如何把科幻影片中的物理元素融入大學物理教學

牛犇　宋明皓　楊爽

摘 要：將積極向上的科幻元素合理運用，用于大學物理教學環節，通過課前、課中、課后代入物理教學環節，提高大學物理課堂教學方法和效果的同時，更好的體現物理知識的科學性與實踐性，進而提高學生的探索精神和科學思維。

關鍵詞：大學物理；科幻影片；物理元素

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

1 引言

物理學是一切自然科學和工程技術的基礎，是研究物體運動的基本規律、能量及其相互作用的基礎學科，此外，物理學也與社會科學及哲學領域有著緊密的關聯。然而隨著科技的進步，我國大學現行的傳統物理教學方法已無法適應學科發展和新時期的大學生群體。因此，如何讓學生真正意識到物理科學在各種應用學科中的基石作用，如何在課堂上更加形象、生動的傳授物理知識，成為當前物理學教學改革的熱點話題。

當代大學生都是90后，具有更新的時代思想和時代印記，在信息工具異常發達的今天，對信息的接受與理解比以往任何一代學生都更迅速、更輕松。傳統物理教學中枯燥乏味的語言以及實驗已經無法滿足和吸引學生在求知過程中的興趣。物理教學更不是單純的通過一系列實驗和數學推導堆砌而成的課程，更應體現出時代感和現階段文化底蘊。物聯網的興起，各種傳媒的蓬勃發展，為現代教學提供了無盡的資源與方法。當代大學生，對于新事物、新思想、新文化有自己的理解，對自己的大學學習生活有自己的認知，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代大學物理教學所用，如何使課堂教學與學生的學習生活融會貫通，提高大學生對物理學的興趣，讓學生在課堂上“抬起頭”、“收起手機”、“不瞌睡”，解決目前困擾大學課堂教學巨大難題，都具有很好的探索與實踐價值。對于大學生來說，最新的前沿文化元素對，會使學生更加深刻的理解和把握物理學對人類發展的重要作用。而優秀、健康、科學性很強的影視劇作品，特別受到當代大學生的歡迎與喜愛，如果把這些作品中的優秀內容引入當代大學物理教學，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

物理是一門實驗學科，演示實驗是物理教學中最好的方法和手段。但由于物理學科的廣泛性，大量物理學知識無法在教學實踐中得以展示，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律的本質。而當代影視作品，尤其是科幻類的優秀制作效果，足以在視覺上對學生產生強烈的沖擊效果，讓學生在對所學物理知識先入為主，很大程度上提高對物理學的興趣。因此，利用和把握好當代優秀科幻影視作品，對大學物理課堂教學和學生課前預習都有重要的價值。合理提取科幻電影中目前人類現實已經掌握的科學知識的相關情節和橋段，無疑會對物理教學起到畫龍點睛的效果。而如何正確合理的選取科幻影視劇及其相關內容在教學中使用，則是使其引入課堂教學的前提和基礎。

（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有科學原理和科學成就為背景加以創造性假象情景，對未來世界或遙遠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掌握的科學知識基礎上的。比如國著名小說家凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》，小說中很多先進的技術手段在當時并未出現，但在之后的人類科學發展中卻相繼的被發明出來。

科幻影視劇雖然在內容背景上有大量的虛構成分，但其虛構的基礎依舊是人類現今已經掌握的科學技術。科幻與玄幻、魔幻、靈異片的區別就在于其被幻想出來的因素必定有一個科學的理性支持，哪怕是這個科學依據看起來很瘋狂。而玄幻、魔幻、靈異片則是編劇信馬由韁的想象，往往都是無法被當前科學技術支持的超自然假設的子虛烏有的情節。

（2）認清虛實，分清科幻片中的已有科學成果和未來假設。由于科幻影片的背景不僅僅是基于現有科學成就，同時也對未來新事物新領域進行了創造性的科學假設。因此就要求在實際的教學實踐中必須明確的區分開哪些是現有科學，哪些是科學想象。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想象，因此也就并不適用于在生物學、基因遺傳學等方面的教學。因此，在取材過程中，需要提前做好功課，認真詳細的閱讀相關物理學知識，以免以訛傳訛。

3 準確把握和使用科幻片中的物理知識

通常我們日常生活中常見的牛頓運動定律，熱力學定律，電磁學等現象僅通過簡單的課堂演示實驗和幻燈片就能使學生熟練地掌握知識。因此，我們更應去糙取精，通過科幻影片的優秀橋段在教學中更應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，但在物理學中確有其類似的現象存在。比如在研究物理學前沿領域的“量子糾纏的超巨作用”時，維也納大學物理學家安東·蔡林格教授就曾在加那利群島對光子進行量子糾纏實驗，利用粒子量子糾纏現象成功的傳送了幾十個光子。而在量子力學教學過程中，單純的討論量子糾纏問題，通常學生都會一頭霧水，無法想象其物理狀態及運動形式，可如果結合《星際迷航》這種“瞬間移動”去講解，不但可以在課堂上調動學生的積極性，同時也加深了學生對知識點的理解和掌握。

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間延緩問題，黑洞理論，蟲洞原理等一系列近代物理學前沿問題都有很好地視覺展現。一般情況下，在對學生布置課前預習作業后，學生往往覺得預習的內容相對枯燥。如果以科幻電影中真實科學景象為背景，布置學生課前觀摩《星際穿越》、《火星救援》等電影，上課時探尋學生對影片中一些自然場景及其科學依據的理解，并結合書本理論給以解答，將會使學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系到一起，從而加深對知識的認知和掌握，而這種效果在傳統教學的理論文字和數學推演中是無法實現的。

4 結語

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

參考文獻：

[1]吳兆峰.對大學物理教學改革的幾點看法[J].科技創新導報，2015（16）：155-157.

[2]包景東.在大學物理教學中引入批判性思維[J].大學物理，2015，34（07）：1-5.

基金項目：哈爾濱石油學院課程改革與建設項目和黑龍江省教學改革研究項目（JG2014010858）。

作者簡介：牛犇（1980-），黑龍江佳木斯人，講師。