微視頻在納米材料學科教學中的應用探索

鄭自建 郭志光

[摘 要] 隨著科學技術的不斷發展，新型的教學工具也不斷出現。巧妙運用新穎的教學工具，既可以豐富課堂內容、活躍課堂氣氛，也可以提高知識的傳授效率。在納米材料授課過程中，微視頻因其生動形象、信息量豐富等優點而備受青睞。在課堂教學中，巧妙植入微視頻，可以深入淺出地展現納米材料獨特的性質和特征。通過對微視頻的選取及植入課堂的方式進行介紹，結合具體的教學案例，深入分析微視頻植入課堂這一模式在納米材料學科教學過程中的獨特優勢，并對今后課堂教學中植入微視頻這一教學模式提出了思考與展望。

[關鍵詞] 學科教學;微視頻;納米材料

[基金項目] 2019年度湖北大學教學改革與研究項目“課程形成性評價方法與實踐”（201926）

[作者簡介] 鄭自建（1986—），男，湖北鄂州人，博士，湖北大學材料科學與工程學院副教授，碩士生導師，主要從事分子動力學模擬研究;郭志光（1977—），男，湖北武穴人，博士，湖北大學材料科學與工程學院教授，博士生導師（通信作者），主要從事仿生摩擦學研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2022）12-0096-04[收稿日期] 2021-08-12

一、微視頻應用于納米材料學科教學的意義

（一）微視頻植入課堂模式簡介

隨著互聯網的快速發展，微視頻逐漸發展成為人們獲取信息的一種重要方式。作為一種嶄新的信息傳播媒介，微視頻具有生動形象、信息量豐富和接受效率高等優點，因而備受青睞。采用微視頻的方式傳遞信息，往往會給信息接收者留下深刻的印象[1]。基于此，微視頻成為廣告行業乃至教育行業[2，3]的首選。在傳統課堂教學的過程中，巧妙植入恰當的微視頻，既可以豐富課堂內容、活躍課堂氣氛，也可以提高學生接受知識的效率。教學實踐表明，微視頻植入課堂的模式顯著提高了學生的課堂積極性。

微視頻植入課堂的教學模式容易與視頻教學模式相混淆，但微視頻教學不同于視頻教學。視頻教學是將課堂教學內容錄制成視頻，具有可重復收看、可選擇性收看等優點[4];但視頻教學本質上并沒有改變傳統課堂教學的模式，沒有從根本上提高教學的質量。微視頻植入課堂的教學模式，是在傳統課堂教學的基礎上，選擇性地植入一些有針對性的微視頻。該模式既能降低學生對抽象知識點的理解難度，又能增強課堂趣味性，可以有效避免學生因傳統課堂教學模式單調乏味而產生的疲倦感，有利于集中學生注意力。微視頻植入課堂的教學模式是傳統課堂教學與視頻教學有機結合的新模式。微視頻素材的選取、微視頻的質量、植入課堂的時機，以及微視頻與課堂教學內容的契合度，是決定該教學模式成效的關鍵。實踐證明，微視頻植入課堂的教學模式，可以達到很好的教學效果[5]。

（二）微視頻應用于納米材料學科的優勢

教學形式是用來配合教學內容和教學目的而施展的手段，不同的學科和不同的專業需要不盡相同的教學形式和教學工具[6]。在高等教育課程中，我們可以將專業課程分為兩個部分。其一為已發展成熟的專業課程，如高分子化學、高分子物理、物理學等。這些課程因發展歷史悠久其基本理論已經形成了一系列系統性的理論方程。在這類課程的教學過程中，公式推導是引導學生深入學習的主要方式[7]。在課堂上，教師通過演示公式的推導過程，講透每一步推導的重點和要點，學生就可以學透對應的知識點。其二為新興的專業課程，如納米材料。由于獨特的性質和功能，納米材料被認為是解決當今世界“卡脖子”難題的新型材料而備受關注。大部分理工科院校都會設置納米材料相關的課程，以普及納米科學知識。對于新興的納米材料學科，由于發現時間短，很多的性質和功能還沒有被研究透徹，還沒有規律化成理論方程，導致目前用于解釋實驗現象的理論方程較少。已有的理論方程如薛定諤方程，難度又太大，學生很難短時間學透。納米材料獨特的物理化學性質主要來源于實驗觀察。為了將這些奇妙的實驗現象呈現清楚，就需要更好的傳遞媒介，即新的教學工具。納米材料學科在教學方面具有如下幾個明顯的特點：一是學科新穎。納米材料學科處于發展初期，教材難免有大量疏漏和過時之處。二是尺度微觀。納米材料尺度微觀，難以借助常規的教學工具進行直觀展示。三是模型抽象。納米材料的一些性質和現象極其抽象，難以利用文字甚至圖片表達清楚。四是規律復雜。納米材料的性質和現象容易受到納米材料微粒尺寸的影響，規律比較復雜。上述原因造成學生在學習過程容易感覺疲倦和枯燥。而微視頻對于解決納米材料學科教學存在的問題，可以起到針對性的作用。

1.豐富信息維度。時間維度：及時、新穎。借助便利的互聯網工具，微視頻不受復雜出版流程的限制，可以及時呈現最新的理論知識和研究成果。可以將最新的科研進展帶入課堂，讓學生了解科學最前沿。內容維度：準確性、完整性。由于人的個性化特點，學生在理解抽象理論的過程中，難免會出現理解上的偏差，有些關鍵信息也容易疏漏。在知識點教授時進行微視頻展示，可以利用其具象化、形象化的特點，盡量消除這種理解偏差，從而使學生獲取的知識更加完整和準確。此外，微視頻也是對課堂教學內容的再現和深化，以一個新的模式回顧課堂中的重要知識點，可加深學生對重點內容的理解，同時，短暫的微視頻播放也讓學生大腦得到了短時間的休息和調整，從而有利于后面內容的學習。形式維度：呈現性。在教師口頭闡述和教材文字閱讀等抽象信息呈現的基礎上，輔以微視頻，可以豐富知識的呈現形式。華中師范大學心理學院王福興副教授研究表明，動態視頻會引起學習者更大的學習興趣，觀看動態視頻學習所需要的心理努力更少，而且學習者感知到的難度也會更低，更能激發學習者的學習動機，從而提升學習效率。

2.提升課堂體驗。教材內容主要著眼于理論知識體系的表述，其特點是信息密度極高，但也帶來了過于抽象和遠離生活實際的問題。如果能在這些抽象知識的講授過程中，引入形象的微視頻材料，可以顯著拓展該知識在生產生活實際中的具體應用場景和應用前景，能夠幫助學生獲得學以致用、知行合一的體驗，從而對學習過程產生正向激勵。24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

3.彌補教學短板。每一位優秀教師在教學上都有其獨特的個人魅力，同時也不可避免地存在一定的教學短板。比如有的教師可能專業能力突出，但并不精于語言藝術，則在課堂教學中，教師可以補充語言精練優美的微視頻材料，給學生不一樣的聲覺體驗;有的教師語言功力深厚但并不精于控制課堂節奏和氣氛，則在課堂教學過程中，教師可以在適當時機展示生動的微視頻材料調節課堂氣氛，調動學生的課堂積極性。教師根據自身需要和學科特點，在教學過程中補充精選的微視頻素材，則可以極大彌補教學的不足，從而保證課堂教學質量。

二、微視頻在納米材料學科教學中的應用探索

微視頻植入課堂的時機、數量及微視頻與課堂內容的契合度，是決定該模式課堂成效的關鍵。以每節課45分鐘為例，如果45分鐘內教師一直是以PPT授課，學生難免會存在視覺疲勞和聽覺疲勞。同時，45分鐘的PPT授課會展示很多教學內容，學生沒有課堂內及時思考和消化的時間。此外，這種教學模式缺乏新鮮感。因為在小學、初中、甚至是高中階段，學生都是看黑板、聽教師講課，如果大學授課還是一如既往，學生難免會覺得枯燥。因此，需要創新教學方式。視頻教學是當前的主流方式。將教師的課堂授課錄制成視頻，既可以避免教師反復多次講解相同的知識點，減輕教學工作量;又可以滿足學生在學習時間上的個性化需求，是一種很好的教學模式。但知識傳遞是人與人之間的交流過程，更多地需要面對面的溝通與討論。如果只是讓學生去聽視頻，很難保證教學效果。筆者認為，微視頻與傳統課堂相結合的方式更有助于知識的傳遞。在講解清楚一個重要知識點后，植入一個與之相關的微視頻，是一種很好的方式。一方面，高質量的微視頻清晰度高，圖像漂亮，播音員語言優美，可以形象生動地再現之前所講的內容，起到很好的再解釋、再理解的作用;另一方面，在播放視頻期間，學生切換了接受信息的方式，可以有效緩解上課的疲勞。在45分鐘的教學時間內，可以植入2～3個微視頻，每個微視頻播放時間控制在3分鐘左右為宜。

植入納米材料課堂的微視頻，可以分為以下幾個類型：一是知識再現型。將一些重要知識點以微視頻的形式展現。例如，在講到納米材料的表征儀器掃描隧道顯微鏡的原理及其作用時，教師都會提到掃描隧道顯微鏡具有移動原子的功能，即通過選擇性的移動原子，然后進行重排，可以合成制備一些具有獨特性質的新型分子。此時，我們可以植入美國IBM公司針對掃描隧道顯微鏡的宣傳小視頻《一個男孩和他的原子》。該視頻形象生動地展現了原子移動的方式，方便學生理解掃描隧道顯微鏡可以實現操控原子移動的功能。在講解量子穿隧效應時，可以植入描述量子穿隧過程的微視頻，將抽象的穿隧過程形象化，學生更容易理解和接受。這類視頻主要借助視頻媒介去傳遞知識，具有形象生動的特征，可以讓學生更好地接受特別抽象的概念和現象。二是實驗現象型。納米材料很多的性質都來源于實驗現象，在論文發表過程中，為了證明材料的特殊性質，作者一般會提供實驗現象相關的視頻。將這些優秀的視頻植入課堂，給學生呈現最直觀的實驗現象，既可以普及科研知識，又可以激發學生的科研興趣。例如，在講解納米材料的表界面特性時，我們都會提到荷葉效應。荷葉之所以能出淤泥而不染，主要是由于表面特殊的微納結構與低表面能蠟質層。根據仿生荷葉表面結構，研究者仿制出了一系列超疏水表面，也錄制了一系列表現超疏水表面特性的微視頻。這些來自實驗室的微視頻，是展現納米材料表界面特性的好素材，可以應用到課堂教學。三是展望未來型。每講解完一個知識點，教師都會講解該領域存在的核心問題及未來的發展趨勢。例如，在講解完納米材料合成制備方法后，會思考將納米粉體轉換成制備器件時所需要的大塊狀的宏觀材料，針對這些難題和挑戰，學者們有很多的討論與總結。在授課過程中，如果教師能植入展望型視頻，就能幫助學生快速了解該領域未來的研究方向。而且這類視頻一般都是該領域知名科學家的經驗總結，具有更強的說服力和權威性，更能讓學生信服。此外，這類視頻的信息量豐富，學生可以在短時間內接受大量的信息，既可以拓寬學生的視野，又能激發學生對納米材料未來潛在前沿領域的探索欲望。四是名人傳記型。學科的發展是一代又一代科學家辛勤努力的結果。課本上的每一個實驗結論、每一個理論，都是科學家艱苦探索的結晶。在納米材料學科發展過程中，必然會涌現一些優秀的科學家。如果在講解他們提出的定理時，能夠選擇性植入一些有關他們個人或者科研成果的視頻，可以起到很好的宣傳作用。或者講解某一領域造詣很深的科學家，方便學生知曉該領域擁有哪些知名權威學者。例如，在講解完溶劑熱反應制備納米材料時，播放在溶劑熱反應領域造詣極深的科學家（如錢逸泰院士、謝毅院士等）的傳記視頻。讓學生了解優秀的科學家，有助于他們找到前進的方向。只有讓科學家成為青年學生的榜樣，用科學家的精神武裝青年學者，才能培養出超越前輩的優秀青年科研工作者。

三、實踐與思考

學習知識本身是一個滿足好奇心，獲得成就感，從而令人愉悅的過程。但在現實中，很多時候的課堂卻讓學生感覺食之無味棄之可惜。教師起到的不是啟迪心智、引導方向、激發學習主動性的作用，而是淪為教材復讀機、課件搬運工，從而一定程度上缺失了教師在教學過程中的主導作用。改革課堂教學方式，調動學生課堂積極性，提升學生的學習興趣，迫在眉睫。通過教學實踐，發現微視頻植入課堂的模式可以顯著提高課堂趣味性，調動學生課堂積極性，得到了學生的認可，取得了很好的教學效果。

同時，微視頻植入課堂的模式仍存在以下問題亟待解決：第一，微視頻的版權問題[8]。目前，質量優秀的微視頻主要來源于公司和電視媒體，使用時存在版權爭議的問題。為了保證其開放性，需要一定的法律保障。第二，微視頻的資源難題。目前，可用于課堂教學的高質量微視頻數量較少，需要政府加大投資力度，建設公益性的教學視頻庫，方便教師選擇適合于課堂內容的優秀視頻。第三，微視頻錄制的專業性難題。為了實現微視頻的針對性特點，專任教師也需要加入微視頻的錄制過程。加強對專任教師視頻錄制、視頻剪輯等方面的培訓，是保證微視頻質量和效果的關鍵。24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

科學技術的快速發展極大地豐富了我們的日常生活，從根本上改變了我們溝通、交流的方式。在課堂教學過程中，我們也需要與時俱進地選擇教學工具，巧妙運用新興教學工具。

參考文獻

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Exploitation of the Application of Micro-video in the Subject Teaching of Nanomaterials Course

ZHENG Zi-jian， GUO Zhi-guang

（School of Materials Science and Engineering， Hubei University， Wuhan， Hubei 430062， China）

Abstract： With the continuous development of science and technology， new teaching tools are also constantly appearing. Cleverly applying new teaching tools can not only enrich the teaching content， activate classroom atmosphere， but also improve the efficiency of imparting knowledge. In the teaching of Nanomaterials， micro-videos are well received due to the advantage of vividness， informativeness and so on. During the course， the cleverly planted micro-videos can reveal the fantastic properties of nanomaterials in simple terms. The choice and inserting methods of micro-videos in the classroom teaching are described in this paper. Combined with specific teaching cases， the outstanding advantages of micro-video-assisted teaching are fully discussed， and the thinking and prospect are put forward for the teaching mode of micro-video implantation in the future classroom teaching.

Key words： subject teaching; micro-video; Nanomaterials24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0