TED-Ed微課的教學價值及其對中學化學教學的啟示

韋新平

摘要：TED-Ed是當前國外流行的基于動畫的微視頻課程。概述了TED-Ed微課及其特點，以36個化學微課為例，分析了TED-Ed微課在幫助學生建構化學概念、理解反應原理、提高化學素養三個層面的教學價值以及給中學化學教學帶來的借鑒意義。

關鍵詞：TED-Ed；微課；化學教學；課程資源

文章編號：1005–6629（2017）3–0017–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

TED-Ed是TED大會（Technology Entertainment Design）于2011年推出的在線教育課程（ed. ted.com），內容涉及科學、技術、經濟、哲學、藝術、心理學等領域。TED-Ed以“打造有價值的課程”為理念，關注如何將TED演講的內容應用到中小學教學當中[1]，故筆者搜集了一批以學科知識點或問題為主題的、10分鐘以內的TED演講，許多還配上了精美的動畫，制作成短小的視頻課程。相對于大部分的TED主題演講，TED-Ed視頻時長更短，更符合學生的視覺駐留規律；內容更精，聚焦一個核心知識點或問題，故近年來許多研究者將其納入了微課的研究范疇[2]。不同于國內課堂實錄式、課件錄屏式的微課，也不同于“可汗學院”借助電子黑板講解式的微課，TED-Ed微課的特色體現在它知識的講解會配以非常有意思的卡通動畫。對于基礎教育階段的學生而言，這種課程形式更生動、有趣，更容易激發學生探索知識的欲望。

當前TED-Ed平臺的微課數量已經超過一萬三千節，有多少關注中學化學知識教學？這些化學微課在內容呈現方式上有什么特點？對中學化學教學有何借鑒意義？如何開展基于TED-Ed微課的教與學的實踐？上述問題的研究是比較匱乏的。為此，筆者借助TED-Ed網站中學科與主題導航，篩選出了36個與中學化學相關的動畫微課，通過分析和比較，剖析了其內涵和教學價值，以期給化學教學帶來一些啟示。

2 TED-Ed化學微課的內涵及其教學價值

TED-Ed化學微課講授的內容雖然不同，但其關注的領域主要集中在四個模塊：物質結構與化學概念、化學反應原理、化學與生活以及化學史（見表1），在不同的模塊凸顯了不同的教學價值。

2.1 巧用類比，幫助學生建構化學概念

化學概念的微觀抽象性往往容易使學生在概念建構過程中產生障礙，形成迷思概念。對此，TED-Ed微課采用了大量“圖像類比”的方法突破一些核心概念的教學難點（見表2）。所謂“圖像類比”，即通過日常事物或生活情景圖像類比科學概念的有效學習工具[3]。

例如，學生難以理解極性鍵所表達的電子不平均分配的涵義，微課“極性是怎樣讓水變得與眾不同？”把氫氧鍵的極性類比成拔河：一邊是又高又壯的美式足球球員（氧），另一邊是蹣跚學步的小孩（氫），氧原子中的質子比氫原子多，“力氣”更大，能吸引更多帶負電的電子，就像拔河中的強者可以輕松把弱者拉過來。又如為了幫助學生理解物質的量的概念，形象地描述1摩爾的大小，微課“一摩爾有多大？”進行了類比：1摩爾籃球可以制造和地球一樣大的星球；一出生時有1摩爾的錢，每秒鐘花一百萬直到一百歲還有99.9%以上的錢在銀行里。

可以看出，TED-Ed微課非常注重聯系生活中熟悉的事物與原子、分子、阿伏伽德羅常數等概念進行類比，這些形象而生動的類比輔以詼諧、有趣的動畫，避免了冗長的文字敘述，直觀而簡明地傳遞了復雜、抽象的科學概念。同時建立了宏觀和微觀的聯系，增進了學生對微粒以及物質結構更本質的認識（見圖1）。在概念教學、教材編制當中，我們可以把這些類比案例合理遷移、利用，幫助學生積累足夠的感性認識，強化概念的意義建構，促進微粒觀的形成。值得一提的是，不同于國內微課標題以知識點命名，TED-Ed微課在標題上多采用疑問句的形式，這對學生更具吸引力，問題指向性也更強。

2.2 模擬情境，幫助學生理解反應原理

復雜、枯燥而抽象的化學反應原理往往難以調動學生的學習積極性，成為學生學習化學理論極大的困擾。倘若把化學原理中的相關對象用人物角色替代，放置在一個問題情境中，能使枯燥的化學原理“活”起來，強化學生對化學原理的理解。例如，對于有效碰撞理論以及化學反應速率的影響因素，微課“如何加快化學反應（得到約會）”虛擬了如表3所示情境。

類似情境模擬在TED-Ed微課中還有很多，例如微課“酸和堿的強弱”把“中和反應”替換成24小時的柜員機并模擬情境：酸來存款，給出氫離子；堿來取款，獲得氫離子。它倆同時在水的賬戶消費，收支相互抵消，水在這個過程中充當了公平又恒久的銀行家。又如，對于學生難以理解的能量變化曲線圖，微課“是什么引發了一個化學反應”把這一過程模擬成打高爾夫球的過程，目標是把球（反應物）打高，然后順著另一個陡坡滾下進洞（反應產物）。在上坡的時候需要給球輸入能量（活化能），當球下滾時，它會向周圍釋放能量。球進洞則反應周期結束，得到產物（見圖2）。

這些微課如同微電影一樣深入淺出地剖析了一個對學生而言復雜又陌生的反應過程，再現了化學反應的微觀機理。給我們帶來的啟發是：對于我們的課堂教學，也可以創設類似問題情境，引導學生在課堂上分組討論，設計方案并嘗試扮演化學反應原理中的相關角色。這對于增進學生對化學原理的理解，提高學生的課堂主體性有著重要的意義。

2.3 化學與生活、化學史相結合，提高學生的化學素養

TED-Ed微課雖然短小，但滲透了“從生活走進化學，從化學走向社會”的理念。例如講解氫鍵知識前從學生熟悉的話題、感興趣的問題引入知識的教學：“為什么昆蟲能在池塘水面行走，可你嘗試這么做卻撲通一聲掉進水里？為什么冬天湖面會結冰而底下卻不會？”在微課結尾又拋出啟發性問題：“怎樣從氫鍵的角度去看待你周圍這個小至細胞、大至海洋的物質世界？”以此啟迪學生應用、拓展所學化學知識進行更多的思考。

另一個顯著特點是非常關注化學史的教學。這體現在兩個方面：

首先，結合化學史以時間為線索講授概念的發展歷程，契合了學生從低階到高階的思維發展規律，有助于識記、理解化學理論的本質。例如，微課“對原子2400年的探索”描述了從德謨克利特到海森堡探索原子結構的歷程（見圖3）。

其次，關注化學史背后的人文、科學素養。例如，微課“門捷列夫與元素周期表”描述了前后幾代科學家探索元素周期表的艱辛歷程（見圖4）。

作者不僅用精練的語言陳述了化學理論探索、發現的過程，更宣揚了化學家敢于質疑、勇于創新、不畏挫折、承前繼后的精神品質：德謨克利特的勇敢、道爾頓的謙遜、拉瓦錫的嚴謹、門捷列夫的堅持。這些微課可以作為素材利用、穿插到教學環節當中，也可以作為案例提煉、遷移到教學內容當中。這對于提高學生的科學素養，培養學生的化學價值觀，塑造善于觀察、歸納，勇于探索、創新的品質，是很有幫助的。

另外，微課“從DNA到大黃鴨：豐富的高分子世界”提到：最早的合成高分子來自幾個化學反應的副產物，但科學家們覺得毫無用處就丟棄了。善于觀察和思考的貝克蘭德不愿放棄，他堅持不懈地進行研究，合成出了至今仍然廣泛使用的酚醛樹脂。滲透了一個核心思想：化學領域沒有廢物可言，只要你肯探索和發現。同時也告訴我們：化學是一把雙刃劍，例如塑料在造福人類的同時，也帶來了難以分解，使土壤和海水惡化的危害。合理利用化學物質，趨利避害，這些微課中傳遞出的化學價值觀正是我們當前課堂教學所匱乏的。

3 TED-Ed微課在學習應用層面的價值與思考

TED-Ed微課的價值不僅體現在它豐富的內涵，獨特而巧妙的構思，以及幽默而精致的動畫上，更體現在它衍生出了一種新的學習方式，這一點在TED-Ed網站上的內容版塊就能看出來（見圖5）。TED-Ed微課除了幾分鐘的在線視頻外，還設置了問題思考區（Think），通過幾道選擇題和問答題實時考察對知識點的掌握程度；討論交流區（Discuss），讓學習者可以交流遇到的問題，開展思維碰撞；拓展材料區（Dig Deeper），提供更豐富的與視頻相關資源供學習者深入學習。這些版塊的設置為提高學習的質量，拓展學習的深度和廣度提供了另一片天地。更關鍵的是，TED-Ed提供了一個創建個人專屬課程頁面的平臺，允許教師對已有微課進行“課程訂制”（Customize This Lesson）：自主編輯視頻，截取適合自己學生學習的部分，添加合適的內容，如導語、習題、拓展材料等。創建的課程頁面能通過電子郵件或網絡社交平臺發給學生自學。對學生而言，可以在家里或課堂以外的時間自主學習微課，然后回到課堂，交流學習的經驗和存在的問題。這種先學后教，以學定教的“翻轉課堂”模式轉變了傳統課堂以講授為主的模式，給學生提供了一種新的學習方式。此外，TED-Ed像“可汗學院”一樣設置了數據跟蹤系統，教師和學生賬戶能夠建立關聯，方便教師了解學生的學習進度、知識水平、存在的學習障礙并進行相關數據統計，以此評估學生的學習水平，以方便教師制定相關的學習指導和建議。

當前，TED-Ed平臺基于現有微課視頻翻轉的課程數目已經超過20萬節，越來越多的教育工作者開始關注這一領域。TED-Ed微課從教與學兩個兩個層面給當前的中學化學教學注入了新鮮的血液，帶來了全新的思考，推進TED-Ed與中學化學教學的深度融合值得我們進一步的努力和實踐。

參考文獻：

[1] 官芹芳. TED-Ed：當演講變成課程[J].上海教育，2012，（17）：25～26.

[2] 梁樂明，曹俏俏，張寶輝.微課程設計模式研究——基于國內外微課程的對比分析[J].開放教育研究，2013，（1）：65～72.

[3] 麥裕華，陳徽，錢揚義.“圖像類比”在教科書中的應用——以人教版高中化學選修模塊教科書為例[J].化學教育，2009，（8）：22～24.