科幻作品在高中物理教学中的应用研究

发布时间：2016-12-19 20:13

第 1 章 引 言

当前我国基础教育改革已进入一个新的阶段，其中物理课程改革提出来的一个核心概念就是课程资源。课程资源是课程实施的基础和保障，是实施课程改革的背景和条件。有效地开发和利用课程资源，是切实提高物理教学质量的有效手段1。教师在教授物理知识时除了具备专业的物理知识外，还要具备一定的教学技能。物理教师需要开发并利用更加有意义的课程资源，结合自身专业的物理知识体系，并结合利用现代的多媒体技术进行物理教学设计，这样将更加有利于实现教学目标2。科幻作品是集视听娱乐于一体的文化产物，将其恰当地引进教学能够赋予教学新的生命力，尤其是在物理课堂内外，也经常成为激发学生学习物理兴趣，活跃学生思维的好方式，但科幻作品却一直没有被一线教师所广泛利用。开发并恰当运用科幻作品中的科学素材，设计出科幻作品与高中物理教学结合的有效案例，是当前高中物理课程资源开发利用的手段之一，是有价值的教学资源研究课题。

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第 2 章 基本概念和理论基础

2.1 课程资源及物理学课程资源

“课程资源”的概念最早的提出者是美国课程学家泰勒，同时他还提出了进行课程研制的三种必需资源：（1）学生，在他看来，在进行教育目标设置时应考虑学生的需求、兴趣等因素，并且按特定的顺序考虑研究这些因素；（2）社会，泰勒提出，潜在的教育目标设置应当立足于社会的需要，而且在课程研制中应该拓宽目标背景研究；（3）作为资源的科目主题，即学科。特托斯顿•胡森和纳维尔•波斯特尔斯威编写《国际教育百科全书》时，为了表述课程资源，他们从目标、教学活动、教学活动组织、课程评价这四个方面展开，这种方式使得课程资源相关的问题变得更加清晰。综合以上分析，课程资源可以有狭义和广义的区别。狭义的课程资源是指课程设计的直接来源和要素，而广义的课程资是指利于实现课程目标的因素总和。通过研究课程资源，我们应当了解到，课程资源是作为课程的重要的组成部分，而且课程资源对课程实施的过程具有约束作用，而课程实施的过程则是有利于课程资源的开发设计，他们两者的关系是辨证统一的。

2.2 科幻作品

科幻小说，一般以表现人类在未来的世界中的生活方式为形式的文学形式，一般会以一种幻想的形式，表现当下人类对美好生活的向往和高科技远景的期盼。科幻小说也是作为常见的通俗小说的一种，却与一般的传统小说不太相同，它是随着近代科技的迅猛发展而相应产生的，其特殊性就在于它与当前已有或假想的科技有着直接的联系甚至常常会带动科技的发展进步，但同时它又是一种文艺创作形式，然而科幻小说其实并不需要担负任何传播科学知识的责任。科幻电影作为电影类型片的一种，一般以科幻元素为题材，以幻想的情景为背景，然后展故事情节叙述的一类影视作品12。科幻电影比较注重于基于真实科学，然而科幻电影中利用到的一些科学理论并不一定会被接受，例如外星生命、五维空间或时间旅行等等。很多科幻电影都是起源于科幻小说，但是科幻电影会从中撷取其中的人文方面的因素，而选择性忽略科幻小说中比较注重的科学逻辑性和严谨性13。

第 3 章 物理学课程资源及科幻作品的特点分析................16

3.1 科幻作品与青少年的联系..............16

3.2 科幻作品的特点.....................19

第 4 章 科幻作品的物理学资源应用策略研究.......22
4.1 科幻作品在中学物理教学中的应用策略............22
4.2 科幻作品资源的使用原则.........31
第 5 章 科幻作品在教学中的应用................33
5.1 科幻作品在中学物理教学中的转化........33
5.2 科幻作用作为教学资源举例.....................37

第 5 章 科幻作品在教学中的应用

5.1 科幻作品在中学物理教学中的转化

在传统的课堂教学中，教师会根据教科书直接提出需要探究的物理问题，虽然其中会首先介绍关于问题的背景，但学生主动发现、构思以及解决问题的机会就会很少。在高中物理课程学习阶段，教师很有必要针对一些值得探究的物理问题设置一些相应的情境环节，让学生可以亲自的主动观察和体验，从而让他们有所发现、有所联想，进而萌发出相关的科学问题；或者也可以创设一些科学小任务，鼓励学生运用科学思维完成相应的指定任务，鼓励学生自己提炼出需要探究的科学问题。情境教学设计法是指教师在教学中可以创设具有一定情节、与教学课程相关的、直观形象的具体应用场景，以这种方式提高学生的学习兴趣和自主学习的能力，并使学生的学习思路得到发展的一种教学方法[40]。问题解决与学习情境（PEI)理论认为问题被置于真实进行的活动情境中时,才可能得到最有效地解决。在解决问题的过程中，学习情境可以促使惰性知识的活性转化[41]。

5.2 科幻作用作为教学资源举例

许多涉及航天题材的科幻电影如《2001 太空漫游》、《火星救援》中都出现了绕着轴线旋转的圆筒或者圆环状的空间站，宇航员在这样的空间站中能够像在地面上一样直立行走。这并不是科幻作家的异想天开，而是航天器设计和航天医学生理学中一直有待攻克的难题。宇航员在长期失重的状态下飞行，会出现肌肉松弛、骨质脱钙等症状。科幻作品中出现的空间站基于的物理原理即，居住在一直旋转的“桶壁”的宇航员和空间站一起做圆周运动，，其受到的向心力来自于空间站的支持力，宇航员对空间站也产生同样大小、方向相反的压力。依靠如此旋转的空间站给宇航员创造人工重力效应，虽然是虚拟的情节，但也是目前 NASA（美国国家航空航天局）在着手开发的功能。
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总结与展望

开发和利用物理课程新资源是我国新课程改革的一个亮点，它不仅是物理课程设计专家和物理教育专家考虑的问题,也是所以处于一线的物理教师团体应该积极主动面对的一个崭新的教学方式和挑战。然而，物理课程资源利用和开发在我国的状况存在以下几个问题：（1）物理课程资源开发的局限性；（2）教师独自开发利用物理课程资源存在困难；（3）物理课程资源的开发利用缺乏有效性。高中生是介于童年期和青年期之间的一个特殊的时期，处于这个阶段的学生呈现出“半儿童、半成人”的心理特点，自我意识越来越强烈，求知欲和探索精神也他们的主要品质。由于科幻作品兼具“科学”和“幻想”两个元素，迎合了这个年龄阶段的学生心理需求，而且科幻作品还可以让学生感悟物理美感，培养学生的发散性思维，同时科幻作品还可以呼唤学生的人文科学精神。综合考虑目前国内课程资源开发现状、高中生的心理特征以及科幻作品的优点，本文提出了将科幻作品作为一种新型物理课程资源，通过对科幻作品进行有效的资源挖掘，同时结合建构主义思想以及 STS 教育理论的思想，以学生为课程设计的中心，融合个体的社会生活进行高中物理课程设计。

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参考文献（略）

本文编号：220496