將一管氯化鋁溶液倒入盛著氫氧化鈉溶液的容器,溶液瞬間變得渾濁,這時,好戲開始了——漆黑的幕布前,白色雪花狀的絮狀物簌簌直下,升騰,旋轉,聚攏又散開,跳著絢麗的舞蹈,有如一場意料之外的煙火表演。
▲氫氧化鋁沉澱反應
這是高清攝影機記錄下的氫氧化鋁沉澱反應,也是猿輔導最新推出的一組中學化學實驗視頻中的一個場景,而氫氧化鋁沉澱反應是每個中學生必須要掌握的基本化學知識。
與常見、老舊的僅能展現操作步驟的學校教學視頻不同,這組視頻是通過高清4k攝像機和微距鏡頭,用高速攝影或顯微攝影清晰地還原化學現象的完整過程,視頻解析度達到4096×2160,是目前清晰度最高的畫質,可以拍到肉眼看不到的化學反應細節,例如在硫酸銅和鋅的金屬置換反應中,顆顆氣泡大小的銅樹從鋅片表面生長出來,隨著銅樹的沉積、生長,銅獨有的紫紅色很快覆蓋了鋅片表面。拍攝所用的設備和技術均為好萊塢大片御用。
將複雜的科學原理,運用直觀的視覺形式呈現出來,作為猿輔導推出的第一期科學可視化視頻,它將用3分鐘左右的時間,展現24個重要的中學化學實驗反應現象,以及一系列中學化學結構模型的超高清圖片。這些視頻和圖片都將在9月的猿輔導秋季班課中與全國中學生見面,並將免費共享給全國的學校和老師,用於日常課件或教學使用。
中學實驗視頻用上了《美國隊長》拍攝設備
這組視頻拍攝耗時幾個月,使用了價值三百多萬元的ARRI ALEXA高清運動攝影機,《美國隊長3》、《銀河護衛隊》等好萊塢大片拍攝所用的也是這款設備。除此以外,還有多個單價數十萬的高端微距鏡頭,視頻單日拍攝成本近百萬。這樣的器材確保捕捉到化學反應中那些驚奇的美妙瞬間與絢麗的色彩跳動,帶來電影大片般的視覺效果。
▲高錳酸鉀和碘化鉀的氧化還原反應
在嚴格實驗環境下,由於化學試劑的敏感性,溫度、燈光、亮度等細微變化都會影響到實驗結果和拍攝畫面,短短15秒的一個場景成片,需要重複拍攝近百遍,這還不算適配實驗容器、溶劑比例進行的反覆更換、調試。
▲硝酸鈷+矽酸鈉
站在試管中看化學現象
在國外,學生都是從實驗開始接觸科學學科。但在中國,以化學學科為例,2014年的調查顯示,在上海等華東發達地區,超過85%的老師不會在實驗教學中採用任何新技術;20%以上的中學沒有配備專門的化學實驗員;63%的學校只有一名化學實驗員。中國有將近一半的學生幾乎沒有動手做過化學實驗,做過化學實驗的學生裡,多數也是蜻蜓點水。
▲氯化鐵+矽酸鈉
這組視頻將最先進的科學可視化技術和理念帶入到傳統的中學實驗教學中,讓學生就像置身在化學試管中,去觀察化學反應的每一個細小的變化,去感受美妙的化學世界,而不只是遠遠的看著老師進行各種實驗操作,靠想像去理解枯燥的化學方程式。
可視化的場景式學習,不僅展現了科學之美,更好的喚起了中學生對科學的興趣。還讓科學知識變得直觀,更容易理解,這對提升學習效率大有幫助。「以電解水的知識點為例,學生需要記住氫氣氧氣體積比是2:1,通過短片,學生可以直接看到碳棒陰極的冒氣速度比氧氣快得多,很容易就能記住這個體積比。」視頻策劃者張明燃舉例稱。
炫酷背後,更重要的是傳播知識
視頻策劃者張明燃和張鶴至都曾拿過國內中學最權威化學競賽「全國高中學生化學競賽」的一等獎,被保送至北大,目前都在猿輔導從事在線輔導教學。
他們發現,如今的學生依然對化學有很大誤解,認為化學就是枯燥乏味的代名詞,對付考試只有死記硬背,甚至還在看20年前他們上學時看的那些實驗視頻,「拍得跟80年代科教片一樣,解說僵硬,呈現形式死板。」張明燃說。這成為他們策劃視頻的初衷。
▲硝酸銅+矽酸鈉
「有別於其他化學實驗視頻,我們不單是為了追求炫酷的視覺效果,更帶有明確的教學目的,在學生看完視頻的基礎上,還會有配套的免費直播課來告訴學生視頻背後的故事。因此,視頻更強調內容和材料的精確性,要讓學生看懂其中的門道,深入了解實驗的化學原理。」張明燃強調。
接下來,物理、生物等中學其他科學的實驗視頻以及相應的在線課程都將在猿輔導陸續推出。目前,物理實驗視頻已在製作當中。