微课在材料研究方法教学中的应用初探_汪园园.pdf
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1、DOI:1019392/jcnki1671-7341202306037微课在材料研究方法教学中的应用初探汪园园管航敏王 威唐正霞胡颖飞金陵科技学院材料工程学院江苏南京211169摘要:信息技术的发展为现代教育提供了丰富的信息工具与资源,推动了现代教育的发展与变革。微课是信息技术和教育融合产生的重要教学方式之一,以其主题清晰、知识点针对性强、内容丰富、时间简短等优势,吸引了广大教师和学生的注意力。本文在探讨材料研究方法教学过程中存在问题的基础上,探索将微课应用于材料研究方法教学,突破传统教学中的屏障,为提升教学效果提供思路,并提供微课应用于材料研究方法教学的几点建议。关键词:微课;材料研究方法;
2、探索材料研究方法是材料科学与工程专业的专业核心课程之一,主要介绍用于材料研究的各种测试方法。无论是生产还是科研,都需要用到分析测试手段来确定产品结构、组分和性能等,因此本课程具有很强的实用性,为学生未来的科学研究和就业打下坚实的基础。该课程的课程目标是通过本课程的学习使学生理解光学显微分析(偏光显微镜和金相显微镜)、粉末 X 射线衍射分析、电子显微分析(扫描电子显微镜和透射电子显微镜)、热分析(热重分析、差热分析和查实扫描量热分析)、光谱分析(紫外可见吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱)及核磁共振波谱分析等材料测试方法的基本原理,掌握上述材料研究方法的适用范围,能够根据材料的特点和研究的需要,正确选
3、择合适的材料测试方法,对材料的组成、结构和形貌进行表征,从而为提高材料性能提供支撑。但是该课程所涉及的测试原理和方法较理论、较难、较枯燥,导致学生理解起来较困难。微课即微型教学视频课,是围绕某一知识点或教学环节制作的简短教学视频,具有主题明确、结构清晰、内容充实、语言精练和效果震撼等特点1-2。微课以互联网为平台,学生可通过电脑或手机观看,打破了传统课堂的时空限制,操作方便,符合现代学生快节奏的学习和生活方式3-4。此外,以微课作为载体,学生课前可对理论和实践课进行预习,课后可进行知识巩固和进一步拓展。微课为学生的自主学习创造了条件,改变了传统教学模式单一的问题,提高了学生的学习积极性和学习效
4、果5-7。基于此,本文将初步探索微课在材料研究方法教学中的应用,通过专门的教学设计,围绕课程知识点,引入有趣科学的案例、直观的图片和动画等,制作微课,提高学生自主学习的积极性,提升教学质量。1 材料研究方法教学存在的问题11 学情分析材料研究方法课程一般是在大三年级开设,包括理论教学和实践教学两个部分,我校材料科学与工程专业和功能材料专业学生均需要学习,涉及每届约 200 名同学。根据每年的考试结果分析,约 10%的同学会挂科,需要补考或重修。通过和这部分同学的交流发现,他们认为该课程知识点较多、较琐碎、较理论、学不懂。对于布置的作业,存在部分同学不认真做作业应付老师的情况。另外,很多同学没有
5、课前预习和课后复习的习惯。12 教学存在的问题(1)课程涉及多种材料研究与测试技术,涉及很多概念、原理和方法等,知识点多、琐碎、易混淆。对于理论课,很多同学依靠记忆知识点来学,而不是完全理解。部分学生对材料研究的测试方法原理的不理解导致不会正确选用合适的测试方法进行后续的研究。(2)现代科技发展迅猛,但教材更新不及时,做不到与时俱进。例如,课本大多在叙述不同测试技术的原理、方法,呈现的应用实例还是一些传统材料的结构、组分的数据图,缺乏工程应用实例,很难激发学生的学习兴趣。(3)该课程包括理论课程和实践课程,传统教学是先讲解理论课程,后进行实验课程。理论课抽象,学生较难理解仪器的工作原理。随着时
6、间的延长,学生在实验课上早已忘了实验原理,只是机械地按照要求操作。理论和实践联系不够紧密,导致教学效果不佳。(4)随着时代的发展,学生要学的课程也在不断增多,该门课的学时也从 64 学时缩短至 48 学时,只有 32 学时的理论课时。教师在理论课上只能填鸭式地把大量的知识点先塞给学生,没有足够的时间和学生互动,对教学效果有很大影响。(5)很多同学做作业只是在机械地做题,应付老师,没有真正地理解知识的内涵。2 微课在材料研究方法教学中的应用探索21 微课形式的选择微课有许多类型,例如讲授类微课、实验类微课、讨论011创新教学科技风 2023 年 2 月类微课、问答类微课、演示类微课、练习类微课、
7、自主探究类微课等8。目前讲授类微课占大多数,其次是实验类微课。不同类型的微课适用范围也不同,例如,讲授类微课适用于教师通过一定组织形式的语言向学生传授知识;实验类微课是指教师通过特定的仪器演示实验操作过程,使学生从观察中获取知识。一个微课作品可包含一种微课类型,也可包含两种以上微课类型。随着现代教育的发展和学生需求的变化,微课的类型也在不断地丰富,以便于更好地帮助学生理解课程。根据材料研究方法课程的特点,将引入以下三大类微课类型:(1)启发型:以实际案例为主。(2)讲授演示型:对于材料测试方法的原理和知识点,以讲授为主,并配合动画演示。(3)实验演示型:对于测试仪器的操作,以实验演示为主。22
8、 微课在材料研究方法教学中的应用举例221 链接应用实例,激发学生的学习动力采用一些案例激发学生的学习兴趣和学习动力,比如学生意想不到的,小至生活小事、大至国家发展中发挥作用的材料测试技术案例,让学生意识到学习材料研究与测试技术对个人至国家发展都有极其重要的作用。例如,在学习扫描电镜章节之前,可以通过微课向学生展示一些有趣案例。如荷叶效应,即荷叶的疏水效应,展示扫描电镜拍摄的微观结构图,讲解荷叶效应来自于荷叶表面存在的微米级的凸起结构,再延伸至科学家根据荷叶效应创造的疏水材料。再如,蝴蝶的翅膀为什么是彩色的,展示蝴蝶翅膀鳞片纵向平行周期分布的脊脉结构。通过一系列扣人心弦的应用实例,启发学生的思
9、考,也让学生知道材料研究与测试技术在科学和生活中的应用,对个人和国家发展的意义,激发学生的学习动力。222 形象化讲解测试原理,为实践打基础材料研究方法课程涉及光学显微分析、粉末 X 射线衍射分析、电子显微分析、热分析、光谱分析以及核磁共振波谱分析等多种测试技术。各种测试技术涉及的原理各不相同,是学习测试方法的首要和关键环节,但较理论、枯燥、易混淆。通过单纯的语言传授,学生理解起来较困难。为此,进行原理讲解时,若能配合动画演示,制作响应的微课,能够帮助学生直观地了解仪器各部位的作用和工作过程,更好地掌握材料研究方法的工作原理。这里所说的动画可以通过软件制作,也可以通过从网络获得一些资源进行整合
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