“大家都喜欢波波老师,他真的给了我们很大的帮助!”8月26日,谈及杨正波老师,已经毕业一年的学生谢鑫仍旧喊着他学生时代对杨正波老师的昵称,对杨老师的感激之情溢于言表。
杨正波是湖北文理学院物理与电子工程学院副院长,从教26年,他自制教具,在课堂中用实验将物理理论生动呈现;他当主讲人,利用休息时间为学生开公益考研服务辅导班,助力学生实现深造目标;他开设科普公选课,创立科普志愿服务团队,团队17年如一日地将身边的科学知识带向襄阳各地,让更多学生“玩转”物理,“爱上”科学。
杨正波在襄阳市科技馆展演“激光射气球”实验
喜欢DIY的科技达人,让物理课堂绽放异彩
“一提起物理,估计很多同学都会有些畏难情绪。”杨正波说,他承担的《热学》课程是物理学师范专业的学科基础课,“只有自己先把课上好,才能教学生怎么在未来上好物理课。”为此,他倾注了大量心思,把物理课上得既生动又有趣。
在湖北文理学院物理与电子工程学院的一间办公室里,摆放着大大小小、各种各样的瓶瓶罐罐,杨正波打趣地说这是他的“垃圾收购场”,其实这是他制作实验仪器的原料仓库,也是他把晦涩难懂的物理课上活的“秘密武器”。
杨正波解释,很多科普实验仪器存在体积庞大、价格昂贵、无法DIY等不足,于是基于科学原理,他利用生活中的瓶瓶罐罐自主开发、创新设计,制作了水火箭、覆杯实验仪、空气炮、伯努利机关枪等32套科普实验仪。
虽然都是些简陋的手工仪器,其实里面蕴含了很多科学原理和创新。比如,用PVC水管和电子打火机的压电陶瓷点火装置制作而成的“酒精炮”,就可以用来模拟、演示枪炮的发射过程,展示物理学的反冲原理。
DIY教具原料
但是要想成功发射,其实并不是想象的那么简单。2020年12月,杨正波带着仪器参加湖北省物理学会年会做报告时,现场演示了这个实验,结果发射多次都没有成功,回来后,他又进行了酒精浓度测试、压电陶瓷电压强度测试、环境温度测试等系列实验,最后发现问题出在放电尖端的距离,本来以为距离越小,火花越强,结果却是距离适中,电火花强度才最大。
“学院买设备的外包装木材、二手淘来的材料,收集的瓶子,都能作为实验教具的制作材料,我们曾经花了一个暑假去制作一个比较复杂的光学器具,我们在实验室待了多久,杨老师就陪了我们多久。”2017级物理学专业学生周文渊说。
“实践证明,科学只有动手做了、实践了,才能知道对不对,不能靠凭空想象。”杨正波笑着说,自己制作实验教具,虽然有很多瑕疵,但就是因为这些瑕疵,让学生们在不断的修改、调整中,运用科学知识去解决问题。这些自制教具也在杨正波的课堂上频频出现,他会在课堂上进行实验,带给学生们直观的视觉体验,用实践让学生们更加透彻地理解物理理论。
杨正波在襄阳市科技馆展演“覆杯实验”
“我记得,一次课上我们做‘覆杯’实验,通过将一个加满水的玻璃杯口覆盖纸片后倒置,展示大气压强能够托住纸片和水,使它们不会掉落或流出。”周文渊回忆,为了增加实验的挑战性和趣味性,杨老师让大家找一位参与者站在杯子下面。“没想到展示的时候,杯子里的水倒出来了,浇了那个男同学一头,他和杨老师不约而同地大笑,全班同学都开始大笑。后来,杨老师仔细为大家分析了实验失败的原因,那节课大家都收获颇丰,我觉得这才是教育的意义。”
和杨正波共事了20多年的同事陈培杰介绍,杨正波老师的课在学校一直广受师生好评,“无论是针对工科学生的专业课程,还是面向全校各专业学生开设的《生活中的物理》通识课程,他都能凭借其深厚的专业素养与满腔的教学热情,将每一堂课演绎得精彩纷呈。”
学院数理化老教师的课,他都抽空听了个遍
在好评如潮的课堂背后,是杨正波数十年来的努力与汗水。初上讲台时,怕自己讲不好课,他曾一张一张手写教案,巩固自己的专业知识,再在授课中一次次修改完善。教学经验不够,学院老教师上数理化的课他都听了个遍,并详细记录下前辈们在课前、课中、课后的教学方法,作为自己的教学指导参考。
进入多媒体时代,他的电子教案每年仍旧改了又改,只为给学生呈现更好的课堂。每次课前他都要努力“更新”自己的知识,对每一个知识点,他都会研读很多版本的教材,做到概念表述准确、规律推演简练,及时融入社会热点和科技前沿,开展润物无声的课程思政。
杨正波在襄阳市科技馆展演“气悬浮气球环”实验
“杨老师就像一个魔术师,总能将复杂的问题简单地展现出来,将枯燥的理论和生活实际联系起来,用有趣的演示实验展示抽象的物理规律,充分调动了我们的学习兴趣。我记得我毕业的时候还有学妹来跟我说波波老师的课讲得特别好。”物理与电子工程学院2019级学生谢鑫说。
为了促进学生专业发展,除了课堂教学,杨正波在课后一直坚持举行“周四晚实验兴趣小组交流会”活动,学生们在周四晚探讨学习上的收获与疑问,他一一解答,提供帮助。“我们那会儿一个班40来号人,实验兴趣小组就有20多人,数量非常可观,大家都是自愿参与的,也得到了很多提升。”周文渊说。
无论严寒酷暑,杨老师都亲力亲为地指导学生参加学科竞赛,修改论文,完善项目申报书,讨论、指导、完善竞赛作品。近几年,杨老师指导的学生参加各类学科竞赛,共荣获国家级一等奖3项、二等奖8项、三等奖13项,省级奖项9项,校级奖项32项;授权专利2项,发表论文10篇。
利用休息时间,办起公益考研辅导班
从教二十余载,担任物理系主任的同时,杨正波还接连担任了16年班主任,始终保持一线工作状态。班会上、学生寝室里,常常有他的身影;课后,他还常常在实验室里指导学生。学校学院组织走访、检查学生寝室工作,他从不缺席。
杨正波在襄阳市科技周启动仪式指导团队准备实验
学院每学期的师生开放交流活动,聚集学生最多的是他的办公桌,如果有人恰好路过,总能听到他与学生亲切温和的交谈,不时还有学生笑出声。“我是1998年的,我的00后学弟学妹都管杨老师叫‘杨爸爸’,他对学生真的很照顾,也很贴心。”周文渊笑着说。
利用休息时间举办考研服务辅导班,作为主讲人,杨正波总是倾囊相授,“这个班是公益性质的,不收取任何报酬,这个其实也是给考研的同学能补补课,我希望我的学生能奔向更好的未来。”杨正波说。
任教以来,杨正波的手机随时处于开机状态,QQ常年接收学生发来的大量讯息,他总能及时给出反馈,帮助学生解决学业以及生活上的问题。2019级物理教育专业的学生谢鑫在准备考研的阶段中,总是私信杨正波,询问专业上的问题,杨正波总会不厌其烦地为她解答并给出建议。
“我那个时候做不出来题,我就发给波波老师,即使是晚上十一二点,他也没过多久就回我了,还附带了两张工整漂亮的手写步骤,对比我乱七八糟的演算草稿纸,真的自愧不如。”谢鑫谈到考研时说:“我考研复试的时候都不抱希望了,波波老师一直鼓励我要有信心,最后,我成功上岸苏州大学物理学专业,多亏了他的帮助。”
除了手写解题步骤,杨正波还会给学生打电话讲题,经常伏案到深夜。“我们有时候加班,总能看到杨老师的身影。”同事陈培杰说。
在科普中讲好物理知识,带领青少年“玩”科学
“为什么高空坠猫不会死?为什么开水瓶能够保温?为什么矿泉水放在车内可能引发自燃……这些生活现象的背后,都蕴含着物理知识,而且许多物理知识都是我们初中、高中学过的。”杨正波表示,物理学作为自然科学的基础学科和当代工程技术的重要支柱,其基础知识、科学思想及科学方法已经渗透到社会生活的方方面面,应用于生产技术的各个部门。
杨正波在襄阳市保康县文康学校展演“气球火箭”
“如果不能让大众理解自然科学、数学以及科技,获取科学的思维习惯,那么科学技术对人类生活提高的潜力就没有办法实现。”杨正波认为,对于青少年来说,学习物理知识并与实际生活相结合,不仅可以拓宽学生知识面、锻炼学生的动手实践能力,而且能够培养他们细致严谨的思维方式,增强他们的科学文化素质。
杨正波在襄阳市科技馆请游客体验“伯努利枪”实验
于是,从2008年开始,杨正波选取《生活中的物理》公选课程中适合青少年的内容,创建了《玩转气球》《爱努力与不努力》《梦幻泡泡秀》等系列科普课程,利用节假日、周末到襄阳市科技馆、中国流动科技馆、中小学、幼儿园、社区、留守儿童活动中心等开展科普活动。其中,《玩转气球》、《爱努力与不努力》课程参加由中国科协科普部主办、中国自然科学博物馆学会科技馆专委会和中国科技馆联合主承办的“同上一堂科学课”全国科技馆联合行动优秀科学课程评选活动,分别荣获全国一、二等奖。
科普仪器和科普活动的特点
同事陈培杰评价:“我非常佩服杨老师,他坚持科普工作十余年,那种‘忘我’的奉献精神值得我们的学习。”
目前正在中国科学院大学读博的周文渊,正是当年湖北文理学院“生活中的物理”科普协会首届协会会长,谈起做科普志愿者的那段日子,他如数家珍:“我们从一个‘民间小组织’变成如今校级官方社团,逐渐做大做强,离不开杨老师为我们打下的基础和提供的支持,即使毕业四年,我还是会和杨老师交流科普团的现状。”周文渊说,杨老师平均每周就会有一场科普活动,带着同学们去襄阳市区科技场馆以及周边的乡村学校,用有趣的物理小实验和讲解勾起孩子们对物理的兴趣,“那时候对我而言真的是一段受益匪浅的时光。也正是这段经历,让我扎实了基础,能够越走越远。”
襄阳市四十二中学小朋友体验发射纸火箭
作为一名高校教师,在繁重的教学科研工作之余,杨正波十多年如一日坚持从事科学普及与传播,辗转奔波在襄阳科普第一线。“我的想法很简单,就是希望广大青少年能‘玩转’物理,‘爱上’科学。当我看见科普活动中孩子们的眼神有光,就觉得一切都是值得的。”杨正波说。
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