淺談科普類節(jié)目在物理教學中的應用

羅東保 許林 彭朝陽 李漢全

摘? ?要：科普類節(jié)目以其獨特的風格越來越受到人們的喜愛，它在傳播科學的同時，帶領觀眾感受生活背后所蘊含的科學奧秘。本文以最為典型的科普類節(jié)目《原來如此》為例，從拓展物理知識等四個角度來闡述科普類節(jié)目如何應用在物理教學中。

關鍵詞：原來如此;物理教學;科普;影視劇

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2019）3-0068-5

戴爾經驗之塔中，“觀察的經驗”（又稱間接的經驗和代替經驗）包括觀摩、見習、電影、電視等層次，特別指出了“觀察的經驗”在獲取知識時的媒介作用，既容易轉向抽象概念化，又容易轉向具體實際化。戴爾認為，在將現(xiàn)實的感覺事物一般化的時候起到有力作用的就是半具體化、半抽象化的視聽教材[1]?？破疹愐曨l有著其獨特的魅力，在傳遞科學知識的同時，拉近了人們與生活之間的距離，它的豐富多樣性，以及深入淺出的講解，將濃縮于短時間內的科學以最容易接受的方式展現(xiàn)出來。因此，物理教師在進行教學的時候，科普類節(jié)目作為視聽教材具有一定的可行性。

1? ? 《原來如此》

《原來如此》是中央電視臺科教頻道（CCTV10）一檔以實驗體驗為特征的科普欄目。在人們習以為常、熟視無睹的日常生活中發(fā)現(xiàn)問題，通過質疑假設、實驗求證的調查手段，給予科學探究。其特點是：以趣味實驗和體驗的方式解答生活中的科學問題，以一種輕松愉悅的節(jié)目形態(tài)來傳遞科學思維、科學方法，培養(yǎng)科學精神，實現(xiàn)科普傳播由知識的簡單灌輸向培養(yǎng)科學思維方法的轉變[2]。換言之，與其他科普類節(jié)目相比較，《原來如此》更適合中學生觀看，其中蘊含的物理知識更為直觀易懂，更加接近中學生的認知范圍，對于提高學生的科學探究能力，培養(yǎng)科學態(tài)度與責任幫助更大。因此，該檔節(jié)目也引起了筆者的強烈共鳴。

2? ? 《原來如此》在教學中的運用

《原來如此》最吸引人的地方在于它在闡述事實真相的過程中運用了大量的物理知識，無疑為物理與生活架起了一座橋梁。這對于物理教師進行教學，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生學會創(chuàng)新、學以致用，為學生終身發(fā)展起到了一定的作用。對學生而言，是一個很不錯的學習材料。該節(jié)目由50分鐘逐漸縮減為了現(xiàn)在的23分鐘左右，節(jié)目內容更加精髓化，因此對于教師運用視頻剪輯軟件進行加工處理作為教學視頻來運用的難度大大降低。那么，在教學中，教師如何將它作為一個教學資源來使用，對學生又會有怎樣的影響呢？

2.1? ? 拓展物理知識

案例1 物理學，大到浩瀚宇宙，小到微觀粒子。就中學生來說，目前課本所學僅僅是物理學中的冰山一角，除課本外還有許許多多的物理知識正等著學生去學習，探究課本外的物理現(xiàn)象對于培養(yǎng)學生的科學思維也會有所幫助。如在學生學習“速度”這一內容后，播放《U型池上的速度奧秘》。在中國科技館中一個大型滑軌裝置（圖1），起點與終點位置一樣，路徑不同，一條是直線軌道，另外兩條是彎曲程度不一樣的曲線滑軌。在實驗中從起點開始放下大小、形狀、重量完全相同的籃球，結果發(fā)現(xiàn)：籃球在曲線上運動的時間要比在直線上運動的時間短，平均速度要快;彎曲程度大的軌道上，籃球的運動速度更快。這顯然引起了學生的認知沖突，他們知道兩點之間直線距離最短，那么直線上的用時應該也是最短的，但實驗結果卻不是這樣?；@球在曲線上的速度大于在直線上的速度，所以直線距離雖短但時間卻不一定是最短的。這是為什么呢？兩點之間的直線只有一條，而曲線卻有無數(shù)條，那么哪一條才是最快的呢？疑問不斷在學生心中升起。跟著前人探究的腳步，探究員給我們引出了“最速降線”的概念（圖2）。最速降線也叫旋輪線，兩點之間產生最快速度的曲線，被我們稱為最速降線。讓我們知道了物體在最速降線上的運動速度最快，介紹了其等時性（兩個一模一樣的旋輪線軌道，將兩個完全相同的球放置在不同高度，同時放手，兩個球同時到達終點）?！靶喚€”是個看似簡單但有趣的物理知識，不僅可通過實驗來驗證它的速度特性，還可經過數(shù)學推導證明，體現(xiàn)出了物理學理論結合實驗的獨特性質。對類似物理知識感興趣的學生，可鼓勵他們去探索現(xiàn)象背后的數(shù)學知識，從數(shù)學理論和實驗全面去理解科學現(xiàn)象。對于生活中遇到的其他物理現(xiàn)象，以理論結合實踐的辦法去解讀它，逐漸培養(yǎng)起科學探究的精神。在學生的學習生涯中，在有機會學習到課本以外的物理知識時，教師應該積極鼓勵學生廣泛閱讀科學作品。學生學得越多，得到的知識越廣泛，對于他們目前的學習或是以后走入社會，益處良多。

2.2? ? 彌補課堂實驗

案例2? 目前的物理實驗室雖然能夠滿足課程標準的實驗要求，但其中一些能夠讓學生有更為直觀感受的實驗，由于受到場地限制以及危險性大等因素的影響在課堂上卻無法進行，而在《原來如此》節(jié)目中，實驗員給我們進行了完美的展示。學習了牛頓第一定律后，學生都知道了慣性給我們帶來方便的同時，也存在著危險，到底會造成什么樣的危險？這就不得而知了。在《抵抗慣性》和《安全行駛，親囊相助》兩期節(jié)目中，實驗員使用了通過國家安全監(jiān)測的車輛，放入模擬假人進行了科學嚴謹?shù)膶嶒?。實驗中，控制了相同的車速?0 km/h），通過撞擊直觀地表現(xiàn)出了車內乘客由于自身慣性受到的傷害。通過多次實驗，在假人的頭、手、膝蓋等部分用彩色顏料進行了標記，得出了在相同速度下，汽車受到撞擊時系安全帶和不系安全帶對人體的傷害是截然不同的（圖3）。在不系安全帶的情況下，由于慣性，模擬人直接撞破了前擋風玻璃;即使有安全氣囊的保護，由于氣囊對人體的反向作用力，會使人體進行二次碰撞，在實驗中實驗員標記的人體各部位仍然發(fā)生了激烈碰撞，發(fā)生變形。在系上安全帶之后，實驗員們通過傳感器所收集到的數(shù)據(jù)均低于國家標準值，說明安全帶加上安全氣囊能夠大大降低汽車撞擊時的危險（圖4）。這個實驗由于用到了真實的車輛進行模擬，所以需要花費大量資金以及技術設備，但對于體現(xiàn)慣性的危害，這個科學探究實驗體現(xiàn)得淋漓盡致。當教師在講解慣性危害時，如果能夠穿插入這個實驗視頻，對于學生理解慣性勢必可起到理想的效果，也起到了安全教育的作用。

案例3 在初中階段的學習中，如何防止噪音是一個重要的知識點，噪音可通過聲源處、傳播過程中和接收處減弱。《噪音的秘密》一期節(jié)目中通過實驗重點分析了減弱噪音的特殊材料是如何在聲音傳播過程中起到作用的。節(jié)目介紹了中科院聲學研究所中消音室消音的奧秘就在于呈錐形的吸聲層（圖5），內部填充了多孔玻璃纖維，當聲波從吸聲體尖端入射時，被高效地吸收，逐步瓦解，達到消音的作用。最后，將普通玻璃和家居隔音玻璃在同一環(huán)境、同一聲源的隔音效果進行了實驗對比，發(fā)現(xiàn)隔音玻璃效果十分顯著。隔音玻璃的結構是由一套中空玻璃與一塊夾膠玻璃組成的復合玻璃，當噪音依次通過中空層和夾膠層，聲波在不同結構的介質中傳播，被隔音阻尼膠吸收、扭曲、減震、衰減、濾除，最后進入室內的噪聲就極大地減小（圖6）。兩個實驗對于學生理解噪音是如何在傳播過程中被減弱的這一問題有著很好的幫助，可形象地為學生展示噪音如何被衰減，使學生更深層次地理解噪音，鞏固噪音的防治方法。在實際教學過程中，教師很難進行實驗演示來展現(xiàn)出這些特點，而這期節(jié)目無疑為教師彌補了這個遺憾。

2.3? ? 課后鞏固新知，激發(fā)探究欲望

案例4 在很多期的節(jié)目中，《原來如此》都給觀眾展示了中學物理課本上的知識，如在《插上翅膀》一期節(jié)目中，講解了壓強與流速的關系、紙飛機為何能夠起飛的原理;《水中潛伏》則給我們介紹了物體密度與浮力的關系;《神奇的杠桿》從生活中的工具解釋了杠桿神奇的原理。比起課本上的文字概述，這些結合了生活的豐富多彩的視頻，既清楚地解釋了其中的物理學知識，又達到了對課本內容再次回顧的效果?！锻h鏡為何能望遠》由伽利略和開普勒制作的望遠鏡結構引入，探究員利用大小不同的兩個凸透鏡制作成了一個開普勒式望遠鏡，利用這個望遠鏡看到了遠處肉眼無法看清的文字。節(jié)目中詳細敘述了凸透鏡的成像原理 （圖7），以及我們人眼看清物體與我們眼睛所成視角的大小有關（圖8），這也是望遠鏡能夠幫助我們看清遠處物體的原因。但這時我們所看到的像是倒立著的像，這和學生所學的凸透鏡成像原理一樣。那為什么我們生活中的望遠鏡看到的卻是正像呢？生活中的望遠鏡除了有目鏡和物鏡之外，還加入了兩個呈90度的棱鏡，正是因為有了這組棱鏡，使得經過物鏡的光線繼續(xù)向前傳播的時候進入到棱鏡系統(tǒng)，在棱鏡中發(fā)生四次折射，最終得到正立、放大的像，解疑答惑的同時鞏固了所學。在對不同倍數(shù)的望遠鏡進行性能的探究后得出結論：望遠鏡要能夠望得更遠，不僅需要大的倍數(shù)，而且還需要把望遠鏡的口徑設計得很大，這又給學生補充了科普知識。在這一期節(jié)目中，其中凸透鏡成像原理的講解可以鞏固學生學過的知識。節(jié)目中還介紹單筒式望遠鏡的制作方法，可引起學生強烈的探究欲望。在觀看了這期節(jié)目后，可以給學生布置課外作業(yè)，讓學生動手制作一個簡易望遠鏡，去感受望遠鏡的神奇魅力，既掌握了原理，又增強了學生的動手能力。

2.4? ? 傳遞物理與生活安全

案例5 物理學發(fā)展至今，為人類帶來的飛速發(fā)展不言而喻。但是在其背后同樣也存在著許多安全隱患，而這些安全隱患就存在于我們的生活當中。如果我們不對這些隱患引起重視，那么就可能會發(fā)生安全事故，甚至造成人員傷亡。因此，教師對學生進行物理安全教育就顯得十分必要，只有深知其原理，才能做到防范于未然。《原來如此》有多期節(jié)目對物理與生活安全進行了全面的實驗探究，給我們展示了危險是如何發(fā)生的，教會我們應當怎樣去避免危險。如例2中《抵抗慣性》和《安全行駛，親囊相助》從實驗的角度給我們展示了慣性的危害;《電池爆炸的奧秘》用實驗證明了電池在遭受外力時一旦內部破損就容易發(fā)生燃燒爆炸，在短路后也極其容易發(fā)生危險;用這些素材來做安全教育的宣講，也是一個很好的選擇。在《避雷神器》一期節(jié)目中，通過模型（圖9）介紹了雷電產生的原因：是由于天空中飄著的烏云在移動的過程中相互摩擦而產生了靜電，在云層的下端就會產生一層電荷，當正負電荷達到一定的厚度時，一旦連接，一瞬間就會產生非常劇烈的閃電，此時電壓可高達數(shù)十萬伏。通過利用高壓發(fā)生器，實驗驗證雷雨天氣在戶外撥打手機極易造成危險的發(fā)生，在室內接聽有線電話以及淋浴都有可能會發(fā)生雷擊的危險。為了防止直擊雷和感應雷（由于靜電感應引起）帶來的危害，人們發(fā)明了避雷針來保護我們的安全。它通過其自身的金屬作為導體，將雷電流引入到大地上去，從而達到保護生命財產安全的作用。雷電威力巨大，所以當我們遭遇雷雨天氣，在室內時，應把電視的戶外天線插頭和電源插頭拔掉，不要靠近窗口，遠離電燈、電線、電話線等引入線;在空曠的室外時，除了不接聽電話之外，還要遠離鐵欄等金屬物體。

案例6? 靜電是我們生活中常見的物理現(xiàn)象，由于靜電會帶來刺痛感，學生對它也并不陌生。許多火災也是因為靜電而引起的，造成了許多人員的傷亡和財產的損失?！断o電》和《不起眼的靜電》兩期節(jié)目給我們演示了靜電的產生原因：由于摩擦打破原子中正負電荷的數(shù)量，當我們和周圍環(huán)境的物體產生一個靜電的壓差，在接觸的一瞬間就會將我們體內的高電壓直接輸送到低電壓處，在這個過程中所釋放的能量就是我們所看到的靜電的電火花。解開了靜電的廬山真面目后，研究人員利用自動滾筒摩擦機，通過對三件不同面料的衣物在機器中摩擦15分鐘后產生的電量作對比，結果發(fā)現(xiàn)毛領大衣和毛衣都產生了大量的靜電，而百分之百純棉衣物則只產生了0.261的電量;利用濕度試驗箱，工作人員測試了不同濕度下人做同一動作的靜電電壓，隨著濕度的增加，從實驗儀器上可以看出所產生的靜電電壓值就越來越小。這兩期節(jié)目作為一個安全知識的宣講，讓學生了解了靜電的真實面目，面對生活中靜電所帶來的安全隱患，讓他們學會了如何去防止靜電，在享受物理給我們生活帶來便利的同時，也不會因為它產生的危險而危害到我們，體現(xiàn)了物理與生活之間的多面性，更加增強了學生對物理的認知。

3? ? 拋磚引玉，積極利用影視劇教學資源

在網(wǎng)絡技術高速發(fā)展的今天，除了《原來如此》，還有《科技之光》《走進科學》《創(chuàng)新無限》《科技人生》等科普類節(jié)目[3]，從不同角度，以嚴謹科學的方式向大眾傳遞著豐富的科學理論知識，相同的是節(jié)目中蘊含了許多物理的學科知識。這些學科知識很多都來源于課本，但是把物理知識通過精彩的視頻作為載體的方式比課本更加形象直觀。它擁有既能看又能聽的性質，還具有強烈的藝術表現(xiàn)力，情境更能引人入勝，有利于引起學生的共鳴和激發(fā)學生的學習興趣[4]。大量影視劇中（尤其科幻電影）蘊含著豐富的物理知識，可作為很好的課程資源來利用。在實際教學中，因勢利導，借助優(yōu)秀的影視劇對學生產生的強烈震撼力和感染力，去引導教育學生，對教學將產生意想不到的效果[1]。在課后以及學生休閑時間，教師也可推薦典型的影視劇，在看電影的同時，去感受其中的科技奧秘，領略當中的物理知識，走進生活，走近物理，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與責任的核心素養(yǎng)。

當然，運用影視劇作為教學資源，重點是要凸顯它的輔助作用，不可無根據(jù)地夸大其作用。在教學中也要遵循一定的原則：

（1）目標性原則。在教學過程中運用，應以實現(xiàn)教學目標為依據(jù)，有目的性地選擇加工視頻資料。

（2）科學性原則。物理是一門自然學科，所用的影視劇要體現(xiàn)出它實事求是、嚴謹求真的性質。

（3）典型性原則。視頻資料紛繁多樣，通過加工，應該有一針見血、直奔主題的效果，切勿冗長復雜。

（4）時事性原則?？萍荚谶M步，時代在發(fā)展，挑選時應選擇聯(lián)系生活、學生關注度高的熱門影視，以引發(fā)學習熱情。

4? ? 結? 語

課本作為我們教師最主要的教學工具，其主導地位不可撼動。然而，對于現(xiàn)在飛速發(fā)展的信息時代，教育也應體現(xiàn)出它的多元化，教學資源不應該僅僅局限于課本。各類影視劇精彩紛呈，時時刻刻沖擊著學生的大腦，其中優(yōu)秀的科普類節(jié)目應該為物理教師所用，通過對節(jié)目的深度加工可成為物理教師新穎的教輔資料。它們能夠使得物理知識可視化、形象化，加深了生活與物理的聯(lián)系?？梢栽诮虒W過程中不斷散發(fā)出它的魅力，去提高學生的學習激情，引導學生關注生活、關注物理，從真正意義上讓學生經歷從自然到物理、從生活到物理的認識過程。

參考文獻：

[1]李輝.影視資源在高中物理教學中的運用[D].武漢：華中師范大學碩士學位論文，2016.

[2]原來如此[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/原來如此/61586.

[3]李輝.物理影視資源的開發(fā)與運用[J].物理教學探討，2016，34（11）：57-58，60.

[4]趙興華.例談影視資源在物理教學中的應用[J].物理教學，2016，38（10）：38-40.

（欄目編輯? ? 張正嚴）