典型實驗教學視頻案例制作的教學設計

左建軍　劉世清　梁銀英

【摘要】典型實驗教學視頻案例為提高高校實驗教學效果,促進實驗教學改革起到重要推動作用。針對實驗教學視頻案例的制作,文章從教學設計的視角,以個案研究的方法,對典型實驗教學視頻案例的概念特點以及如何應用教學設計做了詳細介紹。

【關鍵詞】典型實驗教學;視頻案例;教學設計

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2009)07—0053—03

高等學校本科教學質量與教學改革工程中提出“建設實驗教學示范中心”,“大力加強實踐教學”,“推進實驗內容和實驗模式改革和創新”[1],典型實驗教學視頻案例必將是一個重要突破口。如,它能供學生網上自學,可輔助實驗課堂導學等。但總結先前制作的一些視頻案例,要么是對整個實驗課堂的寫實性的籠統記錄,缺少選擇性;要么是注重表演式的小品,教學性不強,多數都是制作時對教學設計環節把握的不夠。如何從教學設計角度規范與優化一般典型實驗教學視頻案例的制作,將具有重要的現實意義。

一 相關概念的界定

1 典型實驗教學視頻案例概念的界定

信息化教學案例,一種通過高效利用各種媒體技術,尤其是多媒體和網絡技術,信息化方式的呈現,含有豐富信息資源的教學案例。而應用最廣泛的是通過視、聽覺共同刺激,幫助學習者更好地理解所學內容的視頻案例。它可以提供較書面敘述型案例更多的背景信息和資料來源,具有強烈的真實感和可信度。通過整合圖文聲像等素材的視頻案例,可把大量的、多樣性的數據采用非線性方式編輯組合,拓展了傳統文本案例在教育中的功能[2]。典型實驗教學視頻案例作為信息化教學案例的一種,其源于教學實驗實踐但又不是簡單的實驗活動實錄。一個好的典型實驗教學視頻案例除了把試圖要反映的事件發生的背景交代清楚,還要使得教學案例的描述深入淺出、引人入勝,真實、直觀地再現具有復雜性、不確定性和問題性的實驗教學過程,為學習者接受先進理念、掌握實踐技能提供真實學習情境[3]。今天教育最為深刻的危機之一,就是培養和塑造“知識人”成為根深蒂固的理念。基本技能的培養是必要的,但為思維而教則應得到更多的關注[4]。一般教學專題片側重讓學生掌握已有的程序性知識,而典型實驗教學視頻案例是課程中具有典型示范作用的內容,更強調讓學生探究思考豐富的策略性知識。

2 實驗教學視頻案例制作中的教學設計

任何一種教學都必須進行教學設計,雖然有時教學設計不需要寫成文字,但在實際操作中都在無形使用。筆者已有不少信息化教學案例的制作經歷,通常給視頻制作過程帶來最大影響的不是現場拍攝,不是后期編輯,而是對于整個教學案例的系統設計。案例教學作為一種教學模式,它是把教學設計理論運用到教學實踐過程中的一種方式,所以在案例教學的制作過程中必須遵循教學設計的基本原則。典型實驗教學視頻案例的教學設計,不僅僅是實驗教學設計與視頻制作設計的簡單相加,而是將二者有機的結合完成的系統設計。目前影響范圍最廣的系統化設計模式有循序操作、層層落實的迪克?-凱里模式和統攬全局、著眼整體的肯普模式兩種。對于具體的設計模式要從實際問題出發來確立[5]。結合視頻案例要按照錄制的順序播放的總體的特點,本研究主要參考迪克-凱里模式。為闡述典型實驗教學視頻案例的教學設計過程,我們以《有機化學》的典型實驗教學視頻“乙酰水楊酸的制備”為例(http://210.45.16.10/vod/4452599.wmv)。

二 實驗視頻案例的前端分析

1 視頻呈現內容分析

無論哪一門學科,都存在一些典型的事例。究竟哪些具體的教學內容適合研制成典型實驗教學視頻案例,是進行案例研制的首要任務。典型實驗教學視頻案例包括教師的講解的陳述性知識;實驗教學基本操作的程序性知識;表現探究活動的過程的策略性知識。有時視頻效果的美感、教學過程人物對待實驗的態度等情感方面的內容,都能通過視頻表現,也須引起重視。作為視頻案例還要注意做到客觀真實,當然根據高斯曼和史地佛二人的觀點,案例可不必將真實的事件做完全的描述[6]。換言之,為了教學目的或是當事人的隱私,除主要的操作過程、數據必須真實外,可進行必要的修改和潤飾。另外案例要具有復雜、沖突的元素,產生有待解決的議題,驅動學習者的討論。至于視頻案例具有針對性、適度性以及啟發性等也都是需要注意的原則。“乙酰水楊酸的制備”實驗的主要內容:實驗裝置的搭置,乙酰水楊酸的合成,生成物的提純,產品的檢驗,以及整個操作過程的演示與改進合成方案的探究等。

2 學習者的分析

教學對象是進行實驗視頻案例教學的主體,視頻教學案例能否被學習者接受與理解,是研制實驗教學案例必須考慮的問題。對于即將參與拍攝“乙酰水楊酸的制備”實驗的學生來說,他們是已學完本章節理論課的藥學專業學生,具備相關的理論知識。但為了順利完成該實驗的攝制,需要這些學生對實驗過程中大部分儀器的使用達到熟練程度。而制作完成的典型實驗教學視頻案例將適用于高校所有要求學習實驗化學的學生,但不強調普通學生也要達到參與實驗拍攝過程學生的熟練水平。

3 其他相關準備

首先是相關人員的準備,如教師的教學準備、學生實驗前的交代、視頻制作人員對案例的熟悉等等。教師不光做好平時實驗課的教學備課,更要考慮到教學錄像過程中可能遇到的各種問題,以免現場攝像時出現怯場或者不連貫等問題。拍攝導演或攝像編輯要對實驗課程有整體的把握,各方面人員要提前做好交流溝通。再者是物質方面的準備,如實驗場所的選定、實驗設備儀器的準備、教室拍攝環境的布置等等。“乙酰水楊酸的制備”實驗安排在學校實驗教學大樓的有機化學實驗室,由具有豐富教學經驗的教授主講。

三 實驗視頻案例目標的闡明

根據典型實驗教學視頻案例的特點,“乙酰水楊酸的制備”實驗視頻案例其教學性目標可表示為:通過學習乙酰水楊酸的制備,初步了解有機合成中乙酰化反應原理及方法;進一步熟悉減壓過濾、重結晶操作技術。通過該案例學習,可增加學生的感性認識,便于其將理論知識運用于實踐情境;可提高學生學習的遷移能力,運用典型事例的分析來掌握解決復雜問題的方法,并在以后遇到了相同或者類似情況的時候加以采納。實驗案例需完成的任務要求只圍繞一個重點問題展開,但是難點可能會很多,有些需要在教學過程中解決,有些需要學生自己領悟和掌握。該案例的技術性目標要求:制作完成的視頻案例是一個完整的教學過程,能實現基本的教學功能;它可以在學校基礎化學實驗室的多媒體系統中播放使用,還可以放在學校的網路學習平臺上,供學生自學。通過本視頻案例的學習,即使學生不聽教師的實驗講解,也能通過案例對所學內容達到基本掌握,甚至可以在實驗過程中反復觀看范例,輔導其完成實驗。因此,視頻中有關實驗的操作性內容必須豐富,對實驗常見的問題和需要注意的地方要有充分的說明和演示。

四 實驗視頻案例的過程設計

典型實驗教學視頻案例可短于一個標準教學課時長,一般在15分鐘左右。根據前面已經確定好的教學內容和目標,現在以系統教學設計的原理來不斷完善教學的實施。“乙酰水楊酸的制備”實驗教學視頻案例大體分為內容導言、演示操作、學生實驗(可結合探究性學習同步展開)、實驗總結。詳細設計如下:

1教學安排:教師介紹實驗目標、實驗內容、實驗器材以及實驗的主要原理。本實驗的原理是將水楊酸與乙酐作用,通過乙酰化反應,使水楊酸分子中酚羥基上的氫原子被乙酰基取代生成乙酰水楊酸。加入少量濃硫酸作催化劑,其作用是破壞水楊酸分子中羧基與酚羥基間形成的氫鍵,從而使酰化反應容易完成。

技術方案:拍攝內容包括實驗室的環境、寫好的板書內容、教師的實驗內容講授(圖1的①)等,實際拍攝的影像時間比后期編輯所得的影像時間要稍長(后面操作類似)。預完成的視頻的時長3分鐘左右。

2教學安排:介紹實驗要用到的主要儀器和試劑,儀器有大試管、水浴鍋、溫度計、燒杯、布氏漏斗、吸濾瓶、水泵、量筒、安全瓶、表面皿等;試劑有水楊酸、乙酐、濃硫酸、95%乙醇、0.06mol/L三氯化鐵。

技術方案:拍攝時,要將實驗中的重要儀器(圖1的②)和試劑特寫列出。預完成的視頻的時長不超過1分鐘。

3 教學安排:此階段是實驗的重點部分(圖2),包括介紹實驗裝置的搭置和實驗的進行過程。實驗具體過程首先是對乙酰水楊酸的合成,包括對混合溶液水浴加熱,攪拌器攪拌,冷卻結晶,幾次抽濾,直到烘干得到白色的乙酰水楊酸粗品;然后對粗產品進行重結晶,包括溶解、冷卻結晶,抽濾及烘干獲得純乙酰水楊酸;最后對合成產品進行定性檢驗,主要是利用FeCl3對少許的乙酰水楊酸溶液反應的顏色變化來判斷產品的質量。

技術方案:整個實驗要保證記錄一個完整實驗需要經過的各步操作。主線是教師的實驗操作(圖1的③),重點對學生實驗操作進行記錄(圖1的④),平均每個步驟有兩三個不同學生操作的畫面,拍攝過程中要充分捕捉拍攝主體,尤其注意重要環節的特寫,有的部分還要實驗后適當的補拍。實驗的制取環節,要以最佳的角度對操作過程全程記錄,寧可多拍也不能缺少重要場景的畫面(圖1的⑤)。實驗等待時段,如水浴加熱預計要20分鐘,期間可穿插介紹實驗環節中要注意的事項。實驗的注意事項要選擇具有代表性的問題記錄,如抽濾時候應該先開真空泵,再倒濾液,可適當捕獲個別學生在此環節中出現的錯誤操作;濾紙的剪裁、放置到布氏漏斗過程的特寫,能感性直白地解釋這是需要注意的環節,等等。實驗提純階段,除了重點記錄實驗的過程外,也穿插講解實驗的注意事項。實驗檢驗部分對試管溶液的拍攝最好用特寫表現,因為該過程是通過比較顏色的變化來判定實驗產品質量的(圖1的⑥)。整個實驗過程最后編輯好后的視頻時長預計在8分鐘左右。

4 教學安排:在大多數學生實驗操作完成后,適時要求停止實驗。教師針對實驗過程中遇到的典型問題進行點評,如重結晶的原理是什么;前后兩次用三氯化鐵溶液檢查,其結果說明了什么?然后,提出一些值得探究思考的問題,如催化劑能否用碳酸鈉代替了濃硫酸或磷酸,甚至是路易斯酸改進產品的合成方法[7],等等。

技術方案:掃描學生實驗的各個過程,列舉學生實驗中遇到的常見問題,重放實驗過程的重難點操作。影像畫面采用對不同學生操作中出現的典型問題與正確解決的視頻為主。有些如涉及到原理的知識,可結合圖示、動畫的演示給予解答。預計完成視頻時長3分鐘左右。

5 教學安排:小結實驗,拆卸裝置,整理實驗臺,實驗結束。

技術方案:完成拍攝,整理素材,以備后期編輯。

五 實驗視頻案例的評價與反思

作為視頻教學案例也有一些不足之處,它缺乏實時性,因此要求成品能經得起反復的觀看和研究。在正式生成作品前要有相當嚴格的評價階段,堅決杜絕技術性的偏差和缺點。如老師演示實驗的過程要嚴格按照規定操作,不能出現一些平時的不良習慣,更不可是錯誤操作。拍攝人員的技術也相當重要,減少和杜絕各種拍攝缺憾。編輯過程中,由學科專家與編輯人員統一合作,仔細審片,保證質量。對于因非技術原因導致的不足,能補拍的盡可能彌補,及時汲取經驗教訓。生成影片后,可將視頻文件以完整的形式,如利用索尼DSR-1800AP編輯機、DPS Velocity全實時非線性編輯系統,輸出到磁帶上或者以質量最佳的視頻格式輸出(如mpeg格式)刻錄保存,以便于今后再次修改利用。

典型實驗教學視頻案例只有經過認真細致地教學設計,才能為后面的分鏡頭腳本的編寫,直到成品的完成提供可能。有時候這種教學設計拍攝的成本會相應較高,但為實現教育改革和質量工程的建設卻意義重大。對于本次制作的“乙酰水楊酸的制備”實驗視頻案例,雖然完成了預期的計劃,但仍有需要改進之處。如,有些實驗教師的教學有些拘謹,且對教學錄像認識有限,導致實驗過程中對一些需要連貫操作的環節出現間斷,今后可以對那些沒有拍攝經歷的教師開展微格培訓;實驗室的通風櫥過于緊湊,使得攝像機在拍攝過程中經常被一些障礙物遮擋,畫面顯得有些凌亂;最后對于聲音的錄制欠仔細,有時因與拍攝主體距離太遠聲音捕捉不夠,或周圍的雜音過大導致部分片段聲音嘈雜不清等。總之,典型實驗教學視頻案例的制作,是綜合教學內容的實驗設計和外在載體的視頻制作設計,形成二者有機結合的整體性教學設計。

參考文獻

[1] 周濟.實施“質量工程”貫徹“2號文件”全面提高高等教育質量[DB/OL].

[2] 牟書,曾美英.大學生心理健康教育課中視頻案例的設計[J].中國電化教育,2008,(7):67-69.

[3] 高素敏.試論教學案例電視教材的設計與制作[J].中國電化教育,2006,(5):83-85.

[4] 郅庭瑾.為思維而教[J].教育研究,2007,(10):44-48.

[5] (美)R.M.加涅等著,王小明等譯.教學設計原理(第五版)[M].上海:華東師范大學出版社,2007,2.

[6] 張民杰.案例教學法——理論與實務[M].第一版.北京:九州出版社,2006:66.

[7] 喬永鋒等.乙酰水楊酸合成方法改進[J].云南民族大學學報(自然科學版),2008,(3):244-245.