎn)非常鮮明：“動(dòng)手是動(dòng)腦動(dòng)口的最高表現形式。”他充分理解物理小制作的“大”價(jià)值，所以盡可能地為蔡文學(xué)創(chuàng )造條件。一方面，他把物理小制作作為學(xué)校物理展示廳的有機組成部分進(jìn)行布置和展示，另一方面，他從時(shí)間、地點(diǎn)、資金上給予大力支持，創(chuàng )造寬松的氛圍。目前，蔡文學(xué)只擔任“物理小制作”拓展課的教學(xué)，其他時(shí)間全都用來(lái)進(jìn)行小制作、小實(shí)驗的創(chuàng )造發(fā)明。每當有新的創(chuàng )造發(fā)明需要申請專(zhuān)利時(shí)，學(xué)校會(huì )承擔所有費用。對此，蔡文學(xué)非常感慨：“上海比我聰明的人多得多，但是我相信，能有我這么好的條件來(lái)進(jìn)行創(chuàng )造發(fā)明的應該不會(huì )多。我倒希望能多一點(diǎn)。” | |
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