王立玮丨曲治邦(之二):抛砖引玉和发散式思考(《师恩如山60年——青岛二中园丁追记》之三十三) - 世说文丛

王立玮丨曲治邦(之二):抛砖引玉和发散式思考(《师恩如山60年——青岛二中园丁追记》之三十三)

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终于心无旁骛地坐进了课堂。
似是对高一新生格外重视,教导主任张铎的开场白,是跟4个班分别讲的——
学好数理化,走遍天下都不怕。这话听着都耳熟吧?今后不再重复了……数学各科如此,理化也是如此,物理课尤其明显,要从“定性的讨论”进入“定量的讨论”,你们很快就能体会到,跟初中完全两码事了。初中物理不过介绍了一丁点儿常识,就是日常生活中的“物理”现象,连家庭妇女都明白。高中则全然不同,一开场的《运动学》部分就够你们喝一壶的,接下来是《动力学》……

当天就有物理课,由年轻的曲治邦老师承担我们高一.1的教学。
初二时他教过我们物理,那时虽属“暂聘”,但课讲得极棒,想来应转正了吧。
初中是“定性”的讨论,高中是“定量”的讨论——甫一开场,他就强调了这一根本不同,说既然是“定量”,表述就须数字化,用数字的“大”或“小”来建立概念。譬如速度,不能再用“快”“慢” 而要说是“大”“小”。“快”“慢”是语文上的形容词,而“大”“小”,才是物理学意义上的表达。
另外,还定义了标量与矢量;强调了初中时重量的概念,须改用更准确的“质量”来指称;并由早已熟知的牛顿第一定律(惯性定律)尝试着过渡到第二定律(加速度定律F=ma),讲清了惯性与加速度的定量反比关系……
“记住,今后课堂上凡提到速度、质量、长短等等,一律得用大、小来表述。”曲老师笑容可掬,举起一根手指,仿佛在带领大家向上帝发誓:“出了校门,随意。”

以趣味导向引发思考,是曲老师一大长项——
初二时他讲过江河湖海、农家水缸的结冰,无一不是从水面开始;而水在4℃时比重最大,应是从底部结冰才对呀,显然这违反了热胀冷缩的物理学常规。对这一奇异现象,他虽没给出过多解释,却以此为由头,启发了更多、更深层次的发散式思考。

第二堂课,曲老师又开始抛砖引玉。他提供了三个现象,让大家思考——
1.行驶的火车小桌上,直立一满瓶水,如何才能叫它不晃、更稳当些?
有人笑了,他外号“小桌”;笑归笑,还是立即都转入了思考。
“喝它一大口就是!重心低了,自然就稳当些。”
“不行,质量小,稳定性更差。”
“瓶中有了空间,若在火车行驶中发生共振,更容易倾翻……”
轮到治邦老师笑了:“大餐前的开胃小菜而已。今天不给答案,你们敞开了想,想仔细些。”
2.镜中的映像,为什么会与本体发生左右错位?
曲老师抿了抿头发:“女同学在家照不照镜子?当你举起右手,镜中的你举起的却是左手,想过原因吗?至少都会注意到这一奇异现象吧……好了,不难为大家了,原理是举右手时,光线投射到镜面上,再反射回来,左右就错位了。而上下,却不会发生颠倒。先简单涉及一下,等将来讲到光学部分,咱们到实验室边演示边讨论。”
3. 周末了,看电影还是学习?咱掷一枚硬币看天意吧:倒下了,不管反正面,就去看电影;倘是直立不倒呢,咱就老老实实静下心学习。
正、反面倒下和直立不倒,当是几率各占1/3。请问,要想公平些,硬币的厚度与半径应满足什么样的数值关系?
鸦雀无声。曲老师略作提示:半径应是厚度的√3还是√5倍?对不对?课后思考。
他清楚:庄惠堂老师的代数课,已讲了开平方和根号下的运算。
开胃小菜一道比一道耐咂摸,越发地吊起了同学们的胃口和“征服欲”。

接下来的几堂课,曲老师又由牛顿的第一、第二定律过渡到了第三定律,并延伸到了万有引力定律——至此,便构成了牛顿力学亦即经典物理学的核心内容。
惯性、加速度、力的作用与反作用,三者关系大体讲清了,高中物理的运动学、动力学的基本框架,也就搭建起来了。
由讲解比萨斜塔的实验,到课堂上“毛钱管”的演示,讲清了“自由落体”;再到演示“麦克斯韦滚摆”,让大家明瞭动能与势能相互转化过程中,机械能总量保持不变。
三大定律的应用场景,也给举出了现实中的例子——
急刹车时人体的前倾;车辆设计,需计算引擎提供的力,以实现特定加速度;火箭向下喷射燃气,燃气向上反推火箭,可见力的相互作用。

对于其他的定理、公式,现实中也往往须变通应用:例如依据杠杆原理“力×力臂=重×重臂”,在一个支点的理论条件下成立;但工地上塔吊立柱支撑着横向长臂,可不是一个支点而是两个呵——如此,在平衡体质量恒定前提下,要确保塔吊在吊起重物时不致倾倒,起吊的承重区间亦即安全值,应限定在怎样的一个范围?
倘是平衡体跟塔楼的间距允许变化、可自行调节呢?又可产生不同的数据范畴。
那时高中物理基本照搬了苏联10年制教材,出过不少结合实地操作的作业题,当是其工业化获得成功的一条经验。
“这,就需要较缜密的思维,且须极简捷地展示出来。”曲老师语重心长:“要保证思维的层次清清爽爽、纤毫不乱,数理逻辑、形式逻辑的训练不可或缺呵!”
我记得,于建国、孙辉先等同学,解答此类题时各有独到之处。
高一物理教材中“运动学”“动力学”部分难题不少,但越有难度越激发了人嗷嗷叫的劲头,正所谓明知山有虎偏向虎山行——于、孙二人之外,曲君须、钟广先
后来,几个男生又成立了一个物理兴趣小组。咱自忖不够格,知难而退了。

曲老师欣赏、推崇天马行空般的发散式思考,他举了牛顿的例子——
“牛顿的心灵世界大矣哉!他把伽利略对地面物体运动的研究,同开普勒对天体运动的研究统合了起来。一次冥想中,他注意到了苹果从树上掉下来,跟行星绕太阳的圆周运动,似乎受到了同一种神秘力量的牵引。通过大量实验观测和数学演算,使关于万有引力的研究,终于由雏形一步步走向了成熟……”
得感谢这位老学长,是他的旁征博引、科海钩沉,拨旺了对物理学科的“欲火”。

有点儿遗憾,我们高一.1的物理老师没能较快固定下来:曲老师之外,刘童骥、孙经典和吴启序老师穿插着都给上过课。
刘老师喉音重,哞哞的,联想到老牛的敬业之外,还得学会牛的反刍:你仔细听,他阐述得相当深入,但“浅出”似不够,反应慢的正一头雾水,内容已层层递进到了下一环节。有跟自个较真的,下课便拽住了刘老师……刘老师很高兴,立马就抬高了声调:“没听懂就问,不丢人。”
其“老牛敬业”还有一独特的变种:鞭打快牛。对尖子生,出难题、喂精料。

资深的吴老师仅代过几节课,其教法颇值推广:深入浅出、生动有趣,口才极好。
对个别好打马虎眼的,他绝不惯着:每讲完一知识点,但凡有点难度总要一停,问句都听明白了?眼光如电绕着圈儿扫射。见没人提问——“那,咱就往下进行?”
天作之合呵!吴的“不容一个掉队”,跟刘的“跑慢了咱就不等了”配合默契,几近天衣无缝!有同学发现他俩经常背地里嘀嘀咕咕,突然间就爆发大笑,才恍悟:八成是已提前设计妥了,要给那些意马心猿的摆上一道——半大小子好偷懒,心智毕竟欠成熟,得连哄带吓、祭起“胡萝卜加大棒”的法宝才管用。
教的是物理,洞察的是心理哟。

往后就是孙经典老师了。人挺幽默,笑称他讲的乃名副其实的“经典物理学”。
出生时爹妈给起的名字,大学毕业,果真教了中学入门的基础物理,应验了。
运动学、动力学 ,乃物理学科最本源的两根桩子,经上述曲、刘、孙、吴4师的夯实再夯实,把根基砸得格外牢棒——得整体地感谢物理教研室,虽恩师多有变换,但万变不离其宗,都坚持了对“牛顿力学”诸定律的纲举目张;一套组合拳下来,授之以鱼更授之以渔,纵是地老天荒,又岂容、岂敢相忘于江湖? 

经老师们启发、倡议,班上很快组建了物理兴趣小组,于建国、曲君绪、赵中伟、柳鸿鳌、张恕农等都在其中;单蹦的也有,如孙辉先、钟广先、蔡郁吾等;另外还有自主结合的小圈子,不详。本人自感成绩平平,信心不足,就玩了个“十三不靠”。
(待续)


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