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那么难懂的都江堰原理,为什么看了微视频就很容易懂?——如何有效降低外部认知负荷

2017-03-05 王珏 王珏微课设计与制作

很多人都去过都江堰景区旅游,不过对景观和工程或有印象,但对于都江堰工程的原理能留下印象的恐怕就了了无几了。

我便是如此。我去过都江堰,听过导游的讲解,依稀记得什么鱼嘴、内江、外江之类的,不过印象最深的是成都平原之所以成为“天府之国”,仰仗的可就是都江堰。若真如是(我并没有质疑这一点的意思),都江堰的水利设计可谓“神”了!

然而,都江堰到底为什么这么“神”呢?科学道理何在呢?我这几乎没有什么留下什么具体的印象。

粗想起来,原因只有一点:工程太大!既看不到细节,也看不到全貌!只听导游讲解,也就谈不上懂了(其实我也非常怀疑导游是否真的懂)。

其实,即使看到了工程的全貌和细节,但其水沙分流的原理、淡水季枯水季的不同情况等等,也不是光“看”就能懂的。

所以,从学习的角度来说,现场游览的效果连“似懂非懂”都谈不上,只能说在现场感受了一下氛围而已。

那么,文字解释又如何呢?为了便于理解文字,我找了一幅都江堰原理图如下。——说实话,能够让王珏老师满意的、能够清晰展现鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口的原理图都很少,只好以下图勉强示意一下了。图中标注为王珏老师所加。)

以下文字摘自百度百科的介绍。为了减轻大家阅读时的痛苦,我只节选了“鱼嘴”一段的介绍,大家看看能否看懂吧!


都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程构成。三者有机配合,相互制约,协调运行,引水灌田,分洪减灾,具有“分四六,平潦旱”的功效。

岷江鱼嘴分水工程

鱼嘴分水堤又称是都江堰的分水工程,因其形如鱼嘴而得名,它昂头于岷江江心,包括百丈堤、杩槎、金刚堤等一整套相互配合的设施。其主要作用是把汹涌的岷江分成内外二江,西边叫外江,俗称“金马河”,是岷江正流,主要用于排洪;东边沿山脚的叫内江,是人工引水渠道,主要用于灌溉。

由于它建筑在岷江冲出山口呈弯道环流的江心,冬春季江水较枯,水流经鱼嘴上面的弯道绕行,主流直冲内江,内江进水量约6成,外江进水量约4成;夏秋季水位升高,水势不再受弯道制约,主流直冲外江,内、外江江水的比例自动颠倒:内江进水量约4成,外江进水量约6成。这就利用地形,完美地解决了内江灌区冬春季枯水期农田用水以及人民生活用水的需要和夏秋季洪水期的防涝问题。


这段介绍,我不知道大家的感觉是什么,反正我是没看懂——而且,事实上根本就看不下去!看来,这样的学习确实是一件困难的事情啊!

不过,当王珏老师看到下面这个视频后,立马感觉到:原来并不是因为“学习”这件事困难,而是没有采用合适的信息呈现方式!

先来看看这段视频讲解的效果吧(想去还没去的、去过没弄明白的,一定要看):

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=o0141y6j5bw&width=500&height=375&auto=0

看完这段微视频后,是不是感觉原理解释得非常通透呢?!

细想一下,大家有没有觉得:微视频的语音解说部分,和上面的文字解释,好像差不多呢?那么,为什么同样的内容,配合上恰当的视觉信息的呈现,学习效果就不一样了呢?

“认知负荷理论”可以解释这一点(认知负荷理论是非常重要的学习理论,详情请阅读往期推文:从认知负荷视角探究微课设计与翻转教学。):

  • 认知负荷包括内在负荷、外在负荷和关联负荷。内在负荷是学习内容本身的特质,与教学无关;外在负荷是学习过程中对学习没有贡献的心理活动引起的,是学习的阻力;而关联负荷则是促进学习的。

外在负荷是学习的阻力,那么是什么构成了外部负荷呢?认知负荷理论告诉我们:

  • 外在负荷主要是由于信息组织方式和呈现方式而带来的,不恰当的信息组织和呈现方式会增加认知负荷,而恰当的方式则会有效地降低认知负荷。

因此,无论是微课也罢、现场教学也罢,对信息呈现方式的研究、以及相应教学资源的开发,是我们进行日常教学研究重要内容。而王珏老师在微课中强调的“视觉化表达”,则是信息呈现方式中的一条最重要的原则。

上面的微视频和文本的对比,充分说明了在信息的呈现方式上,“原理的语言/文字讲解”+“视觉化的直观呈现”,比起纯语言/文字来说,确实能够有效降低外在认知负荷!

当然,“视觉化的直观呈现”,并不简单地指“看到”,而必须要能够配合语言文字(语义)信息,提供便于观察、理解、印证这些语义信息的视觉化材料——比如图片、图表、动画、视频、以及(最重要的)表示关系的标注等。

这也就是王珏老师提出的微课媒体设计的“四化”之一:语义情境化

(微课的四大支柱请参见往期推文:“《光合作用》微课的制作过程——暨微课高效表达的“四化”模型

微课,正因为可以把图片、动画、文字、动态标注、讲解语音融合在一起,并且以精心制作的媒体进行呈现,因此是语义情境化的绝佳工具。

其中,“精心制作”、能够大规模复用和传播“媒体”也是非常重要的。因为老师如果只为教一两个班的学生,很难投入大的精力去实施理想中的“语义情境化”。

但如果每个人只需制作出一个优质微课,并且进行大范围传播和共享,显然就具备可能性了。

也正是基于此考虑,王珏老师和一些微课爱好者正在探讨组建一个“优质微课CC联盟”,希望能做到“一人只制作一个优质微课,并向全社会开放共享”。

如果您已经有了高质量的微课作品,或者虽然暂时还没有,但是有志于此的话,请您加入“中小学优质微课交流QQ群”:499467915,让我们共同为优质微课的共建共享、提升教学绩效而努力!


【都江堰知识的补充】

前面的视频讲的都江堰工程原理还是描述性质的,如果有对都江堰“弯道环流”实现水沙分离原理感兴趣的,可以看看下面这个微课。虽然在都江堰的整体介绍上不及上一个微课,但是对弯道环流的动力学原理解释得还是不错的!两相对照,心里就更加通透了!

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=a0379b314pj&width=500&height=375&auto=0


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