材料物理性能微課教學淺析

李長青，張俊才，畢建聰，趙志鳳

（黑龍江科技大學材料科學與工程學院，黑龍江哈爾濱150027）

科學技術高度發達和經濟快速發展的21世紀，衡量一個國家實力的一項重要指標就是材料的發展和應用水平。新興材料的不斷發展及應用，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必修的課程，也是其專業平臺的主干課程。材料物理性能的課程內容主要包括材料的力學性能、磁性性能、熱學性能等方面內容，由于這門課程內容理論分析較深、內容相對抽象，因此對此門課程講解有較大的難度。對于聽課的學生方面也存在學習上的困難。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，又能讓學生相對容易的接受，作者嘗試采用微課的形式來與學生互動性教學，改變傳統的教學模式。

網絡平臺的迅速發展，也使之迅速向教育領域延伸。對于網絡發展成熟較早的國家如英國，在美國北愛荷華大學，LeRoyA.McGrew教授所提出的60秒課程（60-SecondCourse）；在英國納皮爾大學，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院的高級教學設計師、學院在線服務經理DavidPenrose提出微課概念。2011年前后，翻轉課堂這種教學模式在美國各地興起，并引起了廣泛關注。還有一種與微課緊密相連的課程：MOOC（Massive Open Online Courses）即大規模開放網絡課程，又稱慕課。國內也緊跟世界教育微課發展形勢，特別是2012年國內微課的發展達到爆發式的發展。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展趨勢，開展了其微課教學，并對其教學產生的效果進行的了簡要的分析。

1 材料物理性能微課產生背景

高等院校微課的產生也是在高校順應時代下發展的產物，而材料物理性能微課就是在這個大環境下產生。基于學生對材料物理性能的難度而產生抵觸心理，教師怎樣做才能提高材料物理性能的教學效果。

高校專業課程學時在一定程度上縮減，而教學內容沒有太大的改變，這就要求即在相對縮減的學時內把相同的教學內容講授完整。這樣無論對學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習門檻，嘗試采用了微課形式進行講授。

材料物理性能微課也有其產生的背景，并依賴于材料科學基礎等課程為基礎，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的位置采用一個簡短的視頻補充就能很快把某些相關聯的其他課程內容有效地銜接進來，而不至于弄亂全局。

2 材料物理性能微課設計與制作

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，也就是達到復雜問題簡答化的目的，并力爭本著圖文并茂、內容集中、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，所以在每章的內容選擇上，要有針對性設計教學內容。教案編寫方面一般包括本門課教學背景、教學目標、教學方法和教學總結等方面內容；課件則包括教學的重點、難點以及相關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，對于課件的設計盡量采用適合課程內容的設計模板，既要符合相關的教學內容，也要審美的要求。

特別在電子理論部分，講授費米面等相關內容，內容抽象，但是采用微課方式，通過相關軟件結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，同時使學生也容易理解接受。

多媒體視頻技術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，使之情節簡單內容豐富。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換成微課形式的實現，對任課教師來說，資料的準備、課件的設計、多媒體的結合、整個結構的合理構建都有更高的要求。盡管在課堂上的展現的時間相對較短，但是課后的整合難度大大提高。這就要求教師在課堂內容熟練的基礎上，還能更合理的整合微課框架資源，使其微課內容不但充實生動、重點突出，且不過于華麗冗長。同時對于學生的要求不僅在課堂上把書本上的知識牢牢掌握，還要用所學的相關知識來處理。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，讓學生采用傳統的origin軟件來生成曲線并與教材內容比較，這樣學生通過挑戰自己，大大提高了學習的興趣。

材料物理性能微課內容鏈接到課程建設網站上，學生可隨時去學習下載，由于智能手機及平板電腦的普及，學生通過網絡登錄網站鏈接微課內容隨時可以學習，大大增加學習的有效時間。反之也大大提高了材料物理性能微課的利用率，發揮了設計其微課的基本目的。

通過對材料物理性能微課教學的分析，能夠深入了解材料物理性能微課的建設的必要性和優越性。通過分析材料物理性能微課的產生背景、微課設計、微課制作及微課的評價，總結出建設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勢，又能讓學生體會到其微課的教學效果。通過材料物理性能微課教學方法，把那種理論性強、公式較多的課程在學生心目中從高不可攀的殿堂轉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實際授課的內容要求重新整理，編寫了一部更適合普通高等院校教學的教材。因此，基于材料物理性能微課教學的感受，并總結在教學過程中出現的不足加以改善，使材料物理性能微課教學發揮更好的作用。

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