李俊成 冷明珠

【摘 要】科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源作為一種教學(xué)資源引進(jìn)到物理課堂教學(xué)中，能夠很好地創(chuàng)新物理教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高課堂效率，落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求。以“楞次定律”教學(xué)為例，嘗試將科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源融入高中物理課堂教學(xué)，探討科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源的選取原則及融入要領(lǐng)。

【關(guān)鍵詞】高中物理；影視資源；物理教學(xué)；楞次定律

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009（2023）46-0069-04

【作者簡介】1.李俊成，南京市第九中學(xué)（南京，210018）教師，正高級(jí)教師，江蘇省教學(xué)名師，南京市優(yōu)秀教育工作者，南京市高中物理學(xué)科帶頭人；2.冷明珠，南京市第九中學(xué)（南京，210018）教師，一級(jí)教師。

一、問題提出

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）指出，要積極探索利用與開發(fā)來自電視與電影的物理資源，以拓寬學(xué)生的科技視野，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、研究問題的意識(shí)與能力；要充分挖掘科技影視片的教育功能，利用科技影視片拓寬學(xué)生的科技視野，了解科普常識(shí)與科技前沿問題，培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng)。［1］74-75可以看出，物理課堂教學(xué)應(yīng)注重利用各種資源，根據(jù)教學(xué)需要，積極選用適合學(xué)生學(xué)習(xí)的影視視頻可以加深學(xué)生對相關(guān)課程的認(rèn)識(shí)，增加其對物理的興趣和好奇，促進(jìn)知識(shí)的構(gòu)建，同時(shí)拓寬學(xué)生的視野，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

在教學(xué)中融入一些電影、電視節(jié)目等視頻資源，可以將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活、科技發(fā)展等緊密聯(lián)系起來，讓學(xué)生了解科技發(fā)展的重要成果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。相比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，影視資源的融入更能調(diào)動(dòng)學(xué)生感官，激發(fā)學(xué)生自主探究，讓學(xué)生在積極討論、思考探索中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的構(gòu)建，落實(shí)核心素養(yǎng)。下面，筆者以“楞次定律”教學(xué)為例，談?wù)勅绾螌⒖茖W(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源融入高中物理課堂教學(xué)。

二、融入科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源的“楞次定律”教學(xué)

楞次定律是人教版高中物理選擇性必修二的教學(xué)內(nèi)容，概念比較抽象，為了幫助學(xué)生理解感知，筆者選取CCTV《加油向未來》2018年第7期、第9期的視頻片段融入教學(xué)環(huán)節(jié)，豐富教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)高效課堂。

1.課堂引入環(huán)節(jié)

播放視頻：視頻中的裝置稱為“空氣炮”，它有一個(gè)長1.5m的透明亞克力管，一端接一個(gè)空氣壓縮機(jī)，能產(chǎn)生6個(gè)大氣壓，另一端接一個(gè)長66cm的空心鋁管，距離鋁管40cm處懸掛一個(gè)裝水的氣球。（如圖1所示）在空氣壓縮機(jī)處放一鐵塊，開啟高壓氣泵，瞬間看到“水花飛濺”，氣球前方的防護(hù)板已經(jīng)打出一個(gè)圓形的印子。

圖1 空氣炮示意圖

視頻中一瞬間水花飛濺的畫面和音頻的震撼效果，學(xué)生不由得“哇”一聲，并主動(dòng)討論起來。

師：同學(xué)們，為什么你們會(huì)看到“水花飛濺”呢？

生：鐵塊撞擊氣球，將氣球打爆了！

師：那么，如果將鐵塊換成磁鐵塊，還能看到以上現(xiàn)象嗎？

（學(xué)生討論猜想）

播放視頻：主持人拿出一塊磁性極強(qiáng)的釹磁鐵，替換鐵塊，其他參數(shù)不變。打開高壓氣泵，只見磁鐵塊只是擦碰到了氣球，隨即掉地。

師：為什么換成磁鐵，就沒有“水花飛濺”的現(xiàn)象了？

生1：力太小了。

生2：“飛出”鋁管的速度小。

師：為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況，磁鐵在哪個(gè)部分“變慢”了？

教師將視頻慢放，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察。

生：透明亞克力管那部分的速度還是很快的，好像經(jīng)過鋁管時(shí)候變慢了。

師：同學(xué)們觀察非常仔細(xì)，對比這兩個(gè)現(xiàn)象，為什么鐵塊和磁鐵穿過鋁管的速度不同呢？帶著這個(gè)問題，我們開啟這節(jié)課的學(xué)習(xí)。

上述視頻中的設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)室中不常見。因此，播放影視資源可以減少成本，并且水花飛濺的“大場面”更能觸動(dòng)學(xué)生感官。兩種不同現(xiàn)象的鮮明對比下，學(xué)生會(huì)主動(dòng)討論、積極思考。

2.新課講授環(huán)節(jié)

播放視頻：視頻中的裝置每條軌道高8.8m，每根軌道上半部分4m都是木頭材質(zhì)，下面分別是銅、鋁、不銹鋼材質(zhì)。軌道頂端各有一個(gè)質(zhì)量為22kg的小車，小車的外框材質(zhì)是鋁的，內(nèi)部裝有兩塊強(qiáng)力釹磁鐵，稍后會(huì)沿著軌道自由下落。為了使小車下落到底部的效果更顯著，底部各放了一個(gè)西瓜，可以從西瓜的“爆炸”程度比較這三種情況下小車的下落速度。

問題：當(dāng)小車從軌道頂端向下降落，哪條軌道上的小車最后達(dá)到終點(diǎn)？

A.木軌+銅軌

B.木軌+鋁軌

C.木軌+不銹鋼

學(xué)生猜想討論，教師現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)：選A的28人，約占70%；選B的3人，約占7.5%；選C的5人約占12.5%；其余同學(xué)尚不確定。

師：同學(xué)們多數(shù)選了A，那我們先聽聽選B和C的同學(xué)，你們的想法是什么？

生3：我其實(shí)并不確定，但我看剛才的視頻中用的就是鋁管，看到的現(xiàn)象很明顯，所以我覺得可能是B。

生4：“楞次定律”中，感應(yīng)電流是關(guān)鍵，我覺得不銹鋼材質(zhì)是混合金屬，電流應(yīng)該比前兩者小，所以選C。

師：每個(gè)選項(xiàng)背后都有同學(xué)們自己的思考，我暫且不作評價(jià)，聽聽選A同學(xué)的分享。

生5：我覺得剛才那位選C的同學(xué)說反了，正是因?yàn)橛懈袘?yīng)電流，才有“阻礙”，所以應(yīng)該選“電流”大的。

生6：是的，這三種材質(zhì)都能產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅的電阻最小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，“阻礙”最大，所以最后到終點(diǎn)。

師：同學(xué)們的回答非常精彩，那究竟是哪種情況呢？我們用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)！

教師繼續(xù)播放視頻。學(xué)生通過視頻可以看到，C軌道的小車下落最快，西瓜飛濺程度最大，A軌道的小車下落最慢，西瓜幾乎沒有受損。

師：那么背后的原理是什么呢？其實(shí)剛才已經(jīng)有同學(xué)說出來了，我們再聽聽中國科學(xué)院曹則賢教授的分析。

播放視頻：視頻中的曹教授，用通俗易懂的言語解釋如下。

有個(gè)荷蘭物理學(xué)家洛倫茲提出，一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力等于電荷、速度、磁場的叉乘，因此在導(dǎo)體中，這個(gè)電荷的運(yùn)動(dòng)會(huì)形成所謂的“渦流”，電流通過電阻就轉(zhuǎn)化為“熱”，就把動(dòng)能“消耗”掉了。所以當(dāng)運(yùn)動(dòng)的磁鐵經(jīng)過下方的三種導(dǎo)體時(shí)，哪塊導(dǎo)體中可運(yùn)動(dòng)的電荷多，能產(chǎn)生的電流多，就可迅速把能量消耗掉。三種材質(zhì)比較，銅里面的自由電荷密度高得多，能消耗的動(dòng)能比較大，所以選這一軌道，小車下落最慢。

通過再次觀看視頻，學(xué)生理解了上述問題。其實(shí)，在上述教學(xué)片段中選B的學(xué)生觀看“空氣炮”的導(dǎo)入視頻時(shí)，發(fā)現(xiàn)尾端連接的是“鋁管”，于是先入為主，覺得應(yīng)該選B。選C的學(xué)生固然在理解“楞次定律”時(shí)有偏差，但他能想到和感應(yīng)電流聯(lián)系起來，已是一大進(jìn)步。因此無論學(xué)生回答正確與否、理解程度如何，教師都應(yīng)該給予鼓勵(lì)和引導(dǎo)。另外，播放該視頻時(shí)，學(xué)生已初步學(xué)習(xí)了“楞次定律”，教師不必早早說出正確答案和原理，應(yīng)該讓學(xué)生思考討論，學(xué)以致用，自己先嘗試去解釋。視頻中曹教授通俗易懂的解釋幫助學(xué)生從微觀視角理解“電流”“熱”“能量消耗”，看完視頻教師再完善提煉，有助于學(xué)生突破“楞次定律”的理解難點(diǎn)。

三、教學(xué)反思

科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源作為教學(xué)資源的價(jià)值不言而喻，筆者通過調(diào)查、訪談，結(jié)合親身實(shí)踐，有以下幾點(diǎn)建議。

1.資源的選取應(yīng)權(quán)威科學(xué)

影視來源盡量擇取權(quán)威發(fā)布的電視臺(tái)、電影、網(wǎng)站，譬如CCTV-1《加油向未來》、CCTV財(cái)經(jīng)頻道《是真的嗎》、BTV科教頻道《科學(xué)實(shí)驗(yàn)室》等。電影素材應(yīng)選取質(zhì)量高、科學(xué)性強(qiáng)的，因?yàn)槟承╇娪盀榱藸I造更震撼的畫面，加了許多特效，其真實(shí)性和科學(xué)性有待考究。

2.視頻的處理應(yīng)緊扣知識(shí)點(diǎn)

由于課堂時(shí)間有限，教師應(yīng)對視頻適當(dāng)加工處理，精選其中能緊扣知識(shí)點(diǎn)、引發(fā)學(xué)生思考的素材。若大段選取，不僅浪費(fèi)課堂時(shí)間，還容易分散學(xué)生的注意力，弱化影視資源的知識(shí)性、科學(xué)原理性。

3.資源的運(yùn)用應(yīng)基于教學(xué)需要

在教學(xué)設(shè)計(jì)中使用科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源，務(wù)必明確教學(xué)目的，做到每個(gè)環(huán)節(jié)緊緊相扣。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生帶著學(xué)習(xí)任務(wù)觀看，思考其問題本質(zhì)，看完討論交流、及時(shí)反饋，避免學(xué)生看時(shí)歡樂、看完不知為何播放的情況。當(dāng)然，科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源節(jié)目并不能完全替代課堂中的真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)，而是需要教師選擇精彩的視頻片段與常規(guī)的教學(xué)手段進(jìn)行配合使用，以達(dá)到最好的教學(xué)效果。

信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，傳統(tǒng)課堂教學(xué)或許已不能滿足學(xué)生多方位發(fā)展需求，科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源作為教學(xué)資源融入物理教學(xué)，不僅能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)輕松愉悅的學(xué)習(xí)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣；也能讓學(xué)生更加深入地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)到更多物理知識(shí)和方法；還能豐富學(xué)生的課外活動(dòng)，有利于發(fā)展學(xué)生自主探索知識(shí)、學(xué)習(xí)知識(shí)和享受知識(shí)的能力，真正落實(shí)核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2017.

［2］于永建，侯新杰.電影《流浪地球》相關(guān)原始物理問題探討［J］.物理教學(xué)，2019，41（11）：77-80，76.

［3］王文祥，趙西耕.引影視資源之水 入物理教學(xué)之渠——談?dòng)耙曎Y源在“相對論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性”教學(xué)中的應(yīng)用［J］.物理教學(xué)，2021，43（7）：76-79.

［4］王梅，吳偉.利用電影素材設(shè)計(jì)中學(xué)物理課題研究——以“地心引力”為例［J］.物理教師，2015，36（11）：16-18.

［5］斯莉莎，吳偉.電視科學(xué)實(shí)驗(yàn)節(jié)目資源在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用探討——以“大氣壓強(qiáng)”為例［J］.物理教師，2018，39（9）：38-41.

本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“基于‘科學(xué)實(shí)驗(yàn)影視資源育人價(jià)值的物理教學(xué)創(chuàng)新研究”（D/2020/02/103）階段性研究成果。