利用電影資源 培養(yǎng)高中生批判性思維
——以《致命魔術》為例

(1. 南京師范大學教師教育學院，江蘇 南京 210023； 2. 南京師范大學物理與科學技術學院，江蘇 南京 210023)

《普通高中物理課程標準(2017年版)》在課程目標部分明確指出：經(jīng)過高中物理課程的學習，高中生應當具備能夠基于證據(jù)，合理運用批判性思維并從多角度思考問題的意識和能力。[1]電影生動直觀，對學生具有強大的吸引力，將電影資源通過合理處理后，可以作為物理課程資源引入物理課堂教學，有助于培養(yǎng)學生的批判性思維。

1 批判性思維簡介

1.1 批判性思維

恩尼斯提出批判性思維可以劃分為批判性思維技能和批判性思維傾向，批判性思維技能即學生運用批判性思維解決問題的技術和方法，其中包括問題中心、分析論據(jù)、質(zhì)疑、觀察、解決問題等15項技能，而批判性思維傾向則可以衡量學生愿意主動運用批判性思維去思考和解決問題的程度。[2]

1.2 培養(yǎng)批判性思維的教學

融合模式和獨立模式是目前培養(yǎng)學生批判性思維最主要的兩種模式，融合模式即將具體學科與對學生的批判性思維培養(yǎng)融為一體，往往會在具體學科課程中滲透對學生批判性思維的培養(yǎng)，而獨立模式則指單獨設立專門培養(yǎng)學生批判性思維的課程。許多研究者調(diào)查發(fā)現(xiàn)采用融合模式能更有效地培養(yǎng)學生的批判性思維。所以，應該運用合理的教學技巧及課程資源，將對學生批判性思維的培養(yǎng)滲透到物理課堂中。

2 利用電影資源培養(yǎng)高中生批判性思維的可行性

諾蘭導演的《致命魔術》講述的是“交流電之父”特斯拉的故事，其中包含特斯拉線圈制造的“人工閃電”、無線電能傳輸點亮燈泡等震撼畫面。這類電影無疑會因其內(nèi)容的適切性而收入物理教師的資源庫中。電影資源具有畫面豐富、視聽效果震撼的特點，而這樣的特點可以引起學生學習物理的興趣，喚起他們的批判性思維傾向；電影資源中蘊含大量的物理知識，但由于電影制作者專業(yè)背景的限制，電影中可能存在與物理原理相悖的片段，故而合理運用電影資源，將其引入物理課堂教學，可以在幫助學生產(chǎn)生批判性思維傾向的同時培養(yǎng)其批判性思維技能。

3 案例設計

《致命魔術》中有兩處涉及電磁的片段違背物理規(guī)律，根據(jù)這些片段的特點和涉及的具體知識，筆者采用融合模式，采用“提出問題、猜想質(zhì)疑、分析問題、解決問題、遷移”的流程，嘗試在物理課堂中滲透批判性思維的培養(yǎng)。

3.1 “人工閃電”真的安全嗎？

(1) 情節(jié)分析

特斯拉從特斯拉線圈制造出的“人工閃電”中走出來卻毫發(fā)無傷(如圖1)。特斯拉線圈的電路包括初級諧振電路和次級升壓電路，當初級電路與次級電路的諧振頻率相等時次級電路的端子會放出電火花，由于次級線圈的電容相比于初級線圈的電容非常小，所以在次級線圈兩端會產(chǎn)生很高的感應電壓。[3]大型特斯拉線圈功率很大，產(chǎn)生的電壓很高，來自高壓端的電弧直接擊中裸露的皮膚會引起深度射頻燒傷，有致命危險。通常，成人的頭部一般為20-30cm寬，根據(jù)估算，在電影中特斯拉頭頂?shù)慕饘偾?高壓放電端)直徑約為1m，產(chǎn)生的電火花長約2-6m，根據(jù)電火花的長度來判斷，電影中的特斯拉線圈產(chǎn)生的電壓至少在幾十萬伏以上，那么它產(chǎn)生的電弧如果擊中人體是非常危險的。所以特斯拉從電火花中走出來不可能毫發(fā)無傷，在現(xiàn)實中操作者用這種規(guī)模的特斯拉線圈進行表演時需要穿金屬屏蔽服(如圖2)。

圖1

圖2

(2) 實施流程

已有的常識告訴我們?nèi)绻吮婚W電擊中是相當危險的，而電影中特斯拉線圈產(chǎn)生的“人工閃電”卻沒有讓特斯拉受傷，這自然會讓學生產(chǎn)生一個認知沖突，引起學生批判性思維傾向的潛在條件具備了，這時教師順勢提出問題，引導、鼓勵學生質(zhì)疑，使學生建立起批判性思維傾向。

提出問題：你們認為特斯拉能安全地從電火花中走出來嗎？

問題分析：特斯拉線圈是一種特殊的諧振變壓器，學生對特斯拉線圈可能并不了解，教師在講完有關變壓器及交變電流的相關內(nèi)容后，可以向學生介紹一下特斯拉線圈的構造及工作原理。雖然特斯拉線圈產(chǎn)生的電壓與線圈匝數(shù)不成嚴格的正比關系，但從定性角度可知：當初級線圈匝數(shù)、電壓一定時，次級線圈匝數(shù)越多，產(chǎn)生的電壓越高?？梢宰寣W生利用所學過電容、電感及變壓器的知識去定性了解特斯拉線圈的放電原理，通過對電影中的圖片估算、查詢相關資料，對問題和現(xiàn)象進行簡單分析。

問題解決：根據(jù)上述分析，可知特斯拉不可能安全從電火花中走出來。

遷移：教師繼續(xù)引導學生思考：是否有辦法讓特斯拉從電火花中走出來？由于學生已經(jīng)學過靜電屏蔽的知識，但聯(lián)系實際的能力可能并不強。教師可以提示：什么是靜電屏蔽？怎么把這個效應用到特斯拉身上，讓他能安全走出電火花？學生分小組討論，然后每個小組展示他們的設計思路和草圖，最后教師向學生展示利用特斯拉線圈實際表演的圖片，看看表演人員身上的屏蔽服是怎樣的，與他們的想法是否一致。

這個教學片段先利用電影情節(jié)讓學生產(chǎn)生認知沖突，建立起批判性思維傾向。關鍵是要繼續(xù)培養(yǎng)學生的批判性思維技能，這就需要結合電影片段的細節(jié)，根據(jù)所涉及的知識設計教學流程。質(zhì)疑只是第一步，后面對問題的分析、解決以及幫助學生將知識遷移到新問題的解決中更為重要。所以，不光要讓學生敢于質(zhì)疑，也要切實訓練批判性思維技能，多維度培養(yǎng)學生的物理批判性思維。

3.2 燈泡里有電流嗎？

(1) 情節(jié)分析

特斯拉從電火花走出來后，握住了丹頓的一只手，丹頓手中的鎢絲燈泡就亮了，而當特斯拉松開丹頓的手后燈泡就滅了。這個片段也違背物理原理，特斯拉走到地面以后，身上的電荷被大地導走了，特斯拉此時和大地等勢，不可能讓鎢絲燈泡發(fā)光。

(2) 實施流程

燈泡發(fā)光是學生比較熟悉的情境，可以把這個片段放在靜電平衡的教學之前，讓學生產(chǎn)生好奇心和求知欲，在講解完知識點后，教師再引導學生思考電影中的畫面是否可能發(fā)生，以培養(yǎng)學生的批判性思維。

提出問題：燈泡中有電流通過嗎？電影中丹頓握住的燈泡會發(fā)光嗎？

問題分析：教師先引導學生特別注意觀察畫面中特斯拉從臺子上走到地面以及丹頓手中燈泡發(fā)光、熄滅這兩個細節(jié)，明確電影中要表達燈泡中有電流通過的含義。然后引導學生利用剛剛學過的靜電平衡的知識來以小組為單位討論這個現(xiàn)象會不會發(fā)生，討論完后每人寫一份分析報告，這樣在培養(yǎng)學生批判性思維技能的同時，也可以評價他們知識掌握的情況。

問題解決：通過上述分析可知，燈泡中沒有電流通過，不會發(fā)光。

這個片段涉及的物理知識與第一個片段的特點不同，第一個片段更適合作為學生所學知識的拓展延伸，而這個片段非常貼近中學物理教學，教師可以在知識教學中培養(yǎng)學生的批判性思維。物理批判性思維的養(yǎng)成不僅僅是要“破”錯誤的觀點，更重要的是“立”正確的理解思路以及將知識進行遷移，去解決新的問題，因此對學生物理批判性思維的培養(yǎng)需要與物理知識緊密結合。

4 結語

批判性思維能力是物理學習中非常重要的一種能力，利用電影中生動的情境對學生強烈的吸引力，將電影資源合理引入到物理課堂教學中，可以培養(yǎng)高中生的批判性思維，也能提高學生對物理學習的興趣，加深學生對物理知識的理解。