《新能源材料》個性發展課程信息化教學方法探究*

（江蘇師范大學物理與電子工程學院 江蘇徐州 221116）

引言

隨著經濟社會的快速發展，能源短缺成為全球日益突出的問題。為此，發展新能源已經成為各個國家的共識。2009年底，我國開始布局戰略性新興產業，新能源產業作為戰略性新興產業的代表，成為低碳經濟的發展方向。2010年，“新能源材料與器件專業”被教育部批準為戰略性新興產業相關專業之一。作為新能源的轉化和利用以及發展新能源技術的關鍵，新能源材料則成為了關乎國家發展的戰略性重大問題，而《新能源材料》這門課程也成為新能源材料與器件專業的核心課程之一。盡管我國已經有一些高校開設新能源材料與器件專業，但作為一個新興專業，其相關課程建設仍相對滯后和缺乏，而關于非新能源材料與器件專業的《新能源材料》個性發展課程建設更是少之又少。

最近研究表明，高等教育信息化是促進高等教育改革創新和提高質量的有效途徑。[1]在其起步階段（從20世紀90年代到21世紀初），信息化建設的重點是硬、軟件基礎設施的建設，如校園網、多媒體教室、數字圖書館等。在該階段高校主要將投入放在硬件設備購買和網絡平臺的建設上，在建設速度與規模數量上成效顯著，同時也開展了對教育信息化有效應用的探索。從21世紀初到現在，教育信息化建設的重點轉向各類教育資源、各學科教學資源（包括網絡課程、教學課件和相關的學習資料）的完善，以及資源管理平臺、網絡教學平臺的建設。2003年，教育部啟動《2003-2007年教育振興行動計劃》，明確提出加快教育信息資源建設，加強信息技術教育，普及信息技術在各級各類學校教學過程中的應用。2016年6月7日，教育部頒布了《教育信息化十三五規劃》明確提出“推動現代信息技術與教育教學深度融合”

本文以非新能源材料與器件專業的《新能源材料》個性發展課程（課程內容：鋰離子電池材料、太陽能電池材料、燃料電池材料、儲氫材料、生物質能材料、核能材料等）為載體，探究多媒體、思維導圖、雨課堂等在信息化教學中的應用，增加課堂的趣味以及教師在教學過程中所教授的內容更加有效地傳遞，以獲得良好的教學效果。

一、多媒體信息化教學

多媒體教學是以計算機技術為核心，采用聲音、圖像、幻燈、影視短片等媒體技術為教學服務的輔助教學方式，從而把教學內容形象、生動地表現出來。但是我們若使用不當，會使這一先進的教學手段不能充分發揮其應有的效能，這是我們教學過程中一直在探討的問題。[2]例如，當在講解燃料電池組件或燃料電池汽車構造時，單憑老師的講解會顯得枯燥乏味，或有些知識憑老師的敘述，學生無法清晰的理解。那么，這時候就可以充分利用現代計算機技術和媒體技術，把燃料電池組件或燃料電池汽車構造等一些難以用語言表達的教學內容，用多媒體形象直觀地表現出來，使教學內容形象生動、感染力強。此外，多媒體教學融聲音、畫面和動畫于一體，使課堂教學活動變得生動有趣，富有啟發性、真實性，從根本上改變傳統上單調的教學模式，吸引學生的注意力，活躍學生的思維，從而激起學生的興奮點，寓學于樂，使其很快進入愉悅的學習情景。因此，教師在使用PowerPoint教學時可以使用圖片和視頻等進行直觀展示，有效提升教學效果。例如，在講解太陽能電池時，教師可以在PowerPoint中插播陽光動力1號相關視頻，使學生深刻了解太陽能作為一種取之不盡的清潔在不久的將來即將實現。但還需指出的是多媒體僅僅是一種手段，優秀內容的組織和有效傳遞才是教學的核心目的，因此視頻、音頻要做到不能喧賓奪主。

二、思維導圖信息化教學

思維導圖又叫心智導圖，是表達發散性思維的有效圖形思維工具，它簡單卻又很有效，是一種革命性的思維工具。思維導圖已經在全球范圍得到廣泛應用，新加坡教育部將思維導圖列為小學必修科目，大量的500強企業也在學習思維導圖，中國應用思維導圖也有20多年時間了。據文獻調研，思維導圖在我國現代教學中的應用鮮見報道。[3，4]目前，思維導圖設計軟件有MindMaster、MindManager和MindMapper等。這些設計軟件各有千秋，其中Mindmanager與同類思維導圖軟件最大的優勢，是軟件同Microsoft軟件無縫集成，快速將數據導入或導出到Microsoft Word， PowerPoint， Excel等常用的辦公和教學軟件。

筆者設計《新能源材料》個性發展課程的思維導圖可依據以下5個過程制作：

1.構建框架

首先，直接將該課程內容的目錄（包括鋰離子電池材料、太陽能電池材料、燃料電池材料、儲氫材料、生物質能材料、核能材料等）錄入到思維導圖中，目標是將該課程所講解內容的主要部分框架清晰的反映在思維導圖中。

2.錄入重點

將新能源材料相關的重要基本概念和基礎知識的重點論證部分錄入思維導圖，同時將講解部分錄入（簡單錄入即可）。這時有兩種內容，第一種是和課程框架及論證有關的，放入導圖的對應分支下；第二種是與框架無關，可以在導圖中建立一個“雜項”的分支，將所有內容統統扔進這個分支下。

3.論證引入

將所有課程的基本概念和基礎知識論證放入相應分枝中，完成整體課程框架的基本構建。

4.細化語言

該階段的主要工作是細化每個分支的邏輯性和語言。課程框架成形后，每個分支下也有了一定內容，但是每個獨立分支下的邏輯性并不清楚，需要將教材中的基本概念和基礎知識，主要代表性新能源材料的成分、結構、工藝、新能及其關系，以及新能源材料的國內外發展動態轉變成自己理解的話語，盡力簡化。同時，將這些句子的邏輯關系理清，用分支的形式體現出來，這時就有了一個層次、邏輯清楚的思維導圖。

5.處理雜項

雜項中還有很多內容，需進一步處理這些句子，有些內容可以放入前面整理出的框架中，有些東西則和課程的整體框架并不相關。

三、雨課堂信息化教學

雨課堂是一款清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷免費的為所有教學過程提供數據化、智能化的信息支持。它將教學工具巧妙融入PowerPoint與微信全景式采集數據，驅動教學探微。這是一種PPT+微信的新型信息化教學模式。這一教學模式最大的特點是可以輕巧的把老師在課堂上授課的PPT同步到學生微信上，突破師生互動的時空限制，提高學生參與課程學習的積極性，為教師全面、立體地評價學生提供充分的數據資料，以提升教學效果。[5]例如，當學生有困難或疑惑時，可使用雨課堂的彈幕功能進行匿名反饋給老師。此外，該軟件具有隨堂限時測試功能，老師可在課堂上通過嵌入式問題來啟發和誘導學生。課堂中的嵌入式問題以及學生所發彈幕，能夠反映學生對知識的理解掌握程度，對注意力和理解力進行評價考察學生對概念或知識點的理解和掌握情況，使學生在課堂聽課更加專注。同時，在課后老師亦可通過雨課堂把一些與新能源領域相關的最新研究進展推送給學生，甚至還可以推送一些語音講解，讓學生更好地了解新能源材料的前沿研究。此外，學生亦可通過雨課堂向老師把自己在學習過程中遇到的難題或者疑惑推送給授課老師，實現師生隨時隨地溝通。鑒于雨課堂具有強大的數據統計功能，授課老師在教學過程中可以實現過程評價和形成性評價，避免了傳統教學中一學期一評的弊端。雨課堂這一創新性的教學形式在非新能源材料與器件專業的《新能源材料》個性發展課程中應用，將極大地促進非新能源材料與器件專業學生對《新能源材料》興趣以及加深知識的理解，以獲得良好的教學效果。

結語

本文以非新能源材料與器件專業的《新能源材料》個性發展課程為載體，探究多媒體、思維導圖、雨課堂等在信息化教學中的應用。多媒體教學：（1）形象直觀，提高課堂教學效果；（2）形式新穎，激發學生的學習興趣；（3）增加課堂容量，提高教學效率。思維導圖信息化教學可使授課老師在教學過程中以清晰的邏輯思維將新能源材料相關的重要基本概念和基礎知識，以及主要代表性新能源材料的成分、結構、工藝、新能及其關系等在授課中呈現。雨課堂可將教學工具巧妙融入PowerPoint與微信全景式采集數據，驅動教學探微，實現師生隨時隨地無間互動，取得良好的教學效果。本文所探究的多媒體、思維導圖、雨課堂等信息化教學方法在其他學科教學亦可適用。