賈淑果 寧向梅 田保紅 王順興

河南科技大學(xué) 河南洛陽 471003

材料科學(xué)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)探討

賈淑果 寧向梅 田保紅 王順興

河南科技大學(xué) 河南洛陽 471003

本文結(jié)合金屬材料工程專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)實踐，根據(jù)該門課程的特點，指出了材料科學(xué)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)的必要性，分析了與傳統(tǒng)教學(xué)相比所具有的優(yōu)越性和存在的問題，并指出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。

材料科學(xué)基礎(chǔ)；多媒體；教學(xué)；金屬材料工程

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是金屬材料工程專業(yè)最重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生接觸的第一門專業(yè)課，是研究材料成分、結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系及其變化規(guī)律的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，在材料類本科專業(yè)的教學(xué)改革和學(xué)科建設(shè)中占有重要的地位。內(nèi)容涉及材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、相結(jié)構(gòu)與相圖、凝固、擴(kuò)散、塑性變形和再結(jié)晶等知識，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)和橋梁。該門課程概念多、內(nèi)容龐雜，涉及近百個原理、規(guī)律、概念和定義，加之材料的微觀結(jié)構(gòu)看不見、摸不著，以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映課程內(nèi)容抽象、難理解、枯燥，學(xué)習(xí)起來困難。作者結(jié)合自己對這門課多年來的教學(xué)實踐，圍繞該課程實施多媒體教學(xué)的必要性、優(yōu)越性、多媒體教學(xué)存在的問題和改進(jìn)方法等方面進(jìn)行了探討。

一、多媒體的特點及必要性

1.多媒體的特點

多媒體是指信息的各種表現(xiàn)形式， 一般包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻和動畫等。多媒體技術(shù)就是利用計算機(jī)技術(shù)，對各種信息，如文、圖、聲、像等進(jìn)行綜合的處理和控制。多媒體教學(xué)是以多媒體技術(shù)為核心的一種現(xiàn)代教學(xué)方式，具有如下幾個主要特點：

(1)集成性。多媒體課件包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻和動畫等多種信息媒體，圖文并茂、聲形輝映，教學(xué)內(nèi)容生動逼真，具有豐富的表現(xiàn)力和吸引力?？梢孕纬尚蜗蟆⑸鷦?、活潑的教學(xué)氛圍，調(diào)動學(xué)生多種感官的參與和思維，多角度地調(diào)動學(xué)生的情緒、注意力和興趣。圖片或攝像內(nèi)容可直接來源于實踐中，其內(nèi)容往往具有直觀性，有助于概念的理解和方法的掌握。

(2)交互性。多媒體課件可以通過人機(jī)交互式對話，調(diào)動學(xué)習(xí)者積極參與。教師可以根據(jù)所講內(nèi)容的需要進(jìn)行適時轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)內(nèi)容的重復(fù)再現(xiàn)；學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以從任何一點開始，也可以隨時轉(zhuǎn)向其它內(nèi)容，還可以自行調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

(3)實時性。多媒體課件中的動畫、聲音、視頻圖像都是和時間相關(guān)的，需要實時處理，多媒體課件能夠有效地實現(xiàn)音像同步。教師可以根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行動畫設(shè)置，實現(xiàn)適時播放。

2.多媒體教學(xué)的必要性

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是金屬材料工程專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，既具有較強(qiáng)的理論性又具有應(yīng)用于工程實踐的實用性，是許多后續(xù)課程，如材料加工基礎(chǔ)、材料性能分析、金屬熱處理、金屬材料學(xué)等課程的基礎(chǔ)和橋梁。在金屬材料工程專業(yè)中設(shè)置材料科學(xué)基礎(chǔ)課程，一方面為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課奠定堅實的基礎(chǔ)，另一方面為他們以后從事技術(shù)工作積累必要的理論知識。該門課程的教學(xué)質(zhì)量如何，對他們能否學(xué)好專業(yè)知識及今后解決實際工程問題的能力與水平，對高素質(zhì)人才的培養(yǎng)起著關(guān)鍵的作用。

在以往的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師僅靠一張嘴巴、一支粉筆、一塊黑板、一本教科書，雖輔以模型、掛圖等教學(xué)手段進(jìn)行課程教學(xué)，但這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法，存在著許多不足之處，如：板書工作量較大，費(fèi)時、費(fèi)力，在目前理論教學(xué)課時數(shù)大大縮減的現(xiàn)狀下，難以保證教學(xué)內(nèi)容的完成，同時也難以保證優(yōu)良的教學(xué)質(zhì)量。因此革新傳統(tǒng)的教學(xué)方法，輔以先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，對于保質(zhì)保量地完成課程教學(xué)以及提高該課程的教學(xué)效果具有十分重要的意義。

隨著高等教育教學(xué)改革的不斷深化，各課程的課時數(shù)明顯降低，而同時又有新的知識、新的內(nèi)容必須向?qū)W生講授。課程課時量的降低與教材知識量顯著增加的矛盾日益加劇，在傳統(tǒng)的教育方法與教學(xué)手段下，這種矛盾顯得更加突出，已不適應(yīng)新形勢下教學(xué)改革發(fā)展的迫切要求。將現(xiàn)代化化教學(xué)方式——多媒體應(yīng)用于課堂教學(xué)利于改變“教師教得辛苦、學(xué)生學(xué)得吃力、師生雙方都不滿意”的教學(xué)狀況，同時有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善課堂的教學(xué)效果，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

二、材料科學(xué)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)的優(yōu)越性

多媒體教學(xué)是一種先進(jìn)的全新的教學(xué)手段，利用現(xiàn)代化的多媒體手段進(jìn)行材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)，不僅是教學(xué)方式的改革創(chuàng)新，同時對于優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)效率、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、充分調(diào)動學(xué)生的積極性、提高教學(xué)質(zhì)量都具有重要的作用。

采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，能夠充分地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用多媒體技術(shù)，可以模擬仿真各類情況，使學(xué)生仿佛身臨其境，寓教于樂，化抽象為直觀，化復(fù)雜多變?yōu)楹唵蚊髁耍瑥亩_(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。如：材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中涉及的許多復(fù)雜圖形，特別是面心立方中的八面體及四面體間隙、晶體結(jié)構(gòu)中的空間堆垛、晶體缺陷的運(yùn)動、三元相圖的空間模型等，這些內(nèi)容都需要學(xué)生具有豐富的空間想象能力。若僅只采用板書和模型的形式，學(xué)生往往難以理解，且很快就失去認(rèn)真聽講的興趣；而采用多媒體教學(xué)，可以使其以二維或三維動畫的形式生動形象地展示給學(xué)生，不僅提高其學(xué)習(xí)的興趣，同時還可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)在實踐和空間等方面的不足。例如晶體結(jié)構(gòu)等徑球空間堆垛中的ABABAB……和ABCABCABC……兩種原子排列方式，采用多媒體技術(shù)，將各不同層等徑球以不同顏色的球放置在不同的位置上，這樣不僅使學(xué)生很容易區(qū)別這兩種堆垛的原子排列方式，同時也使學(xué)生對難以理解的空間堆垛有了非常好非常深的空間感受，并且其顏色的變換大大提高了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。

采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，能夠突出教學(xué)重點、突破教學(xué)上的難點，可以把教材上一些分隔的、靜止的教學(xué)過程動態(tài)地、連續(xù)地貫穿起來，使學(xué)生通過動態(tài)的畫面，輕松地理解教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果。多媒體教學(xué)表現(xiàn)手法多種多樣，如金屬的結(jié)晶過程一直是該門課程的重點和難點，多數(shù)學(xué)生難以理解；但若采用多媒體教學(xué)可以使其結(jié)晶過程得到詳盡地展示，從液態(tài)中某些部位形成微小晶核，到金屬液體全部的凝固，以及隨后所發(fā)生的固態(tài)相變，沿著晶界或在晶粒內(nèi)部析出第二相。作為學(xué)生能夠很清楚地看到其整個結(jié)晶過程，加深理解；作為教師也可以通過控制計算機(jī)的暫停、重放等操作進(jìn)行詳細(xì)講解，而使教學(xué)效果得到大大提高。比如對于三元相圖部分，采用實物模型與多媒體技術(shù)結(jié)合的方法，提高學(xué)生的空間感受，利于學(xué)生進(jìn)行形象思維，并加強(qiáng)理解，從而可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。

采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，可以使教學(xué)容量增大，開拓學(xué)生視野，提高教學(xué)效率。材料科學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容涉及面廣，在最初采用板書教學(xué)時，由于課時所限，往往有些內(nèi)容被刪去不講，比如金屬的熱變形、陶瓷和高分子的變形、固體材料的電子結(jié)構(gòu)、材料概論等；同時由于有些內(nèi)容學(xué)生在隨后的學(xué)習(xí)中會詳細(xì)學(xué)習(xí)，如固態(tài)相變、物理性能部分等，也在板書教學(xué)中刪去不講。采用多媒體后，就可以給學(xué)生介紹一些相應(yīng)的內(nèi)容，使學(xué)生們對此有一定的認(rèn)識了解，不僅開闊了視野，同時也為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。

對于材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課程，其涉及的金相組織很多，采用多媒體教學(xué)，可以通過多媒體，對其組織進(jìn)行邊播放邊講解，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。如對于相圖的教學(xué)中涉及的組織形貌，若僅是板書結(jié)合隨后的實驗教學(xué)，由于時間的間隔，學(xué)生到做實驗時可能已不很熟悉，而通過多媒體可以實時進(jìn)行詳盡講解。

三、材料科學(xué)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)的不足

采用多媒體教學(xué)，適應(yīng)了現(xiàn)代化教育發(fā)展的趨勢，利于學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性的提高，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的動力和興趣，提高教學(xué)效果，增強(qiáng)了教學(xué)效率。然而，實踐證明，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程采用多媒體教學(xué)仍存在許多不足之處。

從教師教學(xué)的角度來講，多媒體教學(xué)資源豐富，會出現(xiàn)過分依賴多媒體，而忽視了板書所具有的魅力。多媒體作為一種新穎的教學(xué)手段，往往被個別老師夸大其應(yīng)有的教學(xué)效果，甚至否定我們一直以來所使用的傳統(tǒng)板書教學(xué)，完全否定板書的效果，完全不顧所講內(nèi)容的具體教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況，在整個的教學(xué)環(huán)節(jié)中全程使用多媒體教學(xué)，課堂內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計等仍采用原來的板書式教學(xué)。最終的直接結(jié)果是在整個的教學(xué)過程中，教師成了多媒體的附屬品，只能處于附屬地位，只能被多媒體牽著走，而不是像在板書教學(xué)時教師始終是處于教學(xué)過程中的主導(dǎo)地位。導(dǎo)致教師的課堂駕奴能力差，忽視與學(xué)生的互動和溝通，課堂氣氛沉悶，影響教師水平的發(fā)揮，直接降低應(yīng)有的教學(xué)效果

從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來講，雖然多媒體教學(xué)圖文并茂，能夠大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但還是有它的弊端。如由于多媒體課件自身具有的翻頁講解的特點，會使得學(xué)生根本無暇記筆記，無法把握住重點，更不要說將課本上的知識進(jìn)行消化吸收；如若多媒體課件上文字偏多，再加上課堂節(jié)奏的加快，這種情況將會更甚；再者頻繁地翻頁，會使學(xué)生眼花繚亂。另外由于多媒體所具有的交互性特點，學(xué)生可以依靠多媒體進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而出現(xiàn)學(xué)生們過分依賴多媒體的情況，會直接影響學(xué)生上課聽講的主動性。多媒體所具有的這些特點在板書教學(xué)中則不會出現(xiàn)，而這些卻會在不同程度上降低教學(xué)效果，起不到多媒體所應(yīng)有的作用。

四、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程多媒體教學(xué)的改進(jìn)方法

多媒體教學(xué)雖是一種全新的教學(xué)方式，但在運(yùn)用多媒體教學(xué)時，作為教師必須強(qiáng)化“多媒體僅是取得良好教學(xué)效果的輔助手段，是為教學(xué)服務(wù)”的意識，在教學(xué)的過程中也要始終牢記“輔助”和“服務(wù)”這4個字，努力做到揚(yáng)長避短，以最終提高教學(xué)效果。

首先，作為教師，不要過分地依賴多媒體，要正確地認(rèn)識多媒體在教學(xué)中的地位，一定要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容選用合適的教學(xué)方法，而不要全部使用多媒體教學(xué)。如在講解一些重要的公式時，若使用多媒體進(jìn)行教學(xué)，步驟公式一閃而過，學(xué)生必然不容易理解，不好消化吸收授課內(nèi)容；而若采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)，公式推導(dǎo)中的每一步都很清楚地在黑板上顯示，并且能長時間保留，即使對于一時不理解的推導(dǎo)，學(xué)生也可以很容易地看到前面一步步的推導(dǎo)，而不像多媒體一樣，前面的推導(dǎo)一閃而過。如凝固中涉及的臨界形核尺寸、相圖中的杠桿定律、重心法則等，這些內(nèi)容都是材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中的重點和難點；再如，習(xí)題的講解，采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)，一步一步的演示整個計算過程，學(xué)生更容易理解掌握。

再者，從學(xué)生角度來講，結(jié)合筆者自身的多媒體教學(xué)體會，認(rèn)為還是需要教師注意合理運(yùn)用多媒體，合理地設(shè)計多媒體課件，要有重點地制作多媒體課件，時刻記著不要將所有的教學(xué)內(nèi)容都用多媒體的形式展示出來，相對比較容易的學(xué)生已經(jīng)掌握的內(nèi)容以及學(xué)生能通過思考解決的問題都不必用多媒體顯示；而將一些重點和難點的內(nèi)容通過提綱挈領(lǐng)的方式顯示出來，同時再結(jié)合板書教學(xué)。這樣不僅精煉了多媒體課件本身，同時對于學(xué)生來說不僅能夠把握住重點難點，對教學(xué)內(nèi)容容易消化吸收，且也在一定程度上避免了頻繁翻頁所造成的眼花繚亂問題。而對于學(xué)生過分依賴多媒體，作為教師，很容易從根本上杜絕，如教師僅只將本章節(jié)總結(jié)性的課件拷貝給學(xué)生，而不要把整個教學(xué)內(nèi)容的全部多媒體課件都拷貝給他們。這樣不僅杜絕了他們過分依賴多媒體，而不認(rèn)真聽課的習(xí)慣，同時課程中所需要掌握的重點難點他們也能很清楚。

五、結(jié)束語

教學(xué)是為學(xué)生服務(wù)的，教學(xué)的最終目的是教學(xué)質(zhì)量的提高。整個的教學(xué)過程實際上是一種與學(xué)生之間“情感交流”的過程，多媒體教學(xué)畢竟僅是教學(xué)的一種輔助方法，提倡使用多媒體，但并不是要摒棄傳統(tǒng)的板書教學(xué)，并不是要求每時每刻都要采用多媒體教學(xué)。每一種教學(xué)方法、教學(xué)手段都有其各自的特點和獨特的魅力，在實際的教學(xué)過程中，它們是互相補(bǔ)充、取長補(bǔ)短的關(guān)系，多媒體教學(xué)只是眾多方式中的一個，只有在教學(xué)過程中做到合理利用多媒體，并與傳統(tǒng)板書教學(xué)相結(jié)合，才能獲得更好的教學(xué)效果，并最終提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)更加合格的人才。任何事物都是矛盾的統(tǒng)一體，但只要我們運(yùn)用適當(dāng)，做到揚(yáng)長避短，必能將其發(fā)揮到極致。

[1]王燕,王涵,王永波.高校多媒體課件與教學(xué)效果的評價和分析[J].職業(yè)技術(shù), 2009, 6: 32

Study on the multi-media teaching of material science foundation

Based on the teaching practice and course characteristics of the material science foundation in the major of the metal materials engineering, the article illuminated the neccessary of the multi-media teaching, analyzed the advantages and problems of the multi-media teaching comparing with the traditional teaching, and recommended the corresponding improvements.

material science foundation; multi-media; teaching; metal materials engineering

book=87,ebook=93

2009-11-02

賈淑果，博士，副教授。