王宽：“技术流”教师“玩转”物理课堂

朱怡颖

教育发生在当下，但始终面向未来。教师以何种观念看待、理解和应用技术，決定了技术融入教育教学所能实现的价值。走进北京市第五十中学高中物理教师王宽的课堂，你会被充满科技感的元素包围：时下热门的Switch游戏、价值不菲的数码设备、操作复杂的手机软件……九年的教学生涯，王宽始终怀抱着对物理的热忱，用游戏点缀课堂、将技术融入教学，朝着打造“最有意思”的创意课堂的理想不断迈进。

当游戏邂逅物理

课堂上，王宽正在讲解物理学中经典的“小船过河”问题。“想要小船以最短时间渡河，无论水流速度多少，船头要始终垂直于河岸行驶；想要小船以最短距离渡河，船就要以与河岸呈一个夹角的方向行驶，形成一个垂直指向河岸对面的轨迹。”正当学生因抽象的知识感到困惑时，王宽变戏法般地掏出了一台Switch游戏机，打开了《塞尔达传说：旷野之息》游戏，连接到黑板前的显示屏，当场“玩”了起来。学生们顿时来了精神，目不转睛地盯着老师操作——原来，王宽是借由游戏主人公林克过河的关卡，讲解“小船过河”的问题。作为一名游戏爱好者，王宽在玩游戏的过程中处处体现着物理教师的职业敏感度。“这款游戏的物理引擎设计得很真实，有许多精妙且符合逻辑的物理连锁，游戏中的结果很多都和真实的实验结论完美契合。”在《塞尔达传说：旷野之息》的“海拉鲁世界”遨游时，主人公林克无数次面对湍急的河流，这成了王宽的灵感来源。早在2018年，他便录制了一期“用塞尔达讲物理”的视频发布到了网上，引起众多网友互动，很多人惊诧于原来物理真的可以“边玩边学”。网友的好评，让王宽信心大增，也萌生了将这种教学方式真正引入课堂的想法。

线下课恢复以后，王宽就马不停蹄地开始了他的首次尝试：用模拟飞行游戏《X-Plane》讲解“分速度”的概念。“很多学生不理解为什么要把速度‘分解掉，实际上飞机的仪表盘上有一个竖直速度表，它就是一个分速度，通过它能够快速地判断飞机升降的快慢。”通过游戏模拟飞机飞行，可以让学生直观地看到竖直速度表的变化，从而更准确地理解“分速度”的意义。王宽始终记得他第一次在课堂上打开游戏界面进行演示时的场景：“‘分速度的概念比较难理解，一些学生听得云里雾里，甚至在‘开小差。而当我打开游戏的时候，学生惊讶之余，注意力也全被拉回到课堂上，每个人都全神贯注地看着屏幕，实现了良好的教学效果。”对于王宽来讲，游戏带来的不仅是酣畅淋漓的刺激体验，还有在过程中时不时冒出的“火花”。在玩竞速类游戏《GT赛车7》时，王宽灵光乍现，录制了一期操作赛车过弯的视频，在课上播放给学生。“想要让赛车过弯花费的时间最短，就涉及‘向心力的问题，通过不同路线的演示，让学生对这一知识点的印象更加深刻。”

除了平日能够接触到的事物，王宽还将视线投向了太空。在讲解“第一宇宙速度”的知识点时，由于大部分学生都没有亲眼观看过火箭发射，王宽便在课上利用《简单火箭》这款游戏对这一过程进行了模拟。“火箭的发射速度如果过低，哪怕升到太空中，也会坠落；只有达到了第一宇宙速度，才能确保将卫星运送到轨道上并围绕星球做圆周运动。”此外，数码设备上模拟真实太空的App也成了王宽为学生讲解天体运动、树立正确宇宙观的工具。通过这样的形式，学生们不仅掌握了相关的物理知识，同时也对航空航天产生了兴趣。“很多学生下课后拉着我问东问西，有些学生还立志投身航天领域，为我国的航天事业做贡献。”王宽言语间充满自豪。

于王宽而言，将游戏引入课堂的无心之举，收获了很多意外之喜。这一点在学生的成绩上体现得较为明显：“从‘小船过河这个模型来看，学生们解题正确率较之没有使用游戏教学的往届学生有了一定程度的提高，对这个知识点的理解更为透彻。”一些已经毕业的学生和王宽聊起课堂上的情景时，仍感到记忆犹新。王宽认为，这种“水过留痕”的方式于教学更有意义。“对于高三的学生来说，高效率的课堂十分关键。占用几分钟的时间用游戏进行演示，也许比干巴巴的讲授效果更好。”

“技术派”的花样教学

基于对物理的热爱，王宽报考了首都师范大学的物理专业；但真正让王宽燃起内心的火焰，决定从事物理教育的，是物理特级教师彭梦华的引领。“彭老师自制了各种各样有意思的教具，把枯燥的课本内容讲得活灵活现，学生既掌握了物理知识，又生发出对这个学科本身的兴趣。”在听过彭梦华的课之后，王宽便坚定了从事物理教学的想法。作为“技术流”的他，亦将高科技融入日常教学，打造了数字化的现代物理课堂。

磁场，是看不见摸不到的一种抽象物质。那么，如何让学生更加深入地理解磁场的概念呢？王宽想到了自己擅长的AR技术。利用3D软件，他制作了一些磁场模型并投射到教室中，学生可以从大屏幕直接观察到各种各样被具象化的磁场和发电机模型。“原来磁场真的存在，而且就在我们身边！”很多学生向王宽表达着他们的兴奋。慢慢地，在数码设备上搜寻可用于教学的软件，成了王宽的业余“消遣”。在讲解小车速度问题时，传统的方式是使用“打点计时器”穿过纸带来记录数据，王宽认为，这种实验方法有一定的局限性，于是在平板电脑上找到了一款可以录下任何运动过程并分析的软件。借助这个软件，王宽组织学生进行了一次小车碰撞实验，学生可以亲自操作设备来抓取小车在每一帧的位置，从而获取整个碰撞过程的所有数据，验证动量守恒定律。

高科技的教学形式，既克服了传统实验的不足之处，又激发了学生进一步探究的欲望，很多学生对物理的兴趣也在王宽的“科技&游戏课堂”中得到了萌生和发展。“Phyphox（手机物理实验）”就是被王宽“带火”的一个软件。曾经有学生在外出游学之际突发奇想，利用这个软件测量高铁的加速度，回来之后向王宽反馈数据。“很多下载了这个软件的学生会用它研究身边的事物，将物理从课堂延伸到生活中，学以致用，锻炼了发散性思维，这对我来说就是最好的反馈。”

想要拥有更加真实的课堂体验，往往需要更加高端的硬件。为此，王宽经常“斥巨资”添加一些设备：比如，在学习热学知识时，由于温度的小幅变化难以观测，王宽便购买了一台热成像仪，让学生能够直接从物质颜色的改变得出温度变化的结论；在讲授水波的干涉实验时，为了捕捉到肉眼难以观察的水波移动轨迹，王宽租了一台能够每秒拍摄1000帧的超慢速摄像机，从多角度将其拍摄成视频展示给学生。虽然这些高科技设备的成本较高，但王宽却乐此不疲：“能让学生感受物理的真实，体会物理的魅力，就是‘低投入高收益的事情。”

如今，在王宽的物理课堂上，面对随时出现在老师手中的手机、游戏机，学生们早已“波澜不惊”。讲台上，一名同学作为“模特”在“T台”上“走秀”，一旁，作为“观众”的王宽拿着手机猛拍——事实上，王宽在用App记录该学生走动的过程并生成视频，以此引导学生思考并直观地建立起“v-t图像”的概念。“当今时代飞速发展，将技术渗透进课堂是大势所趋，尤其对于新生代的孩子来说，对这样的教学形式的接受程度很高。”

从生活中来，到生活中去

在许多人心里，和教育相关的领域一旦涉及游戏，必然会“拉响警报”。那么，手机、游戏机，这些被部分家长视为“洪水猛兽”的数码产品出现在课堂上，是否会受到外界的质疑和阻碍？王宽给出了否定的答案：“作为一名物理老师，我会经常将自己生活中的例子用到课堂上，而游戏恰巧是我生活的一部分。无论是游戏还是数码设备，都只是课堂的辅助和补充，最终是为教学服务。”于王宽而言，经历了漫长的推导过程，最后用游戏对结论进行验证，是每堂课的一个小小的惊喜和升华，是他一直以来对高效课堂的探索和坚持。

在游戏的选择上，一些不适合放在正式课堂中的素材，会被王宽以简单易懂的科普视频形式搬运到网络上，让更多的人能够在轻松的氛围中学习物理知识。比如，在“动森世界”里建立坐标，讲解“路程”和“位移”的区别；用流体力学研究《植物大战僵尸》中豌豆射手的射速；在玩体感钓鱼游戏时加入牛顿定律……很多看过王宽科普视频的成年人回忆起了中学物理知识并发出感叹：原来觉得困难的知识点，竟然可以通过这样简单的方式学到！能获得一众网友喜爱、拥有数十万粉丝，这令王宽始料未及：“一开始就是想让大家随便看看‘图个乐，没想到受到了很多关注。之后我会加入一些更加有意思的内容，让越来越多的人爱上物理。”

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。在王宽看来，物理是一门需要真正动手去“做”的学科。一次，王宽在游乐场看到了一个游乐项目：从上部放入小球，小球经过钉板滚落到规定位置即为胜利。自认为熟稔掌握“高尔顿钉板”相关物理知识的王宽，信心满满地上前尝试，却惨遭“滑铁卢”，一次也没有成功。怀揣着“打破砂锅”的执念，王宽回去之后就用游戏引擎模拟了游乐场的钉板。经过多次尝试，王宽破解了个中缘由：“书中的钉板是一个无边界的理想状态，概率呈正态分布；而游乐园的钉板是有边界的，概率会变为指数正态分布。”这件事不仅让王宽的知识面得以拓展，也让他深刻体会到了物理的魅力：“书中的很多结论都建立在理想模型的基础之上，而物理更多地源于实际生活，需要在实践中不断积累学问和经验。”

物理与生活的关系远不止于此。在王宽眼中，物理有“简洁而实用”的美。“牛顿从纷繁的世界中总结出了三条定律，看似简单的表述，却囊括了宏观世界中所有运动的规律，令人震撼。”因此，学习物理，并非只是简单地为升学服务，更多的是用物理的眼光去感知世界、了解世界，这才是物理真正的精髓所在。“小到通过物理学原理识破一些简单的騙局，大到物理领域的发明创造对世界产生改变，物理就像一双无形的手，帮助和推动着每个人更好地生活。”在市级和区级的公开课上，王宽针对技术应用于课堂的教学方式进行过多次分享和交流，很多教师深受启发，借鉴这类方式的同时也提供了不少宝贵建议。“无论是游戏还是其他教具，无论是技术还是各种实验，每名教师都有自己独特的教学方式，但最终都应在让课堂变得更加有趣生动、让学生把知识消化得更好的目标上殊途同归。”

“对了！《超级马力欧》游戏中马力欧的弹跳力问题可以变成一道考题！”采访即将结束之际，王宽又迸发了源源不断的灵感，亢奋的语气中难掩激动。