利用“三性”原則提高電影視頻應(yīng)用于物理教學(xué)的有效性

李 鳴

(浙江大學(xué)附屬中學(xué) 浙江 杭州 310007)

1 引言

美國(guó)教育家愛德加·戴爾在其出版的《Audio Visual Methods in Teaching》(《視聽教育》)一書中提出了著名的“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論，此理論對(duì)視頻作為輔助教學(xué)產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響，成為視聽教育的主要理論依據(jù).由于視聽方法所開展的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，既容易轉(zhuǎn)向抽象概念化，也容易轉(zhuǎn)向具體實(shí)際化，因此視頻在教學(xué)中具有重要作用.戴爾還進(jìn)一步指出：“教學(xué)中所采用的媒體越是多樣化，所形成的概念就越豐富越牢固.” 近年來(lái)，教學(xué)中所采用的媒體類型越來(lái)越多樣化，特別是隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，電影已深入到人類社會(huì)生活的方方面面，成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡囊徊糠?，電影視頻也廣泛應(yīng)用于教學(xué)，幫助學(xué)生進(jìn)行新知識(shí)的獲取，完成新知識(shí)的認(rèn)知.

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》指出：在教育信息化進(jìn)程中要加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)和應(yīng)用，并要求教師在教學(xué)實(shí)踐中要積極靈活地運(yùn)用教學(xué)技術(shù)促進(jìn)課堂教學(xué)[1]，其中就包括在教學(xué)領(lǐng)域合理應(yīng)用電影視頻.筆者在教學(xué)中應(yīng)用電影視頻已有很長(zhǎng)一段時(shí)間，通過(guò)研究和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，用好電影視頻的關(guān)鍵在于遵循“三性”原則：生活性、情境性和沖擊性.

2 教學(xué)中使用電影電視視頻資源的“三性”原則

2.1 生活性

愛德加·戴爾將人類學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)源分為直接經(jīng)驗(yàn)、替代經(jīng)驗(yàn)和抽象經(jīng)驗(yàn)，物理是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其內(nèi)容均來(lái)自于生產(chǎn)和生活，因此物理教學(xué)特別重視直接經(jīng)驗(yàn)的獲取，最怕教學(xué)方式的固化、單一.若對(duì)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)處理不當(dāng)，易與生活隔離，形成了教學(xué)疑難.生活性的電影視頻源自生活，學(xué)生易從中獲取直接經(jīng)驗(yàn)，教師易用其突破教學(xué)疑難.

案例1:

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是物理中的一個(gè)典型模型，屬于變加速曲線運(yùn)動(dòng)范疇.筆者在教學(xué)過(guò)程中常常發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)其規(guī)律的研究往往不是根據(jù)生活實(shí)際，而是根據(jù)生活想象，特別是在研究最高點(diǎn)規(guī)律的時(shí)候，學(xué)生總是會(huì)錯(cuò)誤地想象小球恰好到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，再自由落體.即使教師反復(fù)講解、練習(xí)、強(qiáng)調(diào)，可是學(xué)生還是習(xí)慣按照自己的錯(cuò)誤想象進(jìn)行理解，效果差強(qiáng)人意.在固化、單一的教學(xué)方式下，這一疑難問(wèn)題很難得到解決.但若深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，不難發(fā)現(xiàn)，他們之所以對(duì)這類物理問(wèn)題產(chǎn)生了疑問(wèn)，是因?yàn)檫@個(gè)物理模型缺乏生活性，欠缺體驗(yàn)感.在分析了這一疑難問(wèn)題產(chǎn)生的原因后，筆者借助兩個(gè)具備生活性的電影視頻[2]，嘗試了以下教學(xué)實(shí)施.

(1)將《跑男》中“全球最頂尖過(guò)山車之王”的視頻引入課堂.過(guò)山車是大部分學(xué)生在游樂(lè)場(chǎng)玩過(guò)的游戲項(xiàng)目，《跑男》也是學(xué)生平時(shí)非常喜歡看的一個(gè)節(jié)目，過(guò)山車與《跑男》的結(jié)合，非常具有生活性，如圖1所示.通過(guò)第一視角的拍攝和主人公在乘坐過(guò)山車時(shí)的面部表情特寫和語(yǔ)言，學(xué)生對(duì)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)有了強(qiáng)烈的感受.

(2)研究豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.當(dāng)學(xué)生能運(yùn)用運(yùn)動(dòng)分析和受力分析的方法對(duì)此類運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析之后，提出問(wèn)題：豎直圓軌道的小球能否恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零，然后自由落體.

(3)小組利用小球和軌道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

(4)播放小球在豎直面內(nèi)沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的慢鏡頭視頻如圖2所示.此視頻是教師事先錄制好的，使用與課堂實(shí)驗(yàn)相同的小球和軌道，具有很好的生活性.部分小組看了視頻之后又繼續(xù)實(shí)驗(yàn)起來(lái).

(5)小組針對(duì)軌道最高點(diǎn)的物理規(guī)律進(jìn)行討論和發(fā)言，教師點(diǎn)評(píng)小組發(fā)言.

(6)作業(yè)：制作“水流星”，在家演示“水流星”雜技并錄制視頻.

本節(jié)課從生活性的視頻引入，提升了學(xué)生的體驗(yàn)感；將實(shí)驗(yàn)與視頻有機(jī)結(jié)合，并利用生活性的實(shí)驗(yàn)視頻，提升了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)和小組討論的熱情；通過(guò)以上教學(xué)實(shí)施，達(dá)到了突破教學(xué)疑難的效果.布置“水流星”制作和視頻錄制，若時(shí)間允許，在下節(jié)課現(xiàn)場(chǎng)讓部分學(xué)生演示“水流星”，同時(shí)分享另一部分學(xué)生的視頻，學(xué)生對(duì)這一生活性物理模型的掌握會(huì)更佳.

圖1 微課用熱門節(jié)目《跑男》的視頻引入課題

圖2 微課中的實(shí)驗(yàn)慢鏡頭回放

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，人不是機(jī)械地接受刺激和做出反應(yīng)的被動(dòng)實(shí)體，而是有選擇地獲取和加工環(huán)境刺激的有機(jī)體.人獲取和加工信息的主要環(huán)境來(lái)自于生活，無(wú)論來(lái)自游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車視頻還是來(lái)自桌面的小球軌道運(yùn)動(dòng)視頻，均與學(xué)生的實(shí)際生活聯(lián)系緊密，具有很好的生活性.人對(duì)生活性視頻的刺激與反應(yīng)，往往能較快地經(jīng)過(guò)一連串的心理轉(zhuǎn)換活動(dòng)而實(shí)現(xiàn).學(xué)生從生活經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，腦海中易對(duì)視頻中的生活性體驗(yàn)和實(shí)例快速進(jìn)行分析和處理，課堂學(xué)習(xí)效率也得到了提高.

2.2 情境性

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指出：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在與環(huán)境交互作用的過(guò)程中主動(dòng)地建構(gòu)內(nèi)部心理的過(guò)程，其中以多媒體為輔助的情境教學(xué)，應(yīng)該作為教學(xué)的重要呈現(xiàn)手段之一.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》在教學(xué)建議中也指出，創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用.物理概念的建立需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，物理規(guī)律的探究需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境[3].因此，電影視頻的情境性至關(guān)重要.

案例2:

在拓展課程——“紅外線”的教學(xué)中，傳統(tǒng)模式有學(xué)生自主閱讀型和教師講授型兩種.前者學(xué)生獲得信息的渠道窄，學(xué)習(xí)的效果難以預(yù)料；后者比較抽象和枯燥，即使教師語(yǔ)言再優(yōu)美，也無(wú)法傳達(dá)出足夠豐富的信息，無(wú)法讓學(xué)生獲得紅外線應(yīng)用的體驗(yàn).為了創(chuàng)設(shè)更好的情境，筆者在教學(xué)中選取了一段噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory，JPL)拍攝的關(guān)于紅外線的電影視頻《Infrared：More Than Your Eyes Can See》[4]，視頻內(nèi)容包括：正常人的頭部普通照相和紅外照相的對(duì)比；吃燒烤的人和吃冰激凌的人紅外照相的對(duì)比(如圖3)；烤火的人的普通照相和紅外照相的對(duì)比，人用吹風(fēng)機(jī)吹頭發(fā)時(shí)的紅外線成像以及各種動(dòng)物的紅外線成像等.將看不見的紅外線變成了“看得見”的情境，學(xué)生立刻被視頻吸引，并真切地感受到了生活中的紅外線，比如任何物體都在向外輻射紅外線，溫度越高物體輻射紅外線的本領(lǐng)就越強(qiáng)，紅外線和光一樣是一種電磁波.學(xué)生在不知不覺中構(gòu)建起對(duì)紅外線的認(rèn)知.

圖3 吃冰激凌的人和用吹風(fēng)機(jī)吹頭發(fā)的人的紅外線成像

案例3:

在必修課程——“曲線運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中，存在一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)：即速度的合成與分解.書本以實(shí)驗(yàn)引入新課，讓學(xué)生觀察倒置的、注滿清水、長(zhǎng)約1 m的玻璃管內(nèi)紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)建立平面直角坐標(biāo)系的方式得到蠟塊x坐標(biāo)與y坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)方程，從而得到蠟塊的速度v與vx，vy的關(guān)系.但是此實(shí)驗(yàn)學(xué)生之前并未接觸過(guò)，實(shí)驗(yàn)引入情境性不足，因此筆者在教學(xué)中使用了中央電視臺(tái)推出的互動(dòng)求證節(jié)目《是真的嗎》的一期節(jié)目視頻，題為“坐在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上就無(wú)法將球拋給正對(duì)面的人？”[5]在播放視頻之前，我先向?qū)W生求證此課題的真?zhèn)?，學(xué)生都很好奇，但又一下子說(shuō)不上來(lái).于是筆者播放了這個(gè)電影視頻，內(nèi)容包括：兩位女士坐在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上，其中一位女生兩次將球拋向正對(duì)面的人，結(jié)果兩次均失敗；兩位男士也坐在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上，其中一位男士?jī)纱螌⑶驋佅蛘龑?duì)面的人，結(jié)果也是兩次均失敗.學(xué)生被這個(gè)情境吸引，自發(fā)地討論起來(lái)，可惜討論未果.此時(shí)，筆者開始演示紅蠟燭上浮實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察，從視頻和實(shí)驗(yàn)中找出內(nèi)在聯(lián)系.不少小組通過(guò)仔細(xì)研究和討論，從速度的合成與分解的角度找到了課題的依據(jù)，甚至有小組運(yùn)用速度的合成與分解的規(guī)律提出了坐在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上的人如何將球拋給正對(duì)面的人的方法.

圖4 科教片《是真的嗎》的片段

從現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的角度看，教學(xué)是一種“環(huán)境的創(chuàng)造”.紅外線視頻一下子就將學(xué)生帶入到一個(gè)從未經(jīng)歷過(guò)的“可視”的紅外世界，它激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)紅外線的興趣，為教學(xué)創(chuàng)造了良好的條件；坐在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上就無(wú)法將球拋給正對(duì)面的人的視頻，則為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)關(guān)于速度的合成與分解的實(shí)際學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生從真實(shí)的情境中去思考問(wèn)題、研究問(wèn)題.從“構(gòu)建主義”理論來(lái)看，學(xué)生對(duì)新信息的理解是通過(guò)運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)、超越提供的信息建構(gòu)而成，這兩段視頻都將“可想”變?yōu)椤翱梢暋?，拉近了學(xué)生與客觀世界的距離，學(xué)生借助電影視頻在舊有經(jīng)驗(yàn)和新經(jīng)驗(yàn)的沖突中促成了對(duì)世界的重新認(rèn)知.

2.3 沖擊性

實(shí)驗(yàn)生理學(xué)家特雷奇勒所做的關(guān)于人的感官和學(xué)習(xí)記憶力的心理實(shí)驗(yàn)證實(shí)：“人們感知客觀世界，從外界獲取的信息，83%通過(guò)視覺，11%通過(guò)聽覺，2.5%通過(guò)觸覺，3.5%通過(guò)嗅覺，人們通過(guò)多種感官獲取的信息要比單一感官所獲取的信息量多”.電影視頻充分利用了視覺和聽覺兩種感官，這樣多種感官的刺激所獲取的信息比單一感官的刺激要強(qiáng)烈得多.物理學(xué)科非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但有些大型實(shí)驗(yàn)在教室和實(shí)驗(yàn)室中很難完成，若改用沖擊性強(qiáng)的電影視頻進(jìn)行課堂教學(xué)的引入或討論，往往會(huì)起到好的教學(xué)效果.

案例4:

在初高中銜接課程——“浮力”的教學(xué)中，筆者使用電影《加勒比海盜Ⅰ》和《流言終結(jié)者》的視頻做了以下教學(xué)嘗試.

設(shè)計(jì)思路：學(xué)生從初中學(xué)習(xí)過(guò)的浮力規(guī)律入手，研究?jī)蓚€(gè)電影片段中有關(guān)浮力的情景，認(rèn)識(shí)到物理在生活中的廣泛應(yīng)用.

教學(xué)目標(biāo)：復(fù)習(xí)浮力規(guī)律；學(xué)習(xí)受力分析；能運(yùn)用物理規(guī)律討論電影《加勒比海盜Ⅰ》中的合理性；能運(yùn)用浮力規(guī)律研究其他生活情景；能通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)研究物理規(guī)律；能認(rèn)識(shí)到物理與生活的密切聯(lián)系.

教學(xué)實(shí)施：(1)觀看電影《加勒比海盜Ⅰ》中的片段；(2)討論影片中的一個(gè)電影片段的合理性(如圖5)；(3)學(xué)生表達(dá)自己的觀點(diǎn)；(4)教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的發(fā)言；(5)復(fù)習(xí)浮力的相關(guān)知識(shí)和規(guī)律：什么是浮力、浮力產(chǎn)生的原因、浮力大小的計(jì)算；(6)學(xué)習(xí)受力分析，并分析物體上浮、懸浮和下沉的條件；(7)各小組運(yùn)用浮力規(guī)律進(jìn)行討論，并派代表總結(jié)討論結(jié)果；(8)教師點(diǎn)評(píng)小組的發(fā)言；并達(dá)成實(shí)驗(yàn)共識(shí)；(9)各小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并展示；(10)電影《流言終結(jié)者》的實(shí)驗(yàn)視頻(如圖6)；(11)小結(jié)，作業(yè)：各小組按設(shè)計(jì)方案制作實(shí)驗(yàn)裝置.

圖5 電影《加勒比海盜Ⅰ》片段

圖6 《流言終結(jié)者》實(shí)驗(yàn)片段

教學(xué)反思：整個(gè)課的亮點(diǎn)在于通過(guò)富有沖擊性的電影《加勒比海盜Ⅰ》中水下抬船片段的引入和更富有沖擊性的科普節(jié)目《流言終結(jié)者》實(shí)驗(yàn)視頻的結(jié)尾，前者引發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和討論需求，后者則讓學(xué)生懂得了物理學(xué)科回歸實(shí)驗(yàn)的重要性.若制作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼n后作業(yè)中，加入探究人船質(zhì)量滿足何種關(guān)系時(shí)電影鏡頭可以實(shí)現(xiàn)，效果會(huì)更佳.

案例5:

在必修課程——“靜電屏蔽”的教學(xué)中，筆者曾使用電影《見習(xí)魔法師》和《加油！向未來(lái)》的視頻片段做了以下教學(xué)嘗試：

設(shè)計(jì)思路：讓學(xué)生觀察電影中靜電屏蔽的片段，感受靜電屏蔽這一物理規(guī)律；通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)深入研究靜電平衡；通過(guò)合作與交流，理解靜電屏蔽的應(yīng)用，并探討雷雨天氣在何處躲避安全.通過(guò)視頻滲透科學(xué)與人文教育，讓學(xué)生感受自然之美.

教學(xué)目標(biāo)：能學(xué)習(xí)并掌握靜電平衡的有關(guān)知識(shí)；能利用物理規(guī)律解釋電影《見習(xí)魔法師》中符合實(shí)際的地方；能將靜電屏蔽的規(guī)律應(yīng)用于生活；能認(rèn)識(shí)到物理與生活的密切聯(lián)系.

教學(xué)實(shí)施：(1)觀看電影《見習(xí)魔法師》中的片段(如圖7)；(2)學(xué)生討論影片中印象深刻的地方；(3)挑選學(xué)生表達(dá)自己的觀點(diǎn).有學(xué)生回答男主和女主在鐵籠中竟然毫發(fā)無(wú)傷，有學(xué)生回答放電竟然可以有音樂(lè)和節(jié)奏，太神奇了……；(4)教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的觀點(diǎn)；(5)教師演示靜電平衡實(shí)驗(yàn)；(6)學(xué)習(xí)靜電平衡；(7)提出問(wèn)題：雷雨天在戶外哪里躲避會(huì)更安全？大樹下、金屬傘下還是汽車?yán)铮?8)各小組進(jìn)行討論，并派代表說(shuō)明理由；(9)觀看電影《加油！向前沖》中的實(shí)驗(yàn)視頻(如圖8)；(10)教師點(diǎn)評(píng)小組的發(fā)言；(11)小結(jié).

圖7 電影《見習(xí)魔法師》的片段

圖8 科教片《加油!向未來(lái)》的片段

教學(xué)反思：本節(jié)課利用兩個(gè)極具沖擊性的電影片段，第一個(gè)是《見習(xí)魔法師》中男女主人公在鐵籠中欣賞放電“美景”，第二個(gè)是《加油！向未來(lái)》中伴隨著車內(nèi)實(shí)驗(yàn)者的尖叫和車外電閃的實(shí)驗(yàn)視頻[6]，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和討論需求，取得了很好的教學(xué)效果.若課堂的討論能允許學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步搜索，同時(shí)課堂的演示實(shí)驗(yàn)也能實(shí)現(xiàn)大型化，效果會(huì)更佳.

從現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的角度看，要優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，就要發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性.無(wú)論是水下抬船行走的視頻還是金屬籠中和車內(nèi)觀看放電的視頻，因其視覺和聽覺的沖擊性，使學(xué)生的感官受到了直接有效的沖擊，激發(fā)了學(xué)生對(duì)未知世界探究的興趣.在外界視頻的刺激和沖擊下，人腦迅速對(duì)信息進(jìn)行感知、記憶、思維，并轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)行動(dòng)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，促成了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和小組的合作探究.同時(shí)，這兩則視頻，學(xué)生幾乎從來(lái)沒有親眼看過(guò)，因此對(duì)學(xué)生已有的認(rèn)知產(chǎn)生了極大的沖突，造成了其內(nèi)心的不安，進(jìn)而產(chǎn)生了一種積極探究的欲望，使他們帶著問(wèn)題有效地進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)和研究.

3 小結(jié)

“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論告訴我們：“在將現(xiàn)實(shí)的感覺事物一般化的時(shí)候起到有力媒介作用的就是半具體化、半抽象化的視聽教材”.電影視頻作為現(xiàn)代視聽材料，在物理教學(xué)中的使用越來(lái)越廣泛，作用越來(lái)越顯著，但同時(shí)使用中還存在一些問(wèn)題，比如有些視頻不具有生活情境性，代入感差；有些視頻不吸引學(xué)生，無(wú)法激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；有些視頻與生活嚴(yán)重脫節(jié)，晦澀難懂；有些教師使用視頻的目的不正確，寄希望于視頻替代實(shí)驗(yàn)，減輕備課.物理學(xué)是一門基于觀察和實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)，它始終引領(lǐng)著人類對(duì)自然奧秘的探索，雖然現(xiàn)在的電影視頻已極其豐富，但是在物理教學(xué)中視頻永遠(yuǎn)無(wú)法替代實(shí)驗(yàn).希望物理教師在使用電影視頻輔助教學(xué)時(shí)，掌握好生活性、情境性、沖擊性原則，讓電影視頻成為新時(shí)代物理教學(xué)的有益補(bǔ)充.