动漫电影片段用于高中物理教学的探讨——以《名侦探柯南》为例

(南京师范大学教师教育学院，江苏 南京 210023)

以《名侦探柯南》为代表的动漫电影，深受学生喜爱，其中包含了大量与高中物理知识点联系的情节，本文探讨其与高中物理教学的整合，为广大师生提供高效的课程资源。

1 《名侦探柯南》中的物理教学资源

1.1 《名侦探柯南》简介

《名侦探柯南》讲述了因受神秘组织袭击而身体缩小的工藤新一化名江户川柯南，展开侦探推理工作的故事。1997年第1部于日本上映，目前已经上映22部。推理和悬疑是该系列电影的主线，柯南以其过人的智慧和洞察力，一次次脱离险境，破解悬案，其中包含许多运用物理知识的场合。

1.2 《名侦探柯南》应用于高中物理教学的内容选择

笔者参照人教版高中物理教材“力与运动”部分，挖掘了《名侦探柯南》中可用于高中物理教学的资源(如表1)。

表1

续表

表1呈现了《名侦探柯南》的12个片段，对应人教版高中物理教材必修1、必修2、选修3-5等知识点，分别可用于课堂的概念引入、实例讲解、问题分析及解决等多个教学环节。人教版高中物理教材中涉及力与运动学的内容一共有8章，而表1的内容就覆盖了其中7章，仅必修2第6章“万有引力与航天”未涉及，而第6章是科幻电影大量涵盖的，故动漫电影在内容上可以作为科幻电影中教学资源的良好补充。带领学生观看动漫电影片段时发现问题，洞察现象，拓宽思维，寓教于乐。

2 《名侦探柯南》片段应用于高中物理教学的案例

2.1 应用于概念课教学

《名侦探柯南》第13部《漆黑的追踪者》中片段内容如下：柯南独自跑到东京铁塔的顶端，让黑衣组织将火力对准自己。在没有武器的情况下，柯南急中生智抱住铁质大灯座，利用弹力背带让自己从塔顶跳下一百米后，松开背带和灯座，让灯座弹起并击中塔顶上方黑衣组织的直升机，解除了危机。该片段可用于必修二“机械能守恒定律”的教学。

师：柯南是怎样做到利用灯座击中直升机的？让我们来分析一下这个过程的能量转化情况。我们以地面作为零势能面，柯南和灯座一起跳下去的时候，什么能量发生了变化？

引导学生分析上述过程中柯南的动能、重力势能及其变化。

师：我们将柯南、灯座、背带看作一个系统，起初系统有重力势能，而柯南落地后，柯南的重力势能变为零，背带恢复了原状且弹性势能为零，灯座获得了动能，动能是怎么来的？

生：是柯南的重力势能转化成了灯座的动能。

师：柯南的重力势能减小，而灯座的动能增加了。背带虽然初、末状态没有变，但是没有它的参与，这个过程也不能实现，所以背带的弹性势能可以说是一种“纽带”。从前面的分析讨论我们发现，重力势能、弹性势能、动能之间具有密切的联系，我们将它们统称为机械能。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。

该教学片段安排在课前引入，用柯南反击反派的精彩片段引发学生兴趣，再引出本节课关键问题的思考：柯南如何实现这样的动作？该问题能激发学生的兴趣和求知欲，但分析难度也较大。结合学生前几节所学，师生共同探讨此过程中重力势能、动能、弹性势能的变化情况，并用板书或多媒体直观呈现系统中能量的变化情况，最终引出本节课的核心概念：机械能，体会机械能的转化和守恒。该片段的呈现能将抽象的机械能概念形象化，用动漫电影中精彩的画面来将机械能守恒的规律予以呈现，具有高度的趣味性，能够在课堂开始就赢得学生的关注，提高了学生的课堂参与度和教学效率。

2.2 应用于习题课教学

在《通往天国的倒计时》中，有一个典型的平抛运动片段，笔者所截取的片段信息如表2所示。

表2

据此笔者编制了一道例题，可用于平抛运动的习题课教学：在《通往天国的倒计时》中，有如图1所示的双塔摩天大楼，其A、B楼的标高分别为319m和294m。柯南一行人被困在A楼75层会场，A楼中部因爆炸在剧烈燃烧，火势仍在向上蔓延，两座子楼的联通桥已经被炸毁，无法下楼逃脱。会场还被安装了定时炸弹，来不及等待直升机的救援。此时柯南想起会场内有一辆跑车，他想驾驶这辆跑车冲出会场，飞跃到B楼顶部的游泳池内脱险。已知A楼距B楼顶游泳池的最小水平距离为60m，柯南所在位置与B楼顶游泳池的竖直高度差为20m。跑车所在位置距离A楼右边缘25m，跑车起动过程可看作匀加速直线运动，其加速度恒定为4.5m/s2。

(1) 试通过计算说明，柯南一行人能否通过跑车自身加速所达到的速度，成功飞跃到B楼顶的游泳池内脱险？

(2) 假设爆炸产生的冲击力使跑车离开A楼时的速度在原基础上沿同方向增加了15m/s，试求跑车到达B楼顶游泳池内时速度的大小和方向。

图1

图2

本题物理本质简单，是匀加速直线运动与平抛运动的结合，适用于平抛运动的习题课教学。将影片片段与习题相对应，片段一解决了例题第(1)问，而片段二是第(2)问的背景。所以笔者将片段播放安排在学生完成第(1)问之后，既解答了该问又引出了下问，清楚地呈现了本题的情境。

在呈现此题的题干后，教师应指导学生仔细读题，理解题意，提取解题需要的关键信息。尤其是题干中出现的几个数据，教师可请学生根据自己的理解在图2中标出，便于后续求解。先呈现第(1)问，给学生一定的思考时间，适时演示计算过程。再播放电影片段一、二，激发学生兴趣，呈现第(2)问。

在此例中，动漫电影片段激发了学生的学习兴趣，培养了学生从实际情境中提取物理模型的能力。本题考查的知识点涉及匀加速直线运动、平抛运动的位移与时间计算、平抛运动的合速度计算等。在课堂上教师通过播放片段、问答等形式充分与学生互动，时时关注学生对题目情境与本节知识的掌握情况，有针对性地加以指导。

3 结语

把动漫电影融入中学物理课堂激发了学生的兴趣，体现了“生活·物理·社会”的教学要求[2]。同时，动漫电影相较于以往被应用最多的科幻类电影，还具有关注更多的物理事实、呈现更直观形象的物理现象等特点。此外动漫创作的人为性可能会导致其存在科学性错误，故而教学形式不局限于介绍物理场景，还可让学生利用所学物理知识进行纠错，可操作性强。

电影的播放和解释需要占用一定的课堂时间，因此设计时必须追求准确和高效。应选取与知识点联系紧密且不需要介绍画面背景的片段融入课堂，并在实施时明确播放该片段的目的，向学生说明关注点。用创新的眼光观看动漫电影，积极挖掘可用于高中物理课堂的教学片段，有利于物理和生活的紧密结合，培养学生的核心素养。