好莱坞大片既视感:绚丽的中学生化学实验

2020/2/14 17:09:36

将一管氯化铝溶液倒入盛着氢氧化钠溶液的容器,溶液瞬间变得浑浊,这时,好戏开始了——漆黑的幕布前,白色雪花状的絮状物簌簌直下,升腾,旋转,聚拢又散开,跳着绚丽的舞蹈,有如一场意料之外的烟火表演。

▲氢氧化铝沉淀反应

这是高清摄影机记录下的氢氧化铝沉淀反应,也是猿辅导最新推出的一组中学化学实验视频中的一个场景,而氢氧化铝沉淀反应是每个中学生必须要掌握的基本化学知识。

与常见、老旧的仅能展现操作步骤的学校教学视频不同,这组视频是通过高清4k摄像机和微距镜头,用高速摄影或显微摄影清晰地还原化学现象的完整过程,视频分辨率达到4096×2160,是目前清晰度最高的画质,可以拍到肉眼看不到的化学反应细节,例如在硫酸铜和锌的金属置换反应中,颗颗气泡大小的铜树从锌片表面生长出来,随着铜树的沉积、生长,铜独有的紫红色很快覆盖了锌片表面。拍摄所用的设备和技术均为好莱坞大片御用。

将复杂的科学原理,运用直观的视觉形式呈现出来,作为猿辅导推出的第一期科学可视化视频,它将用3分钟左右的时间,展现24个重要的中学化学实验反应现象,以及一系列中学化学结构模型的超高清图片。这些视频和图片都将在9月的猿辅导秋季班课中与全国中学生见面,并将免费共享给全国的学校和老师,用于日常课件或教学使用。

中学实验视频用上了《美国队长》拍摄设备

这组视频拍摄耗时几个月,使用了价值三百多万元的ARRI ALEXA高清运动摄影机,《美国队长3》、《银河护卫队》等好莱坞大片拍摄所用的也是这款设备。除此以外,还有多个单价数十万的高端微距镜头,视频单日拍摄成本近百万。这样的器材确保捕捉到化学反应中那些惊奇的美妙瞬间与绚丽的色彩跳动,带来电影大片般的视觉效果。

▲高锰酸钾和碘化钾的氧化还原反应

在严格实验环境下,由于化学试剂的敏感性,温度、灯光、亮度等细微变化都会影响到实验结果和拍摄画面,短短15秒的一个场景成片,需要重复拍摄近百遍,这还不算适配实验容器、溶剂比例进行的反复更换、调试。

▲硝酸钴+硅酸钠

站在试管中看化学现象

在国外,学生都是从实验开始接触科学学科。但在中国,以化学学科为例,2014年的调查显示,在上海等华东发达地区,超过85%的老师不会在实验教学中采用任何新技术;20%以上的中学没有配备专门的化学实验员;63%的学校只有一名化学实验员。中国有将近一半的学生几乎没有动手做过化学实验,做过化学实验的学生里,多数也是蜻蜓点水。

▲氯化铁+硅酸钠

这组视频将最先进的科学可视化技术和理念带入到传统的中学实验教学中,让学生就像置身在化学试管中,去观察化学反应的每一个细小的变化,去感受美妙的化学世界,而不只是远远的看着老师进行各种实验操作,靠想象去理解枯燥的化学方程式。

可视化的场景式学习,不仅展现了科学之美,更好的唤起了中学生对科学的兴趣。还让科学知识变得直观,更容易理解,这对提升学习效率大有帮助。“以电解水的知识点为例,学生需要记住氢气氧气体积比是2:1,通过短片,学生可以直接看到碳棒阴极的冒气速度比氧气快得多,很容易就能记住这个体积比。”视频策划者张明燃举例称。

炫酷背后,更重要的是传播知识

视频策划者张明燃和张鹤至都曾拿过国内中学最权威化学竞赛“全国高中学生化学竞赛”的一等奖,被保送至北大,目前都在猿辅导从事在线辅导教学。

他们发现,如今的学生依然对化学有很大误解,认为化学就是枯燥乏味的代名词,对付考试只有死记硬背,甚至还在看20年前他们上学时看的那些实验视频,“拍得跟80年代科教片一样,解说僵硬,呈现形式死板。”张明燃说。这成为他们策划视频的初衷。

▲硝酸铜+硅酸钠

“有别于其他化学实验视频,我们不单是为了追求炫酷的视觉效果,更带有明确的教学目的,在学生看完视频的基础上,还会有配套的免费直播课来告诉学生视频背后的故事。因此,视频更强调内容和材料的精确性,要让学生看懂其中的门道,深入了解实验的化学原理。”张明燃强调。

接下来,物理、生物等中学其他科学的实验视频以及相应的在线课程都将在猿辅导陆续推出。目前,物理实验视频已在制作当中。


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