如何把科幻影片中的物理元素融入大學(xué)物理教學(xué)

牛犇　宋明皓　楊爽

摘 要：將積極向上的科幻元素合理運(yùn)用，用于大學(xué)物理教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課前、課中、課后代入物理教學(xué)環(huán)節(jié)，提高大學(xué)物理課堂教學(xué)方法和效果的同時(shí)，更好的體現(xiàn)物理知識的科學(xué)性與實(shí)踐性，進(jìn)而提高學(xué)生的探索精神和科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；科幻影片；物理元素

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.199

1 引言

物理學(xué)是一切自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，是研究物體運(yùn)動的基本規(guī)律、能量及其相互作用的基礎(chǔ)學(xué)科，此外，物理學(xué)也與社會科學(xué)及哲學(xué)領(lǐng)域有著緊密的關(guān)聯(lián)。然而隨著科技的進(jìn)步，我國大學(xué)現(xiàn)行的傳統(tǒng)物理教學(xué)方法已無法適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和新時(shí)期的大學(xué)生群體。因此，如何讓學(xué)生真正意識到物理科學(xué)在各種應(yīng)用學(xué)科中的基石作用，如何在課堂上更加形象、生動的傳授物理知識，成為當(dāng)前物理學(xué)教學(xué)改革的熱點(diǎn)話題。

當(dāng)代大學(xué)生都是90后，具有更新的時(shí)代思想和時(shí)代印記，在信息工具異常發(fā)達(dá)的今天，對信息的接受與理解比以往任何一代學(xué)生都更迅速、更輕松。傳統(tǒng)物理教學(xué)中枯燥乏味的語言以及實(shí)驗(yàn)已經(jīng)無法滿足和吸引學(xué)生在求知過程中的興趣。物理教學(xué)更不是單純的通過一系列實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推導(dǎo)堆砌而成的課程，更應(yīng)體現(xiàn)出時(shí)代感和現(xiàn)階段文化底蘊(yùn)。物聯(lián)網(wǎng)的興起，各種傳媒的蓬勃發(fā)展，為現(xiàn)代教學(xué)提供了無盡的資源與方法。當(dāng)代大學(xué)生，對于新事物、新思想、新文化有自己的理解，對自己的大學(xué)學(xué)習(xí)生活有自己的認(rèn)知，如何有效利用一切可以利用的新資源、新手段，使各種文化元素為現(xiàn)代大學(xué)物理教學(xué)所用，如何使課堂教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)生活融會貫通，提高大學(xué)生對物理學(xué)的興趣，讓學(xué)生在課堂上“抬起頭”、“收起手機(jī)”、“不瞌睡”，解決目前困擾大學(xué)課堂教學(xué)巨大難題，都具有很好的探索與實(shí)踐價(jià)值。對于大學(xué)生來說，最新的前沿文化元素對，會使學(xué)生更加深刻的理解和把握物理學(xué)對人類發(fā)展的重要作用。而優(yōu)秀、健康、科學(xué)性很強(qiáng)的影視劇作品，特別受到當(dāng)代大學(xué)生的歡迎與喜愛，如果把這些作品中的優(yōu)秀內(nèi)容引入當(dāng)代大學(xué)物理教學(xué)，必然會起到事半功倍的效果。

2 對科幻影視劇中物理知識的遴選與評判

物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中最好的方法和手段。但由于物理學(xué)科的廣泛性，大量物理學(xué)知識無法在教學(xué)實(shí)踐中得以展示，有些雖然可以通過幻燈片等手段得以展示，但卻不能十分形象的說明物理規(guī)律的本質(zhì)。而當(dāng)代影視作品，尤其是科幻類的優(yōu)秀制作效果，足以在視覺上對學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊效果，讓學(xué)生在對所學(xué)物理知識先入為主，很大程度上提高對物理學(xué)的興趣。因此，利用和把握好當(dāng)代優(yōu)秀科幻影視作品，對大學(xué)物理課堂教學(xué)和學(xué)生課前預(yù)習(xí)都有重要的價(jià)值。合理提取科幻電影中目前人類現(xiàn)實(shí)已經(jīng)掌握的科學(xué)知識的相關(guān)情節(jié)和橋段，無疑會對物理教學(xué)起到畫龍點(diǎn)睛的效果。而如何正確合理的選取科幻影視劇及其相關(guān)內(nèi)容在教學(xué)中使用，則是使其引入課堂教學(xué)的前提和基礎(chǔ)。

（1）歸門別類，分清科幻與玄幻、魔幻的不同。眾所周知，科幻影片就是基于現(xiàn)有科學(xué)原理和科學(xué)成就為背景加以創(chuàng)造性假象情景，對未來世界或遙遠(yuǎn)的過去的情景作幻想式的描述的影片。盡管其中有很多虛擬的成分，但主題思想還是立足于人類目前已經(jīng)掌握的科學(xué)知識基礎(chǔ)上的。比如國著名小說家凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》，小說中很多先進(jìn)的技術(shù)手段在當(dāng)時(shí)并未出現(xiàn)，但在之后的人類科學(xué)發(fā)展中卻相繼的被發(fā)明出來。

科幻影視劇雖然在內(nèi)容背景上有大量的虛構(gòu)成分，但其虛構(gòu)的基礎(chǔ)依舊是人類現(xiàn)今已經(jīng)掌握的科學(xué)技術(shù)?？苹门c玄幻、魔幻、靈異片的區(qū)別就在于其被幻想出來的因素必定有一個(gè)科學(xué)的理性支持，哪怕是這個(gè)科學(xué)依據(jù)看起來很瘋狂。而玄幻、魔幻、靈異片則是編劇信馬由韁的想象，往往都是無法被當(dāng)前科學(xué)技術(shù)支持的超自然假設(shè)的子虛烏有的情節(jié)。

（2）認(rèn)清虛實(shí)，分清科幻片中的已有科學(xué)成果和未來假設(shè)。由于科幻影片的背景不僅僅是基于現(xiàn)有科學(xué)成就，同時(shí)也對未來新事物新領(lǐng)域進(jìn)行了創(chuàng)造性的科學(xué)假設(shè)。因此就要求在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中必須明確的區(qū)分開哪些是現(xiàn)有科學(xué)，哪些是科學(xué)想象。比如說《人猿星球》這類科幻片，背景知識更多的還是來自于科學(xué)想象，因此也就并不適用于在生物學(xué)、基因遺傳學(xué)等方面的教學(xué)。因此，在取材過程中，需要提前做好功課，認(rèn)真詳細(xì)的閱讀相關(guān)物理學(xué)知識，以免以訛傳訛。

3 準(zhǔn)確把握和使用科幻片中的物理知識

通常我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷呐ｎD運(yùn)動定律，熱力學(xué)定律，電磁學(xué)等現(xiàn)象僅通過簡單的課堂演示實(shí)驗(yàn)和幻燈片就能使學(xué)生熟練地掌握知識。因此，我們更應(yīng)去糙取精，通過科幻影片的優(yōu)秀橋段在教學(xué)中更應(yīng)展示的那些有代表性，不易課堂演示的，日常生活中無法觀察到的以及人類難以想象和接受的已知科學(xué)知識與成就。

比如美國科幻劇《星際迷航》采用 “瞬間移動”的方法，可以把人員從一處傳送到另一處，看似僅是一種科幻虛擬情景，但在物理學(xué)中確有其類似的現(xiàn)象存在。比如在研究物理學(xué)前沿領(lǐng)域的“量子糾纏的超巨作用”時(shí)，維也納大學(xué)物理學(xué)家安東·蔡林格教授就曾在加那利群島對光子進(jìn)行量子糾纏實(shí)驗(yàn)，利用粒子量子糾纏現(xiàn)象成功的傳送了幾十個(gè)光子。而在量子力學(xué)教學(xué)過程中，單純的討論量子糾纏問題，通常學(xué)生都會一頭霧水，無法想象其物理狀態(tài)及運(yùn)動形式，可如果結(jié)合《星際迷航》這種“瞬間移動”去講解，不但可以在課堂上調(diào)動學(xué)生的積極性，同時(shí)也加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握。

又如2014年美國好萊塢科幻巨制《星際穿越》里面對愛因斯坦狹義相對論時(shí)間延緩問題，黑洞理論，蟲洞原理等一系列近代物理學(xué)前沿問題都有很好地視覺展現(xiàn)。一般情況下，在對學(xué)生布置課前預(yù)習(xí)作業(yè)后，學(xué)生往往覺得預(yù)習(xí)的內(nèi)容相對枯燥。如果以科幻電影中真實(shí)科學(xué)景象為背景，布置學(xué)生課前觀摩《星際穿越》、《火星救援》等電影，上課時(shí)探尋學(xué)生對影片中一些自然場景及其科學(xué)依據(jù)的理解，并結(jié)合書本理論給以解答，將會使學(xué)生很自覺地把影片中直觀生動的視覺效果和書本上的理論知識聯(lián)系到一起，從而加深對知識的認(rèn)知和掌握，而這種效果在傳統(tǒng)教學(xué)的理論文字和數(shù)學(xué)推演中是無法實(shí)現(xiàn)的。

4 結(jié)語

在大學(xué)物理教學(xué)中，把健康積極向上的科幻電影文化元素與物理學(xué)相融合，有助于提高大學(xué)物理課堂教學(xué)方法和效果的改革探索，能夠更好的體現(xiàn)物理知識的科學(xué)性與教育性，使理論價(jià)值與教育價(jià)值進(jìn)行有機(jī)滲透，使大學(xué)物理教學(xué)更加貼近生活，更加趣味橫生。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：哈爾濱石油學(xué)院課程改革與建設(shè)項(xiàng)目和黑龍江省教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG2014010858）。

作者簡介：牛犇（1980-），黑龍江佳木斯人，講師。