基于校本课程培养学生物理兴趣的课堂实践

陈玉 陈许生

摘 要：校本课程是新课改过程中的一项重要内容，是每个学科都应该积极钻研和实践的课程。文章通过调查其他学校物理校本课程的开展情况，总结出物理类校本课程分为物理学史、物理实验、物理电影以及物理方法四大类。文章作者结合所任教学校的实际教学情况，基于物理电影提出了“观影悟理”这一课程的开发与实践，目的是提高学生学习物理的兴趣和主动性。该课程的实施使学生懂得利用相关物理知识来解释影视中的科学现象，提高了学生对物理学科的兴趣。

关键词：校本课程;物理电影;科学思维;物理兴趣

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2019-11-28 文章编号：1674-120X（2019）36-0086-02

校本课程的开设是学校教学改革中的重大举措，深受学生们的喜爱和期待，也适应素质教育的需求。物理是自然科学的基础，需要大量的人才投入学习和研究中，而在现行中学中普遍存在物理难学、学生畏惧物理学科的现象。在新高考选课走班的背景下，物理学科也遇到了新的挑战，很多学校学生初选物理的比例不足百分之五十，学校需要做大量的工作才能让更多的人改选物理。

这让物理教师们也开始思考如何进行教学设计才能提高学生学习物理的兴趣，使校本课程不拘泥于课程和考纲，给师生更广阔的天地去探究和实践。

一、物理类校本课程的类别及内容

在大量调查中，很多学校都做了各种尝试，例如，北京师范大学附属中学开设了“趣味物理实验”“物理拓展实验”，使学生在原有物理学习的基础上，实验能力和科学探究素质等方面都有所提高，进一步丰富学生的课外物理知识，还开设了物理竞赛辅导，以满足竞赛班的研究需求;天津南开中学的张光辰老师开设了“电影中的物理学”课程;重庆巴蜀中学开设了“物理与生活”“更高更妙的物理”“物理学史趣闻”“魔术中的物理”“高中物理学中的科学方法”课程;等等。

综上可知，物理类的校本课程可分为四个方向：物理学史、物理实验、物理电影以及物理方法。

物理学史类的校本课程主要涉及物理学科的发展与由来，现行教材中追溯到亚里士多德的年代，人们对物理的认知基本上是源于经验总结。人们对事物的发展和变化的新认知总会存在与前人的总结、定论相违背的地方，由此，教师可以举出很多这方面的故事，让学生们了解物理是一门在科学家们敢于质疑和敢于创新中不断发展的学科，也让学生们的人文知识得到积累。在讲授物理学的发展时，还可以插入前沿物理、诺贝尔物理学奖内容，让学生感受到物理学科的探究是无穷无尽的。

物理实验类的校本课程主要是以实验为主，基于生活的素材开发的一些有趣的实验，可以让学生们感受到物理源于生活，只要会思考、会动手，就能去发明创造，激发学生的创造力。同时，在开展实验的时候，教师还可以以实验室的仪器为基础，给学生一些设计性实验，让学生动手自己去设计实验报告，并完成实验内容，培养学生思考和解决问题的能力。另外，还可以给学生演示一些具有视觉冲击效果的实验，激发学生的好奇心，让学生喜欢实验。

物理电影类的校本课程主要以科幻电影为主，如教师选择一些适合的电影，将电影完整地播放给学生观看，然后就电影中的一些片段进行讲解，还可以给学生补充与片段相似的生活情境，让学生思考这些片段的真实性，并用物理知识进行分析，让学生能够有理有据地用逻辑语言去阐述。

物理方法类的校本课程主要是总结物理里所用到的一些方法，让学生做专题性的训练，培养学生的科学思维能力。在物理学科中用到的方法有很多：排除法、微元法、图像法、假设法、类比法、整体隔离法、逆向思维法、单位代入法、特殊值代入法等。部分学生通过校本课程，可以强化解题思维，增强学习能力。

这四类的物理校本课程可以满足学生的各种需求，但前提是教师要精心地去准备，每一类的校本课程教学需要大量的知识储备，需要教师们发挥集体的力量不断去钻研、去磨合，才能让校本课程有深度、有广度、有科学性、有趣味性。

二、基于科幻电影品悟物理原理的课堂实践

2019年春季學期，在学校大力鼓励教师研发校本课程，为高一选修课做准备的背景下，笔者积极研发并申请加入研发校本课程的队伍中来，开设了一门“观影悟理”的物理学课程。本课程内容分为六个部分，前五个部分就电影的场景谈论力学、热学、机械振动、光学、电磁学、天文物理、前沿物理相关内容，第六个部分基于电影中出现的场景结合所学物理知识，需要动手或动脑地去设计实验或理论推导验证它的真实性，计划24节课，每节课就一个电影中的片段进行讲授，这可培养学生的批判性思维。笔者期望通过这次校本课程开阔学生的视野，培养学生的科学思维和能够进行科学论证的能力，能激发学生学习物理的兴趣，希望学生能将研究影视作品物理现象的方法迁移到生活中来，解释生活中的物理现象，解决生活中的物理问题。

在天文物理篇，笔者先让学生了解宇宙的起源以及天体的演化过程。宇宙是由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成的，了解宇宙大爆炸理论;不同质量的恒星在演化的最后阶段会形成白矮星、中子星、黑洞，了解黑洞产生的原因。再播放《星际穿越》，解释电影中出现的虫洞、白洞、五维空间等现象，学生会发现物理知识与电影的结合点。在这个模块，笔者还播放了《地心引力》，这部电影与物理必修二第六章“万有引力与航天”结合得特别紧密，对电影中的很多现象，学生基本上都可以用物理知识进行解释，也看到了在太空中失重的情景，宇航员都飘浮在空中，只能依靠推进器前进，一旦脱离了航天器则会非常危险，同时，还看到了太空垃圾给航天器带来的危害，对航天有了新的认识。

在力学篇，笔者播放了《蜘蛛侠2》，其中有一个镜头是蜘蛛侠凭一己之力使一辆火车停了下来，笔者让学生们自己把这个场景抽象成一个简单的物理模型，学生们需要自己查火车的运行速度、质量、摩擦因数，“在特定的时间内火车要停下来，蜘蛛侠必须要给出多大的阻力才可以，普通人能够做到吗？”让学生去验证思考。

在前沿物理篇，笔者播放了《阿凡达》，电影里面有很多石头山悬浮的场景，其在电影里面的设定是超导现象。基于这点，笔者给学生科普了超导的特性，让其了解现实中超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质，超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失;了解超导材料对现代文明社会中的科学技术产生的深刻影响：超导电缆、超导计算机、超导磁悬浮列车。超导成材研究、超导理论研究的广泛深入的开展将会改变人们的生活。

在第六个部分，关于验证电影的物理现象的真实性中，笔者播放了《少年方世玉》中的一个场景，方世玉在赛跑中，辫子飞起来保持了斜向上的状态。由此可以让学生结合自己实际跑步去思考：辫子能飞成水平直或是斜向上吗？通过建立如下模型（见下图），把辫子想象成一个用绳子系住的小球，仅在拉力和重力的作用下，小球不可能斜向上飞起，由此可知，电影中的场景是特效，不具有真实性。

三、校本课程的实践反思

本学期开设的校本课程“观影悟理”，学生报名积极，且课堂参与度高。在这六个模块中，力学和天文物理学这两个模块中运用物理学解释电影中的现象的效果很好，这与学生的知识储备有很大关系，在高一上学期和高一下学期，物理课程的主要教学内容为力与运动，尤其是春季学期就从“万有引力与航天”开始进行讲授，所以，在播放这两个模块的电影时，学生感受颇深。光学模块的特效非常引人注目，但高一学生所具备的光学知识仅仅局限于光的折射和反射，不能进行深入分析，涉及全息成像、红外线、激光这些内容时，需要笔者去科普。在前沿物理模块，学生对新型材料表现出极大的好奇心，超导体在完全抗磁性时表现出来的量子锁定状态，使物体悬浮在空中时，学生很是惊奇。再将电影中的情景抽象成物理模型进行探究时，部分学生难以达到课堂要求，这部分内容对学生建模能力要求较高，但通过几次练习以后，学生基本能了解整个建模分析的过程。

在课程考核时，六个小组都选择了相应的电影进行分析、报告。做得最好的两个小组，一是分析物理电影《流浪地球》，依据牛顿第二定律分析地球加速时的加速度，以及卫星的发射与变轨的速度;为了移动地球，地球人建造了万台超级聚变发动机，这些发动机喷射火焰产生推力推动地球，这正是动量守恒定律中的应用——反冲运动;影片中还提到地球发动机的能量核反应中的核聚变。二是基于《蜘蛛侠》分析生活中的物理現象，分析了酷炫的动作、攀爬特技，揭秘蛛丝游荡中的粘连能力：了解到范德瓦尔斯力是存在于中性分子或原子之间的一种弱的电性吸引力，不光可以爬墙壁，还能用它粘东西，主要原理其实是分子间的相互作用力;还从动能与势能、机械能守恒的角度分析了蜘蛛侠的动作，让人耳目一新。

虽然物理校本课程是以电影分析为主，但是笔者偶尔还加入了物理实验来模拟电影中的场景，能感觉到实验对学生的吸引力。所以，在开设物理学科的校本课程时，教师可以尝试融入多种元素，这既能开阔学生的视野，又能激发学生的求知欲和好奇心。

参考文献：

[1]欧勇麟.物理实验类校本课程开发及案例研究[D].桂林：广西师范大学，2019.

[2]何 晶.基于核心素养培养的高中物理校本课程开发——以广东实验中学高一校本课“生活中的物理”为例[J].湖南中学物理，2018，33（4）：25-27.

[3]娄青青.物理·科技与生活校本课程的开发研究[D].湘潭：湖南科技大学，2015.