基于影视“4C原则”的物理教学设计——以“稳度”教学为例

(1. 四川师范大学物理与电子工程学院,四川 成都 610000;2. 四川省新都一中实验学校，四川 成都 610000；3. 四川省温江中学实验学校,四川 成都 610000)

1 影视“4C原则”

影视作品多以故事的形式展开，大多数故事包含了四个原则，它们常被简称为“4C原则”。第一个C是因果关系(causality)，表示事件发生是有前因后果的。第二个C是冲突(conflict)，一个故事的主角想要完成某个目标，但他开始不能达到那个目标。第三个C是角色(character)，一个好的故事是围绕强大有趣的角色展开的，表现个性的关键是动作。第四个C是多样性(complications),是主要目标的枝杈。有了这四个原则，能够让大多数人对影视作品产生深刻的印象，这四个原则可否应用于物理教学？

学生很容易记住影视中的内容，得益于影视的“4C原则”中有足够吸引学生的戏剧冲突、人物特征，对于因果关系的推理设置往往难度适中，容易引发学生的思考。图1所示的大脑工作简图揭示了学生容易记住影视情节的原因，影视环境中给予学生的信息，使他们产生了有意识的注意和思考，从而进入他们的工作记忆，进一步可进入长期记忆，当然也有被遗忘的可能。因此影视情节常能被学生再忆，供以后的生活和学习使用。

影视“4C原则”给予教学的启示是：围绕冲突问题(conflict)进行教学设计，建立合适的具有因果关系(causality)的目标，使之契合学生的思维能力。在教学设计时将冲突放在希望学生重点掌握的内容上，让学生具有冲突角色(character)的代入感，并把待学生解决的问题说明白，答案本身的意义可能并不大，但明白问题后，答案就变得有意思了，所以让学生明确问题是什么很重要。让学生利用所学知识解决冲突，并思考知识的意义，思考知识应用的多种可能性(complications)。若想要将所学知识进入长期记忆，它就必须在工作记忆中停留，使学生注意到它，最直接的应用就是在进行教学设计时确保学生会思考知识的意义。据此，笔者总结了利用影视“4C原则”进行教学设计的流程(如图2)。

图2

2 结合影视“4C原则”的“稳度”教学设计

稳度是高中物理选修2-2的内容，它是刚体的平衡条件等在实际生活中的应用，稳度是指平衡中的稳定程度。依据普通高中物理课程标准的要求，笔者将稳度教学目标设置如下：①通过创设情境，让学生明白稳度的概念，明了稳度的影响因素，进一步强化学生的相互作用观和运动观；②通过实验探究和现象分析，提升学生发现问题、探究问题和解决问题的科学思维能力；③让学生利用所学知识解决实际问题，制作平衡玩偶，提升他们的知识迁移能力和动手操作能力。本文以影视“4C原则”为指导，教学设计中关注以冲突引领思考，以达成预期的教学目标。

2.1 设置冲突问题，建立因果目标

图3

冲突的设置能引发学生的思考，让他们明确本节学习的目标。走钢丝的人，能够在钢丝上站立并行走，图3所示的玩偶想比走钢丝的人更厉害，利用头顶上的一点倒立在钢丝上，但此时玩偶没有办法做到这一点，让学生积极思考怎样能帮助玩偶实现它的愿望，明确最终要达到的目标。

2.2 围绕冲突备课，启发学生思考

如何帮助玩偶倒立在钢丝上？这个问题对于此时的学生而言是困难的，因而设置一系列阶梯问题(如表1)，帮助学生解决问题。

表1

怎样在桌面上放置一个长方体木块，用力去推它，使之偏移平衡位置，却不容易倒？学生容易想到平放的时候最不容易倒，让学生理解物体的稳定程度是怎样的，并借此提出稳度的概念。同一个木块，用不同的方式去放置，导致了稳度的不同，学生深入分析后得出影响稳度的因素，培养他们因果联系、归纳总结的科学思维能力。

图4

通过学生活动，得出稳度的影响因素：重心的高低和支持面的大小。它们是如何影响稳度的？进一步用如图4所示的教具进行实验探究。教具中间的木塞可上下移动，底座可翻转，由此可达到改变重心和支持面的目的。引导学生利用控制变量法，一起设计实验方案进行探究，得出稳度与重心及支持面的关系。通过实验探究，得出：①当支持面大小相同时，重心越低，稳度越大；②当重心高度相同时，支持面越大，稳度越大。并深入分析实验现象背后的原因，强化物体保持平衡所需要的条件。

2.3 学以致用，解决冲突问题

学生明晰了物体的稳度与重心的高低、支持面的大小的具体关系后，回归最初玩偶想倒立在钢丝上的问题，学生不难将其转化为思考如何增大玩偶的稳度。理论上增大支持面和降低重心都可以增大稳度，根据实际情况，引导学生深入分析增大支持面在这种情况下的可行性，强化支持面的概念。如何在倒立的情况下降低重心？关注倒立后玩偶的最低点，在两点分别加上重物，观察玩偶能否倒立在钢丝上。

2.4 解决问题，思考知识的意义

图5

在倒立后玩偶的最低两点加上重物后，它就可倒立在钢丝上了，此时揭秘玩偶的内部结构(如图5)。课堂上的操作很容易给学生一种错觉，但这个过程的实现其实有很多值得深思的问题，请同学们课后利用生活中的物品，比如筷子、皮筋、牙签、软糖等制作一个玩偶，让学生用生活中常见的物品制作类似玩偶，使他们认识到物理来源于生活，培养他们的动手操作能力、提升他们对物理学习的兴趣。

物理来源于生活，

又将为生活服务。教师不妨在课后请同学联系生活实际，查阅相关资料，写一篇生活中稳度的报告。

3 评价反思

纵观以上利用影视“4C原则”的稳度教学设计，利用玩偶想倒立在钢丝上却做不到，以此设置冲突问题，引发学生思考，让学生明确本节学习的目标：帮助玩偶成功倒立在钢丝上，在学习的过程中不断去思考，寻找问题的答案。最终学以致用，成功地解决问题，让学生理解知识的意义。这类教学设计可激发学生的思维，让学生自主建构知识的意义，以达到提升课堂效率的目的。