“未來教室”應用于我校功能材料專業教學的展望

姚霞喜，王旭紅，胡秀麗

摘要：隨著科學技術的不斷發展，社會對有特殊性能的新材料的需求越來越高。因此，功能材料專業的教與學，均須緊跟時代前沿，與工廠、企業和研究所緊密相連，采用教、產、學、研相結合的教學方式。傳統教室存在一定的局限性，信息更新慢，學生對新材料的認知也較為抽象?！拔磥斫淌摇钡囊?，會大大改善功能材料學科前沿講座課堂的教學效果。

關鍵詞：未來教室，功能材料，前沿，教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）48-0239-02

一、前言

隨著人類社會進入信息化時代，生活實現了便捷化和方便化，但正是信息技術的不斷進步，對材料的要求也越來越高，使得各國材料類專業的科研人員不得不研發出新型材料。新型材料具有傳統材料不具備的特殊性能，其出現滿足了科技進步的多種需要。目前，人類生活的每一個細節幾乎都有新材料的產生。新材料的迅猛發展，對材料學科的教學方式，提出了更多的要求。傳統的教學方式將無法滿足材料學科課程的需求。我國傳統的教育方式為教師課堂講授，面對信息發展迅速的功能材料專業，教科書的更新速度慢，新的教學內容只能靠教師口頭或板書傳授，知識抽象、不直觀，不利于學生理解。大量的板書導致學生課堂忙于筆記，較難當堂消化[1]。

計算機技術的迅猛發展，使得多媒體教室逐漸替代了傳統教室，在一定程度上改善了教學內容抽象、枯燥的問題，大大減少了板書量，提高了教師的教學效率。但也存在教師教學速度快、信息量大的問題。新材料的迅猛發展，對教師的綜合素質提出更高的要求，教師須不斷擴展自身知識面。信息網絡技術與仿真技術的融合，使得“未來教室”這個新興領域在人類教育事業上掀起一場新的變革，目前已被廣泛地應用于多個學科的教學工作[2]。本文將就“未來教室”在我校功能材料學科前沿講座教學改革中的應用做一定的分析和展望。

二、“未來教室”在功能材料專業教學中的優勢及其應用展望

“未來教室”兼容性比較強，除白板功能，還可和數字化設備配套使用，如隨手寫功能，從而實現“隨處可寫、隨時可寫”的效果，替代了黑板粉筆的組合，在電子屏上自如地寫、畫、圈、描等，使教學內容形象化、生動化和立體化。雙屏模式拓展了屏幕范圍，將文字、圖像和視頻對照呈現，學生學得輕松，教師教得生動，使知識點的掌握更加牢固。學生還可快速搜索學習資源，提高自身信息檢索能力，其在功能材料專業教學中的優勢，具體如下。

1.打破傳統限制，提高學生的積極性。傳統課堂以教師為中心，學生被動接受知識，師生互動少，導致課堂信息不對稱。美國心理學家布魯姆說過：“學習的最大動力是對學習材料的興趣?！崩谩拔磥斫淌摇彪p屏顯示功能，一屏顯示文字，另一個屏顯示圖片或視頻，可實現同時刺激學生左右腦的效果，從而提高他們的主觀能動性，加強知識建構。

教師可通過“未來教室”的電子書包功能，向學生布置課前和課后作業。學生通過手機或計算機終端隨時隨地地學習，教師在系統內評閱作業，加強家庭與學校間的溝通、交流，提高學生學習效率[3]。例如，針對我校功能材料專業先進陶瓷材料課程，教師通過“未來教室”平臺，將先進陶瓷材料的相關信息傳送至學生學習終端，學生根據自身目標對教師傳送的信息進行自學整合，了解陶與瓷的歷史、差別及分類等。在學習中，學生與教師間均可通過網絡實現知識的交流和探討，通過觀看視頻、查閱相關信息，熟悉傳統陶瓷材料的性能、制備和應用。同時，學生在自主探索知識的過程中，提升其信息處理、歸納總結等能力。

2.實現資源共享，拉近師生關系。通過學生手持平板拍攝的照片上傳至系統，填寫個人學習背景，教師可提前對學生的姓名進行記憶，拉近師生關系，提高學生對教師的信任。教師通過學生學習背景的調查匯總，了解并掌握他們的學習基礎，知己知彼，更好地設定課堂教學的難易程度。例如，該專業江蘇省考生，高考不含化學，部分學生從未學過化學、物理和生物，而材料學科的基礎為化學，因此，教師須調整教學方案來更好地教學，使教學內容深入淺出。

3.及時反饋，有助于教師及時調整教學方案。“未來教室”在線測試系統，可實現教師隨堂提問，學生通過手持客戶端發送回系統，平臺經分析后快速將學生的答案以列表形式、柱狀圖或餅狀圖的形式反饋至教師，使教師快速了解學生對新知識點的掌握狀況，調整授課方式和方案。例如，在材料學科前沿講座中，講到壓電陶瓷時，教師出選擇題：下列選項中，沒有應用到壓電陶瓷原理的選項是：A 打火機；B 汽車蜂鳴器；C 超聲波清洗器；D 汽車安全氣囊。學生通過個人反饋裝置發送答案，經平臺分析，教師可快速掌握學生對壓電陶瓷的壓電機理及反壓電效應的認知情況，從而決定是否開始新知識點的學習，改善教學效果[4，5]。

4.實現學科交叉，提高學生綜合能力。材料科學與工程學科涉及多個學科，如軍事、電力、生物、化學等。傳統的材料學科前沿講座的教學，由一名或多名專業教師向學生講解材料的性能、制備以及應用現狀等。該課程涉及的材料種類繁多，概念抽象，應用面極寬，教師知識面大大限制了授課內容。例如，功能材料前沿講座中，新型碳材料中的石墨烯材料，學生肉眼無法看到，導致其概念模糊。當涉及石墨烯的應用時，如用于新能源汽車，通往太空的天梯、人體關節等，不僅涉及納米技術，還涉及燃料/鋰離子電池、仿生材料、機械等多個學科。“未來教室”平臺可隨堂連線以上各學科教師，當堂為學生演示新型碳材料石墨烯在各應用中的具體位置、原理、狀態等，打破學科間壁壘，使學生能夠更好地、更全面地掌握新材料的應用，促進學科間的滲透，實現多學科的交叉運用[6，7]。

5.實時對接，有效結合產學研。學生學習知識歸根結底是應用，教師和學生只有進入生產實際中，走進廠房、車間才可能做出“接地氣兒”的科研。課堂上，通過“未來教室”平臺與工廠或各科研院所聯系，實現研究與應用的無縫對接。例如，在功能材料專業材料學科前沿講座課程上，可以和我院的合作單位蘇州京浜光電科技股份有限公司的技術師傅聯系，了解手機膜層的發展現狀及我國現在市面上已達到的水平，下一步的發展方向是藍光截止膜的研究等，這樣使學生的學習具體化，有效提高學生的積極主動性。同時，對學生今后的就業或科研奠定一定的基礎。

三、結束語

華東師范大學任友群教授曾說過：“學科教師是技術與教學融合的關鍵?！弊鳛橐痪€教師，我們需要不斷地更新觀念和知識，與時俱進，更好地了解信息技術的運用及其限制性，知己知彼，充分地將其與平時教學相整合，提高教學效果和效率。

參考文獻：

[1]羅嘉.“未來教室”—化學教學的新推進器[J].化學教與學，2014，（5）：94-95.

[2]王素珍.“未來教室”環境下高中化學實驗教學的嘗試與反思[J].化學教育，2016，37（17）：50-55.

[3]周丹鳳.充分利用電子書包，構建未來教室[J].時代教育，2016，（20）.

[4]周小建.在“未來教室”環境下開展生物學教學的變革[J].生物學教學，2017，42（1）：44-45.

[5]戴克.你我可踐行的未來教室[J].中國教育技術裝備，2014，23（353）：19-21.

[6]謝未.江豐光東京大學，KALS與麻省理工學院TEAL未來教室案例分析[J].中國信息技術教育，2013.

[7]孫建榮，依托未來教室提高課堂教學效率的路徑探析[J].教育觀察，2016，5（12）：13-14.endprint