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無機(jī)非金屬材料專業(yè)材料物理性能微課教學(xué)的探索
引言
21 世紀(jì)科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，材料的發(fā)展和應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。新材料的發(fā)展與應(yīng)用，依賴于材料的物理性能的應(yīng)用，因此要深入掌握材料的物理性能。材料物理性能課程是無機(jī)非金屬材料專業(yè)平臺(tái)重要的基礎(chǔ)課，它從材料的組成、結(jié)構(gòu)的角度闡述材料的物理性能及本質(zhì)，包括力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等性能，這些性能基本上都是各個(gè)領(lǐng)域在研制和應(yīng)用無機(jī)非金屬材料中對(duì)材料提出的基本技術(shù)要求，在實(shí)際工作中具有重要的意義 。通過教學(xué)，讓學(xué)生掌握無機(jī)非金屬材料的關(guān)鍵物理性能及本質(zhì)，以及無機(jī)材料物理性能的研究方法。對(duì)于這門課，學(xué)生普遍認(rèn)為內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)，難于理解掌握，作為教師授課難度較大。本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)，就如何提高無機(jī)非金屬材料專業(yè)材料物理性能教學(xué)效果而采用微課教學(xué)進(jìn)行了探索。
對(duì)于微課的發(fā)展，首先發(fā)起于國(guó)外，微課程( Micro-lecture) 的雛形最早見于英國(guó)納皮爾大學(xué)T.P.Kee 提出的一分鐘演講(The One Minute Lecture，簡(jiǎn)稱OML )和美國(guó)北愛荷華大學(xué)LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒課程( 60-Second Course) 。美國(guó)理查德?沃曼在1984 年發(fā)起創(chuàng)辦了TED(指technology、entertainment、design在英語中的縮寫，即技術(shù)、娛樂、設(shè)計(jì))，該機(jī)構(gòu)為私有非盈利機(jī)構(gòu)。特別從2006年起，TED演講視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)上，短短幾年時(shí)間就獲取了大量的點(diǎn)擊率 。在國(guó)內(nèi)，2011年佛山市教育局胡鐵生率先提出了以微視頻為中心的新型教學(xué)資源“微課”。他認(rèn)為，“微課”是指按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實(shí)踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動(dòng)的各種教學(xué)資源的組合 [2，4 ]。因此基于微課的平臺(tái)，本文探討了針對(duì)材料物理性能微課教學(xué)的探討。
一、材料物理性能微課選題
材料物理性能“微課”主要針相應(yīng)的教學(xué)大綱展開教學(xué)，所以在“微課”的選題上嚴(yán)格扣住教學(xué)重點(diǎn)，并致力于將重要知識(shí)點(diǎn)分解清晰。
1.1 材料物理性能微課編寫
材料物理性能“微課”不是簡(jiǎn)單的一段段的視頻，還應(yīng)包括材料物理性能教案、教學(xué)課件等其他資源要素，所以在選好題后，著手電子教案的編寫。材料物理性能教案編寫一般包括本門課教學(xué)背景、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)總結(jié)等方面內(nèi)容。
1.2 材料物理性能課件制作
材料物理性能“微課”課件通常采用PPT聯(lián)合視頻等多媒體格式，針對(duì)選定的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)PPT。而多媒體技術(shù)是利用各種多媒體軟件對(duì)文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫等信息進(jìn)行綜合處理。而多媒體的制作通常采用PowerPoint、Moviemaker、屏幕錄像專家等軟件，即操作方便，電腦操作系統(tǒng)一般自帶PowerPoint、Moviemaker軟件，另外軟件屏幕錄像專家也非常容易操作。
1.3 材料物理性能微視頻制作
對(duì)于材料物理性能課程的視頻制作，主要是針對(duì)于課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和性能及設(shè)備的演示。由于在課堂上的板書信息量有限，必須借助這些視頻等手段來增加信息量，如在電子理論部分講解電子的導(dǎo)電、熱運(yùn)動(dòng)以及費(fèi)米面的特征等等。理論上講解非常抽象，采用這些微視頻手段就容易講解清楚。微視頻的制作主要采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的錄制、網(wǎng)絡(luò)資源下載等等手段來實(shí)現(xiàn)。
二、創(chuàng)新材料物理性能微課教學(xué)方法和手段
材料物理性能課程屬于理論性較強(qiáng)的課程，要想讓學(xué)生主動(dòng)地認(rèn)真地聽講，不僅作為老師要努力的做好充分的備課，更要?jiǎng)?chuàng)新微課教學(xué)的方法和手段。作為多媒體的手段，不僅僅體現(xiàn)在PPT的制作上，更應(yīng)該穿插更多的符合教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)視頻及動(dòng)畫等內(nèi)容，把學(xué)生的注意力牢牢的控制在屏幕上，達(dá)到事半功倍的效果。
2.1理論與實(shí)踐相結(jié)合
材料物理性能在理論上對(duì)于材料的性能的分析較深入，因此相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)也具有重要的地位。在理論學(xué)時(shí)極為有限的狀態(tài)下，仍然開設(shè)了一定量的實(shí)驗(yàn)課程，主要是針對(duì)于設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)課。例如在材料的磁性這段內(nèi)容里，開設(shè)了一個(gè)居里點(diǎn)的測(cè)定。學(xué)生在學(xué)生磁性材料這段內(nèi)容時(shí)，總是感覺磁性性質(zhì)直觀性不強(qiáng)，對(duì)于居里點(diǎn)的概念也停留在概念上。采用實(shí)驗(yàn)設(shè)備居里點(diǎn)測(cè)定儀，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書聯(lián)合教材的磁能內(nèi)容，能夠理解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本原理及測(cè)試方法，并結(jié)合磁性的一個(gè)重要參數(shù)χ與溫度關(guān)系曲線能夠用數(shù)學(xué)的理論判斷出居里點(diǎn)，這樣使學(xué)生不僅僅懂得怎樣測(cè)定居里點(diǎn)，更懂得居里點(diǎn)的真正的物理意義。
2.2 理論與實(shí)際相結(jié)合
材料物理性能內(nèi)容范圍較寬，相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)較多，與實(shí)際上情況聯(lián)系緊密。如在熱膨脹的部分，課堂上會(huì)引申出什么是熱力管路的膨脹節(jié)，它的功能是什么?在提出這個(gè)問題后，讓學(xué)生思考一下，給予討論的時(shí)間，學(xué)生們也能夠積極的回答，極大地活躍了教學(xué)氣氛。
2.3啟發(fā)互動(dòng)式教學(xué)
材料物理性能課程內(nèi)容較深，所以完全把書本上的內(nèi)容在課堂上講完，在學(xué)時(shí)上也是完成不了的。為了能夠使學(xué)生能夠把相關(guān)內(nèi)容都學(xué)習(xí)完整，在本課程內(nèi)容偏重于擴(kuò)張方面的知識(shí)，讓學(xué)生課下自己來完成。例如我們?cè)谥v解磁性方面的知識(shí)時(shí)，聯(lián)系到地球的大磁場(chǎng)，讓學(xué)生分析為什么地球的南北極能夠產(chǎn)生極光，并分析極光對(duì)于我們?nèi)祟惖淖饔谩?/p>
三、充實(shí)材料物理性能微課教學(xué)內(nèi)容
材料物理性能課程體系也是隨著科技的快速發(fā)展而更新其內(nèi)容，以滿足不斷發(fā)展的社會(huì)要求。對(duì)于21世紀(jì)快速發(fā)展的科技時(shí)代來說，材料物理性能微課教學(xué)內(nèi)容體系在保持原有的內(nèi)容體系上，也要緊跟時(shí)代的發(fā)展。并根據(jù)內(nèi)容的需要適當(dāng)調(diào)整課程的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)，增添學(xué)科的前沿知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓了學(xué)生的視野。
因此作為教師本身就要搜索大量的材料物理性能的前沿信息，使學(xué)生在學(xué)習(xí)材料物理性能的理論的同時(shí)，也能了解材料物理性能發(fā)展的前沿，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，知識(shí)面也大大拓寬，從而為將來從事的研究工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、更新材料物理性能微課實(shí)踐方法
材料物理性能微課是通過材料物理性能的相關(guān)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的，對(duì)某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施的其教學(xué)活動(dòng)的總和。但這還不能體現(xiàn)“材料物理性能微課”的獨(dú)特之處和完整內(nèi)涵， 因?yàn)椴牧衔锢硇阅芪⒄n的核心資源或最重要的載體是“材料物理性能微視頻”(不是一般的文本、PPT 課件或圖片等其它媒體資源)， 而材料物理性能視頻是所有資源類型中情境最真實(shí)、信息量最豐富的一種資源，因?yàn)橐曨l是直觀形象的。材料物理性能微課應(yīng)該是以“材料物理性能微型視頻”為主要內(nèi)容和呈現(xiàn)方式的一種新型微型網(wǎng)絡(luò)課程――“材料物理性能微型視頻網(wǎng)絡(luò)課程”。
五、結(jié)語
通過材料物理性能微課的探索研究，探索了一套是指可行的方法，較好地滿足了材料學(xué)科無機(jī)非金屬材料專業(yè)教學(xué)的要求，取得了良好的效果。面對(duì)21 世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無材料物理性能微課還必須不斷推陳出新，積極吸收新的科技成果作為教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)社會(huì)需求。在教學(xué)過程中，還要不斷創(chuàng)新教學(xué)方法、教學(xué)手段、考評(píng)方式，努力提高學(xué)生素質(zhì)，重視學(xué)生創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，為社會(huì)培養(yǎng)更多材料類優(yōu)秀人才。
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