TED-Ed微课的教学价值及其对中学化学教学的启示

2017-04-21韦新平

化学教学 2017年3期

关键词：课程资源化学教学微课

韦新平

摘要：TED-Ed是当前国外流行的基于动画的微视频课程。概述了TED-Ed微课及其特点，以36个化学微课为例，分析了TED-Ed微课在帮助学生建构化学概念、理解反应原理、提高化学素养三个层面的教学价值以及给中学化学教学带来的借鉴意义。

关键词：TED-Ed；微课；化学教学；课程资源

文章编号：1005–6629（2017）3–0017–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

TED-Ed是TED大会（Technology Entertainment Design）于2011年推出的在线教育课程（ed. ted.com），内容涉及科学、技术、经济、哲学、艺术、心理学等领域。TED-Ed以“打造有价值的课程”为理念，关注如何将TED演讲的内容应用到中小学教学当中[1]，故笔者搜集了一批以学科知识点或问题为主题的、10分钟以内的TED演讲，许多还配上了精美的动画，制作成短小的视频课程。相对于大部分的TED主题演講，TED-Ed视频时长更短，更符合学生的视觉驻留规律；内容更精，聚焦一个核心知识点或问题，故近年来许多研究者将其纳入了微课的研究范畴[2]。不同于国内课堂实录式、课件录屏式的微课，也不同于“可汗学院”借助电子黑板讲解式的微课，TED-Ed微课的特色体现在它知识的讲解会配以非常有意思的卡通动画。对于基础教育阶段的学生而言，这种课程形式更生动、有趣，更容易激发学生探索知识的欲望。

当前TED-Ed平台的微课数量已经超过一万三千节，有多少关注中学化学知识教学？这些化学微课在内容呈现方式上有什么特点？对中学化学教学有何借鉴意义？如何开展基于TED-Ed微课的教与学的实践？上述问题的研究是比较匮乏的。为此，笔者借助TED-Ed网站中学科与主题导航，筛选出了36个与中学化学相关的动画微课，通过分析和比较，剖析了其内涵和教学价值，以期给化学教学带来一些启示。

2 TED-Ed化学微课的内涵及其教学价值

TED-Ed化学微课讲授的内容虽然不同，但其关注的领域主要集中在四个模块：物质结构与化学概念、化学反应原理、化学与生活以及化学史（见表1），在不同的模块凸显了不同的教学价值。

2.1 巧用类比，帮助学生建构化学概念

化学概念的微观抽象性往往容易使学生在概念建构过程中产生障碍，形成迷思概念。对此，TED-Ed微课采用了大量“图像类比”的方法突破一些核心概念的教学难点（见表2）。所谓“图像类比”，即通过日常事物或生活情景图像类比科学概念的有效学习工具[3]。

例如，学生难以理解极性键所表达的电子不平均分配的涵义，微课“极性是怎样让水变得与众不同？”把氢氧键的极性类比成拔河：一边是又高又壮的美式足球球员（氧），另一边是蹒跚学步的小孩（氢），氧原子中的质子比氢原子多，“力气”更大，能吸引更多带负电的电子，就像拔河中的强者可以轻松把弱者拉过来。又如为了帮助学生理解物质的量的概念，形象地描述1摩尔的大小，微课“一摩尔有多大？”进行了类比：1摩尔篮球可以制造和地球一样大的星球；一出生时有1摩尔的钱，每秒钟花一百万直到一百岁还有99.9%以上的钱在银行里。

可以看出，TED-Ed微课非常注重联系生活中熟悉的事物与原子、分子、阿伏伽德罗常数等概念进行类比，这些形象而生动的类比辅以诙谐、有趣的动画，避免了冗长的文字叙述，直观而简明地传递了复杂、抽象的科学概念。同时建立了宏观和微观的联系，增进了学生对微粒以及物质结构更本质的认识（见图1）。在概念教学、教材编制当中，我们可以把这些类比案例合理迁移、利用，帮助学生积累足够的感性认识，强化概念的意义建构，促进微粒观的形成。值得一提的是，不同于国内微课标题以知识点命名，TED-Ed微课在标题上多采用疑问句的形式，这对学生更具吸引力，问题指向性也更强。

2.2 模拟情境，帮助学生理解反应原理

复杂、枯燥而抽象的化学反应原理往往难以调动学生的学习积极性，成为学生学习化学理论极大的困扰。倘若把化学原理中的相关对象用人物角色替代，放置在一个问题情境中，能使枯燥的化学原理“活”起来，强化学生对化学原理的理解。例如，对于有效碰撞理论以及化学反应速率的影响因素，微课“如何加快化学反应（得到约会）”虚拟了如表3所示情境。

类似情境模拟在TED-Ed微课中还有很多，例如微课“酸和碱的强弱”把“中和反应”替换成24小时的柜员机并模拟情境：酸来存款，给出氢离子；碱来取款，获得氢离子。它俩同时在水的账户消费，收支相互抵消，水在这个过程中充当了公平又恒久的银行家。又如，对于学生难以理解的能量变化曲线图，微课“是什么引发了一个化学反应”把这一过程模拟成打高尔夫球的过程，目标是把球（反应物）打高，然后顺着另一个陡坡滚下进洞（反应产物）。在上坡的时候需要给球输入能量（活化能），当球下滚时，它会向周围释放能量。球进洞则反应周期结束，得到产物（见图2）。

这些微课如同微电影一样深入浅出地剖析了一个对学生而言复杂又陌生的反应过程，再现了化学反应的微观机理。给我们带来的启发是：对于我们的课堂教学，也可以创设类似问题情境，引导学生在课堂上分组讨论，设计方案并尝试扮演化学反应原理中的相关角色。这对于增进学生对化学原理的理解，提高学生的课堂主体性有着重要的意义。

2.3 化学与生活、化学史相结合，提高学生的化学素养

TED-Ed微课虽然短小，但渗透了“从生活走进化学，从化学走向社会”的理念。例如讲解氢键知识前从学生熟悉的话题、感兴趣的问题引入知识的教学：“为什么昆虫能在池塘水面行走，可你尝试这么做却扑通一声掉进水里？为什么冬天湖面会结冰而底下却不会？”在微课结尾又抛出启发性问题：“怎样从氢键的角度去看待你周围这个小至细胞、大至海洋的物质世界？”以此启迪学生应用、拓展所学化学知识进行更多的思考。

另一个显著特点是非常关注化学史的教学。这体现在两个方面：

首先，结合化学史以时间为线索讲授概念的发展历程，契合了学生從低阶到高阶的思维发展规律，有助于识记、理解化学理论的本质。例如，微课“对原子2400年的探索”描述了从德谟克利特到海森堡探索原子结构的历程（见图3）。

其次，关注化学史背后的人文、科学素养。例如，微课“门捷列夫与元素周期表”描述了前后几代科学家探索元素周期表的艰辛历程（见图4）。

作者不仅用精练的语言陈述了化学理论探索、发现的过程，更宣扬了化学家敢于质疑、勇于创新、不畏挫折、承前继后的精神品质：德谟克利特的勇敢、道尔顿的谦逊、拉瓦锡的严谨、门捷列夫的坚持。这些微课可以作为素材利用、穿插到教学环节当中，也可以作为案例提炼、迁移到教学内容当中。这对于提高学生的科学素养，培养学生的化学价值观，塑造善于观察、归纳，勇于探索、创新的品质，是很有帮助的。

另外，微课“从DNA到大黄鸭：丰富的高分子世界”提到：最早的合成高分子来自几个化学反应的副产物，但科学家们觉得毫无用处就丢弃了。善于观察和思考的贝克兰德不愿放弃，他坚持不懈地进行研究，合成出了至今仍然广泛使用的酚醛树脂。渗透了一个核心思想：化学领域没有废物可言，只要你肯探索和发现。同时也告诉我们：化学是一把双刃剑，例如塑料在造福人类的同时，也带来了难以分解，使土壤和海水恶化的危害。合理利用化学物质，趋利避害，这些微课中传递出的化学价值观正是我们当前课堂教学所匮乏的。

3 TED-Ed微课在学习应用层面的价值与思考

TED-Ed微课的价值不仅体现在它丰富的内涵，独特而巧妙的构思，以及幽默而精致的动画上，更体现在它衍生出了一种新的学习方式，这一点在TED-Ed网站上的内容版块就能看出来（见图5）。TED-Ed微课除了几分钟的在线视频外，还设置了问题思考区（Think），通过几道选择题和问答题实时考察对知识点的掌握程度；讨论交流区（Discuss），让学习者可以交流遇到的问题，开展思维碰撞；拓展材料区（Dig Deeper），提供更丰富的与视频相关资源供学习者深入学习。这些版块的设置为提高学习的质量，拓展学习的深度和广度提供了另一片天地。更关键的是，TED-Ed提供了一个创建个人专属课程页面的平台，允许教师对已有微课进行“课程订制”（Customize This Lesson）：自主编辑视频，截取适合自己学生学习的部分，添加合适的内容，如导语、习题、拓展材料等。创建的课程页面能通过电子邮件或网络社交平台发给学生自学。对学生而言，可以在家里或课堂以外的时间自主学习微课，然后回到课堂，交流学习的经验和存在的问题。这种先学后教，以学定教的“翻转课堂”模式转变了传统课堂以讲授为主的模式，给学生提供了一种新的学习方式。此外，TED-Ed像“可汗学院”一样设置了数据跟踪系统，教师和学生账户能够建立关联，方便教师了解学生的学习进度、知识水平、存在的学习障碍并进行相关数据统计，以此评估学生的学习水平，以方便教师制定相关的学习指导和建议。