材料物理性能微課教學(xué)淺析

李長青，張俊才，畢建聰，趙志鳳

（黑龍江科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150027）

科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的21世紀(jì)，衡量一個國家實力的一項重要指標(biāo)就是材料的發(fā)展和應(yīng)用水平。新興材料的不斷發(fā)展及應(yīng)用，就必須對材料的物理性能深入的掌握。材料物理性能是普通高校材料類專業(yè)必修的課程，也是其專業(yè)平臺的主干課程。材料物理性能的課程內(nèi)容主要包括材料的力學(xué)性能、磁性性能、熱學(xué)性能等方面內(nèi)容，由于這門課程內(nèi)容理論分析較深、內(nèi)容相對抽象，因此對此門課程講解有較大的難度。對于聽課的學(xué)生方面也存在學(xué)習(xí)上的困難。為了既能夠使教師能夠相對容易的講授材料物理性能這門課程，又能讓學(xué)生相對容易的接受，作者嘗試采用微課的形式來與學(xué)生互動性教學(xué)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

網(wǎng)絡(luò)平臺的迅速發(fā)展，也使之迅速向教育領(lǐng)域延伸。對于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟較早的國家如英國，在美國北愛荷華大學(xué)，LeRoyA.McGrew教授所提出的60秒課程（60-SecondCourse）；在英國納皮爾大學(xué)，T.P.Kee提出的一分鐘演講（The One Minute Lecture，簡稱OML）。2008年由美國新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級教學(xué)設(shè)計師、學(xué)院在線服務(wù)經(jīng)理DavidPenrose提出微課概念。2011年前后，翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式在美國各地興起，并引起了廣泛關(guān)注。還有一種與微課緊密相連的課程：MOOC（Massive Open Online Courses）即大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程，又稱慕課。國內(nèi)也緊跟世界教育微課發(fā)展形勢，特別是2012年國內(nèi)微課的發(fā)展達(dá)到爆發(fā)式的發(fā)展。但是基于材料物理性能方面的課程微課討論較少，本文針對材料物理性能的發(fā)展趨勢，開展了其微課教學(xué)，并對其教學(xué)產(chǎn)生的效果進(jìn)行的了簡要的分析。

1 材料物理性能微課產(chǎn)生背景

高等院校微課的產(chǎn)生也是在高校順應(yīng)時代下發(fā)展的產(chǎn)物，而材料物理性能微課就是在這個大環(huán)境下產(chǎn)生。基于學(xué)生對材料物理性能的難度而產(chǎn)生抵觸心理，教師怎樣做才能提高材料物理性能的教學(xué)效果。

高校專業(yè)課程學(xué)時在一定程度上縮減，而教學(xué)內(nèi)容沒有太大的改變，這就要求即在相對縮減的學(xué)時內(nèi)把相同的教學(xué)內(nèi)容講授完整。這樣無論對學(xué)生還是教師都有一定的難度。為了在課堂上增大信息含量，降低對此門課程的學(xué)習(xí)門檻，嘗試采用了微課形式進(jìn)行講授。

材料物理性能微課也有其產(chǎn)生的背景，并依賴于材料科學(xué)基礎(chǔ)等課程為基礎(chǔ)，如果過多穿插其他課程講解可能會打亂其條理性，而采用微課形式在適當(dāng)?shù)奈恢貌捎靡粋€簡短的視頻補充就能很快把某些相關(guān)聯(lián)的其他課程內(nèi)容有效地銜接進(jìn)來，而不至于弄亂全局。

2 材料物理性能微課設(shè)計與制作

材料物理性能微課，其目的主要是為了增加信息量并提高對難點的理解性，也就是達(dá)到復(fù)雜問題簡答化的目的，并力爭本著圖文并茂、內(nèi)容集中、條理清晰等基本原則。

材料物理性能微課制作分為：材料物理性能教案、材料物理性能課件、材料物理性能視頻等其他資源要素，所以在每章的內(nèi)容選擇上，要有針對性設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。教案編寫方面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；課件則包括教學(xué)的重點、難點以及相關(guān)分析曲線的顯示等等，并穿插一些公式，及公式的參量的意義；而視頻則是主要為講授課程重點的視頻錄像或者實驗開展情況等方面。

為了使課件圖文并茂，對于課件的設(shè)計盡量采用適合課程內(nèi)容的設(shè)計模板，既要符合相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，也要審美的要求。

特別在電子理論部分，講授費米面等相關(guān)內(nèi)容，內(nèi)容抽象，但是采用微課方式，通過相關(guān)軟件結(jié)合理論公式繪制出費米能面，即形象又生動，大大降低授課的難度，同時使學(xué)生也容易理解接受。

多媒體視頻技術(shù)處理不是簡單的錄制視頻，更重要的是對后期視頻的剪輯和編輯制作，使之情節(jié)簡單內(nèi)容豐富。多媒體的制作通常采用Moviemaker、屏幕錄像專家等軟件，操作方便，即興上手。

3 材料物理性能微課評價

材料物理性能課程轉(zhuǎn)換成微課形式的實現(xiàn)，對任課教師來說，資料的準(zhǔn)備、課件的設(shè)計、多媒體的結(jié)合、整個結(jié)構(gòu)的合理構(gòu)建都有更高的要求。盡管在課堂上的展現(xiàn)的時間相對較短，但是課后的整合難度大大提高。這就要求教師在課堂內(nèi)容熟練的基礎(chǔ)上，還能更合理的整合微課框架資源，使其微課內(nèi)容不但充實生動、重點突出，且不過于華麗冗長。同時對于學(xué)生的要求不僅在課堂上把書本上的知識牢牢掌握，還要用所學(xué)的相關(guān)知識來處理。例如在電子理論部分計算某些金屬元素的費米能，通過熟悉的excel來算完成，或者費米面外層電子的Femi-Dirac分布概率函數(shù)，讓學(xué)生采用傳統(tǒng)的origin軟件來生成曲線并與教材內(nèi)容比較，這樣學(xué)生通過挑戰(zhàn)自己，大大提高了學(xué)習(xí)的興趣。

材料物理性能微課內(nèi)容鏈接到課程建設(shè)網(wǎng)站上，學(xué)生可隨時去學(xué)習(xí)下載，由于智能手機及平板電腦的普及，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)登錄網(wǎng)站鏈接微課內(nèi)容隨時可以學(xué)習(xí)，大大增加學(xué)習(xí)的有效時間。反之也大大提高了材料物理性能微課的利用率，發(fā)揮了設(shè)計其微課的基本目的。

通過對材料物理性能微課教學(xué)的分析，能夠深入了解材料物理性能微課的建設(shè)的必要性和優(yōu)越性。通過分析材料物理性能微課的產(chǎn)生背景、微課設(shè)計、微課制作及微課的評價，總結(jié)出建設(shè)材料物理性能微課的合適路徑，既能夠讓授課教師感受到本門課程微課的優(yōu)勢，又能讓學(xué)生體會到其微課的教學(xué)效果。通過材料物理性能微課教學(xué)方法，把那種理論性強、公式較多的課程在學(xué)生心目中從高不可攀的殿堂轉(zhuǎn)變成信手拈來的平民化課堂。對于此材料物理性能微課方案，從本人的教學(xué)的角度感覺很成功，并通過制作其微課，還把材料物理性能課程體系根據(jù)實際授課的內(nèi)容要求重新整理，編寫了一部更適合普通高等院校教學(xué)的教材。因此，基于材料物理性能微課教學(xué)的感受，并總結(jié)在教學(xué)過程中出現(xiàn)的不足加以改善，使材料物理性能微課教學(xué)發(fā)揮更好的作用。

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