科学纪录片在物理教学中的应用

徐金杰

(南通西藏民族中学 江苏 南通 226004)

物理学是研究物质最基本、最普遍的运动形态和物质的基本结构、相互作用及其运动的基本规律的科学，它是自然科学中的基础科学[1]．它包含力学、热学、光学、电学、原子物理几个部分．物理学与现实生活的联系是非常紧密的，物理理论的突破往往伴随着生产技术的革命性发展，而生产技术的需求又会催生物理理论的突破．因此在物理教学过程中就需要丰富生动的直观材料作为素材，促进学生对理论知识的理解．

现代化教学手段的应用，能够极大地提高课堂教学的效率，激发物理学习的兴趣，使学生在轻松愉快的氛围中进行学习．纪录片作为一种集科学性、娱乐性、教育性为一体的媒体形式，如果能充分发掘它对物理教学的意义，不失为促进学生学习的一条新途径．

1 科学纪录片的分类及推荐

纪录片以真实生活为创作素材，以真人真事为表现对象,并对其进行艺术的加工与展现，以展现真实为本质，并用真实引发人们思考的电影或电视艺术形式．纪录片的核心为真实[2]．早期纪录片以人文纪录片为主，因此历史、政治、地理等学科在这方面的资料非常丰富，纪录片在人文科目课堂上的应用也比较早、比较成熟．

近年来，由于摄影技术的发展，科学纪录片的拍摄得到了巨大的发展，涌现出一大批适合普通观众欣赏的、且富有科学性的纪录片．这些纪录片内容丰富，涉及科目广泛.数学、物理、化学、生物、地理、历史、政治均有所涉及；贴近生活，以现实中的真实现象探讨科学问题；通俗易懂，不过度对理论进行深入的探讨，用平实的语言加上生动的讲解或动画模拟阐述抽象的问题，保证荧屏前的绝大多数观众理解；画面精美，以高超的拍摄手段，精良的实验器材，展示唯美的实验现象，令人叹为观止．

世界上著名的科学纪录片公司主要有英国的BBC、美国的Discovery和国家地理．他们的制作各有特色．Discovery涉及的范围较广，娱乐性较强．BBC则擅于挖掘理论的深度，制作的纪录片以高品质著称，得到大家的一致好评．

在物理方面也存在着大量的优秀记录片.如1997年BBC制作的《史蒂芬斯·霍金的宇宙》

(Stephen Hawking's Universe)，是学习万有引力定律，天体运动和相对论的优秀素材．2004年BBC制作的《光旅历程》(Light Fantastic)系统地介绍了光学发展的历史，涵盖了高中光学的知识点，对光学部分的学习有极大的帮助． 2007年BBC制作的《地球的力量》(Earth The Power of the Planet)是一部综合了物理、地理、化学、生物各学科的宏伟巨著，其中很多部分内容涉及能量的转化、天体运行、地磁场、分子运动、核能利用．2010年Discovery制作的《与摩根·弗里曼一起探索宇宙的起源》(Through The Wormhole With Morgan Freeman)则是学习相对论良好的课外补充．2011年BBC制作了记录电学发展历史的纪录片《电的故事》(The Story of Electricity) 是对高中电场、电路、电磁感应这部分内容的完美再诠释．

2 科学纪录片在物理教学中的应用优势

2.1 培养学生探究式学习的习惯

探究式教学，又称发现法或研究法，是指学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法[3]．探究法的特点是让学生自主参与，得出结论．学生通过体会实际情境，发现问题，提出解决问题的猜想，并验证和修改假设，最后得出明确的结论．同时反思猜想与实际的差异，吸取经验教训，以利于下次探究的顺利进行．

很多纪录片的拍摄思路都与探究式学习不谋而合．首先设置疑难情境，提出实际面临的困惑，然后介绍研究者如何克服重重困难得出结论，最后展示该结论对后世的影响．例如在介绍光的直线传播和折射、反射的时候，纪录片《光旅历程》就从人们日常生活的疑问出发，结合数学原理，寻求解决方法，经过反复的尝试与失败，最终在欧几里德等很多科学家的共同努力之下完成了对光的直线传播的本质的探索．该理论在发展物理学的同时，对后世几何学的发展也产生了深远的影响．通过这样一个事例可以启发学生：我们不能简单地把学习物理看成是现成结论的接受，知识的形成是一个认识过程，是前人不断的探索与研究的成果．我们不但要掌握结论，更应该学习探究的方法与思路．而且更要重视物理与现实生活的联系，锻炼在实际中发现问题、解决问题的能力，理解科学探索对实际生活的意义．

2.2 利用视频资料展示直观素材破解授课难点

在科技高速发展、物质极大丰富的今天，苹果手机、平板电脑、高清电影在学生中早已见怪不怪．传统的粉笔、黑板模式甚至PPT和Flash对学生来说已经不再新鲜，甚至已经审美疲劳．同时长期应用PPT和Flash模拟手段来反映科学实验也会让学生产生一种脱离现实生活的不真实感，而且展示的实验过程过于理想，实验现象过于明显，这对于学生实事求是精神的培养和实验过程中科学素养的形成也是不利的．

纪录片则取众人之所长，以现代科技手段制作出来的纪录片从视觉效果上看已经丝毫不逊色于一部高成本的好莱坞大片，它能忠实记录现实情境，展示大量我们日常生活中不可能看到的真实而震撼的场景，对于不易理解之处辅以全视角的动画解析，将多种媒体信息合为一体，再辅以世界著名物理学家们的亲自讲解，试想这样的一段视频无疑会给观看者的心灵以震撼．如布朗运动，在现实的显微镜中能看到花粉微粒缓慢的无规则运动，无法直接看到是由于液体分子对其撞击而产生的不平衡性．但是影片镜头一转，紧接着以动画进行全方位的模拟，我们会看到屏幕上巨大的花粉颗粒在受到四面八方如陨石般飞来的水分子的撞击下不断被迫晃动的画面．以往花很长时间的讲解还不一定能让学生理解的难点知识就这样在十几秒内被突破．同样对与回旋加速器的原理，纪录片主持人除了可以带观众身临其境去欧洲直径达几公里的加速器内部一探究竟，还能回顾近百年来加速器的发展历程，发明者的生平和贡献．通过这样一些多媒体手段的结合，让学生在轻松愉快的气氛中充分发挥学生的主动性，在吸引他们注意力的同时也让他们体会到物理学习的现实意义，这是传统教学方式所不能实现的．

2.3 提升科学素养诠释人文精神

教学永远具有教育性．教学的教育性是指，任何教的活动中的具体行动，不论它给学习活动带来什么特点，也不论什么样的学习内容，都会给学生以某种教育影响[4]．课堂教学不仅仅是单纯的传授知识的过程，它还具有教育性，这种教育渗透在教材的字里行间，渗透在教师的言传身教之中．同样纪录片的观赏也具有这样的效用．BBC的很多纪录片都将重点放在对科学家研究历程的介绍上．如牛顿和笛卡儿在光的本源上的论战，达尔文在发表《物种的起源》前前后后的遭遇，伽利略从开始的利用望远镜逐利的商人，到后来遭遇挫折，最后转而研究天体运行取得巨大成果．通过这样一些事例，在潜移默化中对学生进行世界观与人生观的教育，使学生通过物理背景知识的介绍逐步树立科学意识和人文素养，通过理科学习增强文化修养．

3 科学纪录片在物理教学中的应用范围

不拘一格，重在课外．由于科学纪录片自身拥有完整的故事和理论体系，光靠课堂上所截取的片段无法完整地呈现出它全部的意义，同时剪辑的片段也无法满足学生的观赏要求，因此教师应该更好地利用课堂以外的时间——物理课外实践活动．中学物理课外实践活动是指中学物理课堂教学之外，有目的、有计划、有组织地安排的各种物理教学活动，它属于中学物理课程范围之内，是物理课程教学工作计划的有机组成部分[4]．由于活动是在课外，因此具有形式灵活、内容丰富、自觉自愿、独立性强等特点．教师可以将完整的纪录片网址告知学生，建议有兴趣的同学利用课余时间完整观看，并可以就此展开课外讨论，分享各自的观看心得体会，撰写观后感．同时还可以发动广大同学相互交流各自在物理学习方面的资源，在学生间形成学习物理的良好氛围．

通过课外观看纪录片，可以为学生提供丰富的物理学习感性材料，为今后课堂上理论规律的学习打下基础．同时及时了解当代科学技术的研究成果和现实应用，让学生了解物理学习的意义之所在，激发他们的学习动机，对提高学习效率，增强学习的意志品质都具有很大的作用．

4 科学纪录片在物理教学中应用存在的问题及解决办法

4.1 纪录片片段的截取手法

由于课堂时间的限制，纪录片的运用一般是采用其中的某些片段，这就涉及到了如何更好地截取纪录片的片段，在截取时我们会碰到两个问题.

(1)截取片段的完整性．每一部纪录片都有其自身的拍摄思路，在截取片段时应该尽量保证该片段叙述的完整性，这样便于学生较为全面地理解认识发展的完整过程，切不可为了节约几十秒的上课时间而生搬硬套、断章取义，只顾呈现现象，无视发展逻辑．

(2)截取工具的选择．选择一个简易实用的编辑软件可以让截取过程变得非常直观、简便．现在网络上用于专门视频编辑的软件很多， QQ影音作为一款优秀的视频播放软件，同时也具备较强的视频编辑能力．它自带的影音工具箱具有截图、连拍、截取、转码、压缩、合并等多种功能，更为重要的是其操作简便，所见即所得，是非专业人士编辑视频的有力助手．

4.2 内容广泛 需要引导

一部完整的纪录片描述的主题往往比较宏大，要描述这样的主题需要用到的知识不是单一学科所能涵盖的，所应用知识的难度也不局限于中学阶段．所以对于学生来说观看纪录片时会遇到：涉及科目过多、知识点繁杂的困难，这就需要教师及时到位的指导．教师应该在推荐学生观看之前预先仔细观看全部内容，罗列所涉及的知识点，判断哪些知识是学生不熟悉的，事先向学生加以简单的介绍，这样就能更好地促进学生对纪录片的理解，达到观看的目的．

其次纪录片的拍摄以国外题材为主，对于中国在该方面的研究成果提及较少，而中国作为一个文明古国，历史上在科学研究方面的成果是非常辉煌灿烂的，教师应该适当补充介绍中国在此方面的科学成就、历史名人，加强学生的爱国主义情怀和民族自尊心、自豪感．

4.3 纪录片的翻译问题

由于中国科学纪录片的发展还正处于起步阶段，优秀的科学纪录片目前一般仍以国外为主，因此就存在语言翻译准确性的问题．来自网络的绝大多数纪录片的翻译工作是由一些业余爱好者团体完成．在面对多学科交叉，内容繁杂深奥的专业科学纪录片时，很多专业的学科术语可能存在概念翻译不准确的问题，因此有可能造成观看者的迷惑．因此教师应该事先关注到这一问题，对字幕进行修改．现在使用较多的字幕格式分为图形格式和文本格式两类．文本格式字幕以SRT格式最为普遍，只需将文件导入系统自带的记事本打开就能实现完全编辑．对于图形格式字幕，由idx和sub文件组成可以用“字幕OCR”软件转化为SRT格式再进行编辑．

参考文献

1 许国梁主编.束炳如,等改编.中学物理教学法(第二版).北京：高等教育出版社,1993.9

2 高勇，陈建民.纪录片在遗传学教学中的应用.遗传,2012(3):382

3 范志强.浅析高中物理探究式教学与研究.现代教育教研,2012(2):24

4 阎金铎,田世昆.中学物理教学概论(第二版).北京：高等教育出版社,2003.27，156