贾淑果 宁向梅 田保红 王顺兴

河南科技大学 河南洛阳 471003

材料科学基础多媒体教学探讨

贾淑果 宁向梅 田保红 王顺兴

河南科技大学 河南洛阳 471003

本文结合金属材料工程专业材料科学基础的教学实践，根据该门课程的特点，指出了材料科学基础多媒体教学的必要性，分析了与传统教学相比所具有的优越性和存在的问题，并指出了相应的改进方法。

材料科学基础；多媒体；教学；金属材料工程

材料科学基础课程是金属材料工程专业最重要的一门专业基础课，是学生接触的第一门专业课，是研究材料成分、结构与性能之间关系及其变化规律的一门应用基础学科，在材料类本科专业的教学改革和学科建设中占有重要的地位。内容涉及材料的晶体结构、晶体缺陷、相结构与相图、凝固、扩散、塑性变形和再结晶等知识，是学生学习后续专业课程的基础和桥梁。该门课程概念多、内容庞杂，涉及近百个原理、规律、概念和定义，加之材料的微观结构看不见、摸不着，以至于学生在学习过程中普遍反映课程内容抽象、难理解、枯燥，学习起来困难。作者结合自己对这门课多年来的教学实践，围绕该课程实施多媒体教学的必要性、优越性、多媒体教学存在的问题和改进方法等方面进行了探讨。

一、多媒体的特点及必要性

1.多媒体的特点

多媒体是指信息的各种表现形式， 一般包括文本、图形、图像、音频、视频和动画等。多媒体技术就是利用计算机技术，对各种信息，如文、图、声、像等进行综合的处理和控制。多媒体教学是以多媒体技术为核心的一种现代教学方式，具有如下几个主要特点：

(1)集成性。多媒体课件包括文本、图形、图像、音频、视频和动画等多种信息媒体，图文并茂、声形辉映，教学内容生动逼真，具有丰富的表现力和吸引力。可以形成形象、生动、活泼的教学氛围，调动学生多种感官的参与和思维，多角度地调动学生的情绪、注意力和兴趣。图片或摄像内容可直接来源于实践中，其内容往往具有直观性，有助于概念的理解和方法的掌握。

(2)交互性。多媒体课件可以通过人机交互式对话，调动学习者积极参与。教师可以根据所讲内容的需要进行适时转换，实现内容的重复再现；学习者可以根据自己的需要自由选择学习内容，可以从任何一点开始，也可以随时转向其它内容，还可以自行调整学习进度，实现自主学习。

(3)实时性。多媒体课件中的动画、声音、视频图像都是和时间相关的，需要实时处理，多媒体课件能够有效地实现音像同步。教师可以根据课程内容进行动画设置，实现适时播放。

2.多媒体教学的必要性

材料科学基础课程是金属材料工程专业学生接触的第一门专业基础课，既具有较强的理论性又具有应用于工程实践的实用性，是许多后续课程，如材料加工基础、材料性能分析、金属热处理、金属材料学等课程的基础和桥梁。在金属材料工程专业中设置材料科学基础课程，一方面为学生进一步学习后续专业课奠定坚实的基础，另一方面为他们以后从事技术工作积累必要的理论知识。该门课程的教学质量如何，对他们能否学好专业知识及今后解决实际工程问题的能力与水平，对高素质人才的培养起着关键的作用。

在以往的传统教学中，教师仅靠一张嘴巴、一支粉笔、一块黑板、一本教科书，虽辅以模型、挂图等教学手段进行课程教学，但这种传统的教学方法，存在着许多不足之处，如：板书工作量较大，费时、费力，在目前理论教学课时数大大缩减的现状下，难以保证教学内容的完成，同时也难以保证优良的教学质量。因此革新传统的教学方法，辅以先进的多媒体教学手段，对于保质保量地完成课程教学以及提高该课程的教学效果具有十分重要的意义。

随着高等教育教学改革的不断深化，各课程的课时数明显降低，而同时又有新的知识、新的内容必须向学生讲授。课程课时量的降低与教材知识量显著增加的矛盾日益加剧，在传统的教育方法与教学手段下，这种矛盾显得更加突出，已不适应新形势下教学改革发展的迫切要求。将现代化化教学方式——多媒体应用于课堂教学利于改变“教师教得辛苦、学生学得吃力、师生双方都不满意”的教学状况，同时有利于激发学生的学习兴趣，改善课堂的教学效果，提高课程的教学质量。

二、材料科学基础多媒体教学的优越性

多媒体教学是一种先进的全新的教学手段，利用现代化的多媒体手段进行材料科学基础的教学，不仅是教学方式的改革创新，同时对于优化教学过程、提高教学效率、激发学生的学习兴趣、充分调动学生的积极性、提高教学质量都具有重要的作用。

采用多媒体进行教学，能够充分地表现教学内容，激发学生的学习兴趣。运用多媒体技术，可以模拟仿真各类情况，使学生仿佛身临其境，寓教于乐，化抽象为直观，化复杂多变为简单明了，从而达到良好的学习效果。如：材料科学基础课程中涉及的许多复杂图形，特别是面心立方中的八面体及四面体间隙、晶体结构中的空间堆垛、晶体缺陷的运动、三元相图的空间模型等，这些内容都需要学生具有丰富的空间想象能力。若仅只采用板书和模型的形式，学生往往难以理解，且很快就失去认真听讲的兴趣；而采用多媒体教学，可以使其以二维或三维动画的形式生动形象地展示给学生，不仅提高其学习的兴趣，同时还可以弥补传统教学在实践和空间等方面的不足。例如晶体结构等径球空间堆垛中的ABABAB……和ABCABCABC……两种原子排列方式，采用多媒体技术，将各不同层等径球以不同颜色的球放置在不同的位置上，这样不仅使学生很容易区别这两种堆垛的原子排列方式，同时也使学生对难以理解的空间堆垛有了非常好非常深的空间感受，并且其颜色的变换大大提高了学生对学习的兴趣。

采用多媒体进行教学，能够突出教学重点、突破教学上的难点，可以把教材上一些分隔的、静止的教学过程动态地、连续地贯穿起来，使学生通过动态的画面，轻松地理解教学内容，提高教学效果。多媒体教学表现手法多种多样，如金属的结晶过程一直是该门课程的重点和难点，多数学生难以理解；但若采用多媒体教学可以使其结晶过程得到详尽地展示，从液态中某些部位形成微小晶核，到金属液体全部的凝固，以及随后所发生的固态相变，沿着晶界或在晶粒内部析出第二相。作为学生能够很清楚地看到其整个结晶过程，加深理解；作为教师也可以通过控制计算机的暂停、重放等操作进行详细讲解，而使教学效果得到大大提高。比如对于三元相图部分，采用实物模型与多媒体技术结合的方法，提高学生的空间感受，利于学生进行形象思维，并加强理解，从而可以提高学生的学习效果和教学质量。

采用多媒体进行教学，可以使教学容量增大，开拓学生视野，提高教学效率。材料科学基础课程内容涉及面广，在最初采用板书教学时，由于课时所限，往往有些内容被删去不讲，比如金属的热变形、陶瓷和高分子的变形、固体材料的电子结构、材料概论等；同时由于有些内容学生在随后的学习中会详细学习，如固态相变、物理性能部分等，也在板书教学中删去不讲。采用多媒体后，就可以给学生介绍一些相应的内容，使学生们对此有一定的认识了解，不仅开阔了视野，同时也为后续更好地学习相关的内容打下一定的基础。

对于材料科学基础这门课程，其涉及的金相组织很多，采用多媒体教学，可以通过多媒体，对其组织进行边播放边讲解，以达到更好的教学效果。如对于相图的教学中涉及的组织形貌，若仅是板书结合随后的实验教学，由于时间的间隔，学生到做实验时可能已不很熟悉，而通过多媒体可以实时进行详尽讲解。

三、材料科学基础多媒体教学的不足

采用多媒体教学，适应了现代化教育发展的趋势，利于学生学习自觉性的提高，增强其学习的动力和兴趣，提高教学效果，增强了教学效率。然而，实践证明，材料科学基础课程采用多媒体教学仍存在许多不足之处。

从教师教学的角度来讲，多媒体教学资源丰富，会出现过分依赖多媒体，而忽视了板书所具有的魅力。多媒体作为一种新颖的教学手段，往往被个别老师夸大其应有的教学效果，甚至否定我们一直以来所使用的传统板书教学，完全否定板书的效果，完全不顾所讲内容的具体教学目标、教学内容和学生的实际情况，在整个的教学环节中全程使用多媒体教学，课堂内容、教学方法、教学设计等仍采用原来的板书式教学。最终的直接结果是在整个的教学过程中，教师成了多媒体的附属品，只能处于附属地位，只能被多媒体牵着走，而不是像在板书教学时教师始终是处于教学过程中的主导地位。导致教师的课堂驾奴能力差，忽视与学生的互动和沟通，课堂气氛沉闷，影响教师水平的发挥，直接降低应有的教学效果

从学生学习的角度来讲，虽然多媒体教学图文并茂，能够大大激发学生的学习兴趣，但还是有它的弊端。如由于多媒体课件自身具有的翻页讲解的特点，会使得学生根本无暇记笔记，无法把握住重点，更不要说将课本上的知识进行消化吸收；如若多媒体课件上文字偏多，再加上课堂节奏的加快，这种情况将会更甚；再者频繁地翻页，会使学生眼花缭乱。另外由于多媒体所具有的交互性特点，学生可以依靠多媒体进行自主学习，而出现学生们过分依赖多媒体的情况，会直接影响学生上课听讲的主动性。多媒体所具有的这些特点在板书教学中则不会出现，而这些却会在不同程度上降低教学效果，起不到多媒体所应有的作用。

四、材料科学基础课程多媒体教学的改进方法

多媒体教学虽是一种全新的教学方式，但在运用多媒体教学时，作为教师必须强化“多媒体仅是取得良好教学效果的辅助手段，是为教学服务”的意识，在教学的过程中也要始终牢记“辅助”和“服务”这4个字，努力做到扬长避短，以最终提高教学效果。

首先，作为教师，不要过分地依赖多媒体，要正确地认识多媒体在教学中的地位，一定要根据具体的教学内容选用合适的教学方法，而不要全部使用多媒体教学。如在讲解一些重要的公式时，若使用多媒体进行教学，步骤公式一闪而过，学生必然不容易理解，不好消化吸收授课内容；而若采用传统的板书教学，公式推导中的每一步都很清楚地在黑板上显示，并且能长时间保留，即使对于一时不理解的推导，学生也可以很容易地看到前面一步步的推导，而不像多媒体一样，前面的推导一闪而过。如凝固中涉及的临界形核尺寸、相图中的杠杆定律、重心法则等，这些内容都是材料科学基础课程中的重点和难点；再如，习题的讲解，采用传统的板书教学，一步一步的演示整个计算过程，学生更容易理解掌握。

再者，从学生角度来讲，结合笔者自身的多媒体教学体会，认为还是需要教师注意合理运用多媒体，合理地设计多媒体课件，要有重点地制作多媒体课件，时刻记着不要将所有的教学内容都用多媒体的形式展示出来，相对比较容易的学生已经掌握的内容以及学生能通过思考解决的问题都不必用多媒体显示；而将一些重点和难点的内容通过提纲挈领的方式显示出来，同时再结合板书教学。这样不仅精炼了多媒体课件本身，同时对于学生来说不仅能够把握住重点难点，对教学内容容易消化吸收，且也在一定程度上避免了频繁翻页所造成的眼花缭乱问题。而对于学生过分依赖多媒体，作为教师，很容易从根本上杜绝，如教师仅只将本章节总结性的课件拷贝给学生，而不要把整个教学内容的全部多媒体课件都拷贝给他们。这样不仅杜绝了他们过分依赖多媒体，而不认真听课的习惯，同时课程中所需要掌握的重点难点他们也能很清楚。

五、结束语

教学是为学生服务的，教学的最终目的是教学质量的提高。整个的教学过程实际上是一种与学生之间“情感交流”的过程，多媒体教学毕竟仅是教学的一种辅助方法，提倡使用多媒体，但并不是要摒弃传统的板书教学，并不是要求每时每刻都要采用多媒体教学。每一种教学方法、教学手段都有其各自的特点和独特的魅力，在实际的教学过程中，它们是互相补充、取长补短的关系，多媒体教学只是众多方式中的一个，只有在教学过程中做到合理利用多媒体，并与传统板书教学相结合，才能获得更好的教学效果，并最终提高教学质量，培养更加合格的人才。任何事物都是矛盾的统一体，但只要我们运用适当，做到扬长避短，必能将其发挥到极致。

[1]王燕,王涵,王永波.高校多媒体课件与教学效果的评价和分析[J].职业技术, 2009, 6: 32

Study on the multi-media teaching of material science foundation

Based on the teaching practice and course characteristics of the material science foundation in the major of the metal materials engineering, the article illuminated the neccessary of the multi-media teaching, analyzed the advantages and problems of the multi-media teaching comparing with the traditional teaching, and recommended the corresponding improvements.

material science foundation; multi-media; teaching; metal materials engineering

book=87,ebook=93

2009-11-02

贾淑果，博士，副教授。