如何把科幻影片中的物理元素融入大学物理教学

牛犇　宋明皓　杨爽

摘 要：将积极向上的科幻元素合理运用，用于大学物理教学环节，通过课前、课中、课后代入物理教学环节，提高大学物理课堂教学方法和效果的同时，更好的体现物理知识的科学性与实践性，进而提高学生的探索精神和科学思维。

关键词：大学物理；科幻影片；物理元素

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

1 引言

物理学是一切自然科学和工程技术的基础，是研究物体运动的基本规律、能量及其相互作用的基础学科，此外，物理学也与社会科学及哲学领域有着紧密的关联。然而随着科技的进步，我国大学现行的传统物理教学方法已无法适应学科发展和新时期的大学生群体。因此，如何让学生真正意识到物理科学在各种应用学科中的基石作用，如何在课堂上更加形象、生动的传授物理知识，成为当前物理学教学改革的热点话题。

当代大学生都是90后，具有更新的时代思想和时代印记，在信息工具异常发达的今天，对信息的接受与理解比以往任何一代学生都更迅速、更轻松。传统物理教学中枯燥乏味的语言以及实验已经无法满足和吸引学生在求知过程中的兴趣。物理教学更不是单纯的通过一系列实验和数学推导堆砌而成的课程，更应体现出时代感和现阶段文化底蕴。物联网的兴起，各种传媒的蓬勃发展，为现代教学提供了无尽的资源与方法。当代大学生，对于新事物、新思想、新文化有自己的理解，对自己的大学学习生活有自己的认知，如何有效利用一切可以利用的新资源、新手段，使各种文化元素为现代大学物理教学所用，如何使课堂教学与学生的学习生活融会贯通，提高大学生对物理学的兴趣，让学生在课堂上“抬起头”、“收起手机”、“不瞌睡”，解决目前困扰大学课堂教学巨大难题，都具有很好的探索与实践价值。对于大学生来说，最新的前沿文化元素对，会使学生更加深刻的理解和把握物理学对人类发展的重要作用。而优秀、健康、科学性很强的影视剧作品，特别受到当代大学生的欢迎与喜爱，如果把这些作品中的优秀内容引入当代大学物理教学，必然会起到事半功倍的效果。

2 对科幻影视剧中物理知识的遴选与评判

物理是一门实验学科，演示实验是物理教学中最好的方法和手段。但由于物理学科的广泛性，大量物理学知识无法在教学实践中得以展示，有些虽然可以通过幻灯片等手段得以展示，但却不能十分形象的说明物理规律的本质。而当代影视作品，尤其是科幻类的优秀制作效果，足以在视觉上对学生产生强烈的冲击效果，让学生在对所学物理知识先入为主，很大程度上提高对物理学的兴趣。因此，利用和把握好当代优秀科幻影视作品，对大学物理课堂教学和学生课前预习都有重要的价值。合理提取科幻电影中目前人类现实已经掌握的科学知识的相关情节和桥段，无疑会对物理教学起到画龙点睛的效果。而如何正确合理的选取科幻影视剧及其相关内容在教学中使用，则是使其引入课堂教学的前提和基础。

（1）归门别类，分清科幻与玄幻、魔幻的不同。众所周知，科幻影片就是基于现有科学原理和科学成就为背景加以创造性假象情景，对未来世界或遥远的过去的情景作幻想式的描述的影片。尽管其中有很多虚拟的成分，但主题思想还是立足于人类目前已经掌握的科学知识基础上的。比如国著名小说家凡尔纳的科幻小说《海底两万里》，小说中很多先进的技术手段在当时并未出现，但在之后的人类科学发展中却相继的被发明出来。

科幻影视剧虽然在内容背景上有大量的虚构成分，但其虚构的基础依旧是人类现今已经掌握的科学技术。科幻与玄幻、魔幻、灵异片的区别就在于其被幻想出来的因素必定有一个科学的理性支持，哪怕是这个科学依据看起来很疯狂。而玄幻、魔幻、灵异片则是编剧信马由缰的想象，往往都是无法被当前科学技术支持的超自然假设的子虚乌有的情节。

（2）认清虚实，分清科幻片中的已有科学成果和未来假设。由于科幻影片的背景不仅仅是基于现有科学成就，同时也对未来新事物新领域进行了创造性的科学假设。因此就要求在实际的教学实践中必须明确的区分开哪些是现有科学，哪些是科学想象。比如说《人猿星球》这类科幻片，背景知识更多的还是来自于科学想象，因此也就并不适用于在生物学、基因遗传学等方面的教学。因此，在取材过程中，需要提前做好功课，认真详细的阅读相关物理学知识，以免以讹传讹。

3 准确把握和使用科幻片中的物理知识

通常我们日常生活中常见的牛顿运动定律，热力学定律，电磁学等现象仅通过简单的课堂演示实验和幻灯片就能使学生熟练地掌握知识。因此，我们更应去糙取精，通过科幻影片的优秀桥段在教学中更应展示的那些有代表性，不易课堂演示的，日常生活中无法观察到的以及人类难以想象和接受的已知科学知识与成就。

比如美国科幻剧《星际迷航》采用 “瞬间移动”的方法，可以把人员从一处传送到另一处，看似仅是一种科幻虚拟情景，但在物理学中确有其类似的现象存在。比如在研究物理学前沿领域的“量子纠缠的超巨作用”时，维也纳大学物理学家安东·蔡林格教授就曾在加那利群岛对光子进行量子纠缠实验，利用粒子量子纠缠现象成功的传送了几十个光子。而在量子力学教学过程中，单纯的讨论量子纠缠问题，通常学生都会一头雾水，无法想象其物理状态及运动形式，可如果结合《星际迷航》这种“瞬间移动”去讲解，不但可以在课堂上调动学生的积极性，同时也加深了学生对知识点的理解和掌握。

又如2014年美国好莱坞科幻巨制《星际穿越》里面对爱因斯坦狭义相对论时间延缓问题，黑洞理论，虫洞原理等一系列近代物理学前沿问题都有很好地视觉展现。一般情况下，在对学生布置课前预习作业后，学生往往觉得预习的内容相对枯燥。如果以科幻电影中真实科学景象为背景，布置学生课前观摩《星际穿越》、《火星救援》等电影，上课时探寻学生对影片中一些自然场景及其科学依据的理解，并结合书本理论给以解答，将会使学生很自觉地把影片中直观生动的视觉效果和书本上的理论知识联系到一起，从而加深对知识的认知和掌握，而这种效果在传统教学的理论文字和数学推演中是无法实现的。

4 结语

在大学物理教学中，把健康积极向上的科幻电影文化元素与物理学相融合，有助于提高大学物理课堂教学方法和效果的改革探索，能够更好的体现物理知识的科学性与教育性，使理论价值与教育价值进行有机渗透，使大学物理教学更加贴近生活，更加趣味横生。

参考文献：

[1]吴兆峰.对大学物理教学改革的几点看法[J].科技创新导报，2015（16）：155-157.

[2]包景东.在大学物理教学中引入批判性思维[J].大学物理，2015，34（07）：1-5.

基金项目：哈尔滨石油学院课程改革与建设项目和黑龙江省教学改革研究项目（JG2014010858）。

作者简介：牛犇（1980-），黑龙江佳木斯人，讲师。