中南大学化学化工学院 长沙 410083
2015-10-30 收稿
基金项目: 国家自然科学基金项目(21002127)和湖南省教学改革研究项目(湘教通[2010]243号)资助
《Detective Conan and Explore of the Secrets of Chemistry》——Practice and Demonstration of Humanistic Literacy in Scientific Education
College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083
科学人文素质教育对学生的成长极其重要,但由于人文素质课并非与学生所学专业直接相关,对于学生的求职就业也没有直接的帮助,因此,广大学生对人文素质课并不重视,大量出现“选修课必逃”的现象[1]。科学人文素质课程的教学效果与学生的兴趣密切相关[2]。如何激发学生学习的兴趣,提高科学人文素质课的教学效果,实现学生综合素质的提高,成为广大教师面临的重大教学问题。
利用动画,flash等作为教学手段来直观展示已经有了较多研究;在当前的多媒体教学中,动画可通过视频设备直接播放,体现所讲知识点的视听综合效果,便于学生的理解掌握[3]。不过,目前有关基于激发学生兴趣而在课堂上播放动画的教学方法的报道还不多,而且往往侧重于介绍播放动画激发儿童或者小学生的学习兴趣[4]或者利用体育类动画来激发学生对体育运动的兴趣[5];但是,利用动画来直接引入大学生的科学人文素质课的课堂教学,通过动画切入科学知识点激发学生学习兴趣的教学方法还未见报道。
1999年,《名侦探柯南》作为最著名的外国动画片之一被引进中国,至今仍每周一集持续播出,培养了大量的中国80后、90后乃至00后爱好者。与其他动画片不同,它是一部极具知识性又广受欢迎的著名动画片;由于《名侦探柯南》的影响力大,喜爱者众多,因此网上视频资源方便易得,便于出于教学目的进行收集整理[6]。我们通过文献检索发现,对名侦探柯南动画的研究还非常少,仅有一篇新闻学论文以研究动漫粉丝心理的角度进行了研究,国外也没有发现相关的报道[7]。《名侦探柯南》作为一部推理破案的动画片,蕴含着大量的科学知识点,通过介绍这些知识点,剪切相关动画视频资料可有效进行案例教学。此外,随着广大80后(往往都看过《名侦探柯南》)逐渐成为教师队伍的骨干,广泛开设《名侦探柯南》系列课程成为可能。
《名侦探柯南与化学探秘》课程采用“开放式”教学,促进交流,使学生参与到课堂中;引入实践环节,调动了学生的积极性;立体交叉融合的教学内容,在把握“名侦探柯南”的主线的同时,没有遗漏“化学探秘”的根本目的。
《名侦探柯南与化学探秘》课程设立的初衷是为了更好推广化学知识,而现在已经衍生成了“柯南课程”系列,不仅提高了大学生参与科学人文素质课的兴趣,更为科学人文素质课程改革作出了良好的示范[8]。
下面就《名侦探柯南与化学探秘》的情况进行具体示范。
1.1 以激发学生学习兴趣为出发点,依靠团队力量,精心设计课程内容
主讲人提出《名侦探柯南与化学探秘》课程设想后,由多门国家级精品课程负责老师共同研讨,集思广益,对课程的内容体系进行精心设计。本课程共32学时,分8次课完成,通过教学团队组织教学讨论以及示范课程认真研讨决定,每次课完成一个章节的教学,每个章节选取1个或一组相关科学知识点进行讲述。以科学知识为主线,将柯南动画剧情巧妙切入课程体系。
当然,《名侦探柯南》中与课程知识点相关的剧情非常多,因此,每个授课章节需从中精心选取剧情、剪辑与课程关键知识点相联系的动画视频,采取案例教学的方式,对这些知识点进行重点阐述(见表 1)。这种以科学知识为主线,充分体现学科间的交叉、渗透和融合的教学内容设计,有利于激发学生兴趣。
表 1
Table 1
表 1(Table 1)
表 1 《名侦探柯南与化学探秘》课程教学设计
Table 1 The design of the course 《Detective Conan and Explore of the Secrets of Chemistry》
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序号 | 章节名 | 关键知识点 | 引用的剧集名及情节要点
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1 | APTX4869与返老还童的秘密 | 炼丹术与炼金术 | 云霄飞车杀人事件——高中生服用神奇药物APTX4869变为小学生 | |
2 | 点亮生命的火火火火 | 燃烧化学 | 通往天国的倒计时——大楼发生火灾 | |
3 | 灿烂星空下的魔法师 | 烟花化学 | 复活的死亡讯息——利用烟花声响制造不在场证明 | |
4 | 演绎冰与火的协奏曲 | 可燃冰与烷烃 | 绀碧之棺——利用可燃冰的爆炸脱险 | |
5 | 一秒进入人间仙境 | 干冰、液氮等低温知识 | 帝丹小学七大离奇事件——利用干冰遇水释放雾气来制造奇异事件 | |
6 | 那些年我们一起记忆过的各种石灰 | 石灰 | 新闻照片杀人事件——利用石灰遇水放热来制造火灾 | |
7 | 隐形的室内健康杀手 | 甲醛等有害气体 | 看不见的凶手——车内喷洒甲醛杀人 | |
8 | 破解幽灵鬼屋与奔腾血水 | 化学变色反应 | 幽灵鬼屋的真相——酚酞遇氨水变红类似血水 |
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表 1 《名侦探柯南与化学探秘》课程教学设计
Table 1 The design of the course 《Detective Conan and Explore of the Secrets of Chemistry》
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1.2 实施开放式教学,促进互动交流,调动学生学习积极性
人文素质课通常是大班上课,人数众多,选课学生来自不同院系,彼此不熟悉。为了提高课堂教学效果,促进师生之间和学生之间的交流互动,采取开放式教学更有必要。《名侦探柯南与化学探秘》是中南大学中最早实行“开放式”课堂教学的课程之一,要求每组通力合作,共同完成柯南动画剧集中与化学知识点相关的PPT作业,完成较好的作业还可在课堂上公开宣讲。平时在出勤、回答问题等方面也进行分组的竞争性比拼,充分调动了同学的学习积极性,同时也加强了同组同学的讨论交流。通过开放式教学,各组的学习效果大大提高,各个组之间形成了你追我赶的良性竞争氛围;小组内部日趋频繁的交流,增进了同学间的熟悉与友谊以及不同领域知识的交叉融合。学生坦言:觉得本课程的学习是“每周最期盼的事情”,“觉得有家的感觉”。
1.3 引入实践参与环节,激发学生学习兴趣,提高教学效果
根据课程的特色,《名侦探柯南与化学探秘》主要侧重化学知识的讲授,化学是建立在实验基础上的科学,生动有趣的化学实验乃至各种化学魔术,不仅能揭示物质变化的本质,还能激发学生的兴
趣和爱好,培养他们的探索精神。为此在课堂上结合柯南的动画剧集引入了一些十分具有代表性的趣味化学魔术供学生亲自动手操作,充分展示了化学的实验性特征。同时,课堂上的各种趣味科学知识问答也有效地吸引了学生的参与。
下面,以《烟花化学》的章节为例,来说明课程教学设计的具体实施方案(见表 2)。
表 2
Table 2
表 2(Table 2)
表 2 《烟花化学》章节的具体教学设计(共计4节课,180分钟)
Table 2 The design of chapter of fireworks chemistry
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序号 | 课程环节 | 关键知识点 | 教学方法设计及时间分配
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1 | 跟柯南温剧情 | 柯南剧集《复活的死亡讯息》中,犯罪嫌疑人利用口哨声模拟烟花升空声音,用枪声模拟烟花的爆炸声来制造不在场证明。 | 引入烟花知识,烟花都穿插于课程每个环节中,动画演示及讲述约20分钟 | |
2 | 跟柯南学知识 | 黑火药是烟花的起源、烟花的颜色来自于化学焰色反应,剧烈闪光来自于铝热反应,烟花的声响效果来自产生的气体、烟花的污染、PM2.5的知识 | 具体介绍各种科学知识,案例教学,讲述约70分钟 | |
3 | 跟柯南温典故 | 具体介绍有关烟花的人文社会科学知识,爆竹的发明、有关烟花的诗词也注意分析其中科学道理,例如:“烟花三月下扬州”中“烟花”的含义 | 教师讲述并提问,学生回答约30分钟 | |
4 | 跟柯南走四方 | 湖南浏阳烟花的影响力,长沙每周六的烟花表演的情况,讨论“奥运五环”、“大脚印”燃放的科学原理 | 拓展性知识,教师讲述、学生分组讨论约30分钟 | |
5 | 跟柯南炫魔术 | 铝热反应(视频演示法) | 实验演示加讲述,约10分钟 | |
6 | 跟柯南听音乐 | 介绍周杰伦的《烟花易冷》,Katy Perry的Firework等烟花主题的音乐,介绍其中科学知识 | 教师讲述,学生参与并演唱,约15分钟 | |
7 | 跟柯南做习题 | 判断哪些成分的组合可作为烟花 | 巩固学习知识,分组讨论,约5分钟 |
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表 2 《烟花化学》章节的具体教学设计(共计4节课,180分钟)
Table 2 The design of chapter of fireworks chemistry
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本成果采用《名侦探柯南》为切入点,采取案例教学的办法,以现场试验体验等方式激发学生学习兴趣来开展教学,成效显著,具有鲜明的特色。
通过相关实践、调研与总结,取得了一系列重要理论成果:《化学与人类》课程创新与实践教学新模式获得中南大学高等教育教学成果奖二等奖(2012.10);《名侦探柯南与化学探秘》:创新性科学人文素质课程实践与示范获得中南大学高等教育教学成果奖一等奖(2015.9);还有部分教改研究成果发表在国内期刊上[6, 9, 10]。
学生的到课率、听课率、掌握知识效果等方面均取得了明显提高,根据从2014年12月以来,超过500人的选课学生问卷统计,98%的学生表示上课后丰富科学人文知识,99%的学生表示引入动画教学,大大提高了教学效果,超过91%的学生上了还想上,更有大量学生来蹭课旁听,其中还有外校、外地学生。
已推广到李战辉老师的《食品与化学》、李春华老师《药与健康》等人文素质课程及十余所其他大学及中学课堂;已拓展到华中科技大学张瑛老师的《神探柯南与逻辑推理》等人文素质课堂以及中南大学的《有机化学》等专业基础课课堂。此外,《名侦探柯南与科学探秘》系列素质课教材也即将出版,这必将更有利于这一成果的推广应用。
通过人民日报、央视新闻等数十家媒体的报道及成果完成人到大、中学校的多次宣讲,该课程在全国范围内产生了较大的社会反响。多家媒体对本课程进行了深度报道,一致认为本成果极具推广价值。
《名侦探柯南》动画的研究还非常少,仅有一篇新闻学论文以研究动漫粉丝心理的角度进行了研究[7],国外也没有发现相关的报道。《名侦探柯南与化学探秘》作为一项开创性的教改成果,仍需进一步深化与完善,主要体现在如下两个方面。
目前需进一步整理总结《名侦探柯南》系列人文素质课教学经验,提出更具可复制性和可操作的办法,例如实践MOOC、微课、网上资源共享课等形式,推广这种以激发学生兴趣为核心的教学方法。
《名侦探柯南》中涉及数学、物理、化学、生物、材料、历史、地理、语言等众多科学知识点,远不止课堂中所讲到的二十几个;开设或拟开设名侦探柯南系列课程的学校目前也只有十所左右;基于《名侦探柯南》的广泛影响力,整理相关知识点,推广科学知识十分有意义。在即将出版《名侦探柯南与科学探秘》科普图书(教材)化学卷2本的基础上,我们将继续整理出版其他内容,满足广大学生的科普需求,提升社会大众的科学素质。