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無(wú)機非金屬材料專(zhuān)業(yè)材料物理性能微課教學(xué)的探索
引言
21 世紀科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達和經(jīng)濟快速發(fā)展，材料的發(fā)展和應用水平已成為衡量一個(gè)國家國力強弱的重要指標。新材料的發(fā)展與應用，依賴(lài)于材料的物理性能的應用，因此要深入掌握材料的物理性能。材料物理性能課程是無(wú)機非金屬材料專(zhuān)業(yè)平臺重要的基礎課，它從材料的組成、結構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)域在研制和應用無(wú)機非金屬材料中對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(guò)教學(xué)，讓學(xué)生掌握無(wú)機非金屬材料的關(guān)鍵物理性能及本質(zhì)，以及無(wú)機材料物理性能的研究方法。對于這門(mén)課，學(xué)生普遍認為內容抽象、理論性強，難于理解掌握，作為教師授課難度較大。本文結合筆者多年的教學(xué)實(shí)踐及經(jīng)驗，就如何提高無(wú)機非金屬材料專(zhuān)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。
對于微課的發(fā)展，首先發(fā)起于國外，微課程( Micro-lecture) 的雛形最早見(jiàn)于英國納皮爾大學(xué)T.P.Kee 提出的一分鐘演講(The One Minute Lecture，簡(jiǎn)稱(chēng)OML )和美國北愛(ài)荷華大學(xué)LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒課程( 60-Second Course) 。美國理查德?沃曼在1984 年發(fā)起創(chuàng )辦了TED(指technology、entertainment、design在英語(yǔ)中的縮寫(xiě)，即技術(shù)、娛樂(lè )、設計)，該機構為私有非盈利機構。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 。在國內，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”。他認為，“微課”是指按照新課程標準及教學(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(guò)程中針對某個(gè)知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節而開(kāi)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，本文探討了針對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”主要針相應的教學(xué)大綱展開(kāi)教學(xué)，所以在“微課”的選題上嚴格扣住教學(xué)重點(diǎn)，并致力于將重要知識點(diǎn)分解清晰。
1.1 材料物理性能微課編寫(xiě)
材料物理性能“微課”不是簡(jiǎn)單的一段段的視頻，還應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(zhù)手電子教案的編寫(xiě)。材料物理性能教案編寫(xiě)一般包括本門(mén)課教學(xué)背景、教學(xué)目標、教學(xué)方法和教學(xué)總結等方面內容。
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，針對選定的知識點(diǎn)設計PPT。而多媒體技術(shù)是利用各種多媒體軟件對文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)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(zhuān)家等軟件，即操作方便，電腦操作系統一般自帶PowerPoint、Moviemaker軟件，另外軟件屏幕錄像專(zhuān)家也非常容易操作。
1.3 材料物理性能微視頻制作
對于材料物理性能課程的視頻制作，主要是針對于課程相關(guān)的實(shí)驗和性能及設備的演示。由于在課堂上的板書(shū)信息量有限，必須借助這些視頻等手段來(lái)增加信息量，如在電子理論部分講解電子的導電、熱運動(dòng)以及費米面的特征等等。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場(chǎng)設備的錄制、網(wǎng)絡(luò )資源下載等等手段來(lái)實(shí)現。
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的課程，要想讓學(xué)生主動(dòng)地認真地聽(tīng)講，不僅作為老師要努力的做好充分的備課，更要創(chuàng )新微課教學(xué)的方法和手段。作為多媒體的手段，不僅僅體現在PPT的制作上，更應該穿插更多的符合教學(xué)內容的教學(xué)視頻及動(dòng)畫(huà)等內容，把學(xué)生的注意力牢牢的控制在屏幕上，達到事半功倍的效果。
2.1理論與實(shí)踐相結合
材料物理性能在理論上對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(kāi)設了一定量的實(shí)驗課程，主要是針對于設計型、綜合型實(shí)驗課。例如在材料的磁性這段內容里，開(kāi)設了一個(gè)居里點(diǎn)的測定。學(xué)生在學(xué)生磁性材料這段內容時(shí)，總是感覺(jué)磁性性質(zhì)直觀(guān)性不強，對于居里點(diǎn)的概念也停留在概念上。采用實(shí)驗設備居里點(diǎn)測定儀，讓學(xué)生從實(shí)驗指導書(shū)聯(lián)合教材的磁能內容，能夠理解實(shí)驗設備的基本原理及測試方法，并結合磁性的一個(gè)重要參數χ與溫度關(guān)系曲線(xiàn)能夠用數學(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)際相結合
材料物理性能內容范圍較寬，相應的知識點(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，它的功能是什么?在提出這個(gè)問(wèn)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容較深，所以完全把書(shū)本上的內容在課堂上講完，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)內容都學(xué)習完整，在本課程內容偏重于擴張方面的知識，讓學(xué)生課下自己來(lái)完成。例如我們在講解磁性方面的知識時(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，并分析極光對于我們人類(lèi)的作用。
三、充實(shí)材料物理性能微課教學(xué)內容
材料物理性能課程體系也是隨著(zhù)科技的快速發(fā)展而更新其內容，以滿(mǎn)足不斷發(fā)展的社會(huì )要求。對于21世紀快速發(fā)展的科技時(shí)代來(lái)說(shuō)，材料物理性能微課教學(xué)內容體系在保持原有的內容體系上，也要緊跟時(shí)代的發(fā)展。并根據內容的需要適當調整課程的內容及結構，增添學(xué)科的前沿知識，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，開(kāi)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)習興趣大大提高，知識面也大大拓寬，從而為將來(lái)從事的研究工作崗位奠定了堅實(shí)的基礎。
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(guò)材料物理性能的相關(guān)的知識網(wǎng)絡(luò )表現的，對某個(gè)教學(xué)環(huán)節的教學(xué)內容及實(shí)施的其教學(xué)活動(dòng)的總和。但這還不能體現“材料物理性能微課”的獨特之處和完整內涵， 因為材料物理性能微課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(lèi)型中情境最真實(shí)、信息量最豐富的一種資源，因為視頻是直觀(guān)形象的。材料物理性能微課應該是以“材料物理性能微型視頻”為主要內容和呈現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、結語(yǔ)
通過(guò)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(mǎn)足了材料學(xué)科無(wú)機非金屬材料專(zhuān)業(yè)教學(xué)的要求，取得了良好的效果。面對21 世紀科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)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)內容，以適應社會(huì )需求。在教學(xué)過(guò)程中，還要不斷創(chuàng )新教學(xué)方法、教學(xué)手段、考評方式，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，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，為社會(huì )培養更多材料類(lèi)優(yōu)秀人才。
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