简论材料科学材料科学基础实验课多媒体教学及网络教学平台建设

摘 要：根据多媒体教学及网络教学的特点，提出材料科学基础实验课多媒体教学及网络教学平台的构建思路与方法。通过与传统实验课相比分析其存在的优势与不足，并对相应的改进方法进行初步探讨。
关键词：材料科学基础 实验课 多媒体教学 网络教学
Construction of multimedia and network teaching for foundation of materials science experimental lesson
Liu Xiaoying， Zhao Jie， Zou Longjiang， Ji Shouhua
Dalian university of technology， Dalian， 116024， China
Abstract： Based on the character of multimedia teaching and network teaching， the construction methods for foundation of materials science experimental lesson are put forward. Compared with traditionally experimental lesson， the advantage and disadvantage of multimedia teaching and network teaching are pointed out， and the improvement methods are mentioned.
Key words： foundation of materials science； experimental lesson； multimedia teaching； network teaching
材料科学基础是材料科学与工程专业中重要的专业基础课，该课程对构建材料专业技术人员的专业知识体系和后续其他专业课的学习具有非常重要的作用。它以材料学领域的基础理论知识为背景，阐述了各种材料的共性基础知识，从材料的组织结构出发，研究材料的性能与材料结构和制备工艺之间的关系，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。材料科学基础实验课则是为本科生开设的实践性较强的必修课，是以理论与实践相结合的方式深化学生对理论知识的学习，并提高其动手操作能力的重要途径。强化课程实验和实践环节的教学，无论对学生基础理论知识的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。在材料科学基础课程中主要有两类实验：验证性实验和设计性实验。前者是使学生验证已学过的理论，巩固已学过的知识，加深对知识的理解。后者在于培养学生综合应用所学知识的能力，培养学生动手和亲自设计实验、研究解决工程实际问题的能力，并使学生获得书本以外的知识和技能。因此加强材料科学基础实验教学环节的改革与研究，对培养学生的科学实验能力和创新能力至关重要。目前部分材料科学基础开放性实验以教师板书实验内容为主，存在学习途径单一，教学方式简单，人多设备少不能实现每人都操作等问题。如何拓展学习途径，改进实验方法，激发学生学习兴趣，引导学生全面深入学习，提高学生动手操作能力和认识水平成为亟待解决的重要问题。现在计算机和网络已经广泛普及，学生接触计算机和网络的机会日益增加，多媒体及网络实验教学成为解决上述问题的重要途径。
1 多媒体及网络教学的特点
多媒体及网络教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体及网络，并与传统教学手段有机组合，共同完成实验教学，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果[3]。我们通常所说的多媒体及网络教学是特指运用多媒体计算机将预先制作的多媒体教学课件及软件通过网络开展的教学活动。它又称为计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）。
多媒体及网络教学平台具有以下特点：
（1）集成性高。能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。这是纸质书籍所不能比拟的。
（2）信息量大。网络犹如浩瀚的海洋，通过它可以获得大量的知识和信息。
（3）交互性强。交互性是计算机有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而互联网技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。
（4）实时性强。当用户给出操作命令时，相应的多媒体及网络信息都能够得到实时控制。
（5）耗时间短。获取同样多的信息，多媒体及网络所需时间较少，效率更高。
2 与传统实验课相比存在的优势与不足
多媒体及网络教学是一种先进的教学手段。随着科技进步及计算机技术的发展，多媒体教学及网络教学方式越来越多地应用于当代大学课堂。利用现代化的多媒体及网络手段进行材料科学基础实验课的教学，不仅是教学方式的改革，同时对于优化教学过程，提高教学效率及教学质量，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的积极性，提高动手操作和解决问题的能力都具有非常重要的作用。
运用多媒体，可以模拟各类理论及实际情况，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，从有限的实验项目中学到丰富的理论知识，从而达到良好的互动及学习效果。通过网络形式展示实验过程及结果，可以节约时间，提高摘自：毕业论文结论范文www.618jyw.com
效率，调动学生的学习积极性，拓展他们的学习途径。
我们在关注多媒体及网络教学优越性的同时，也要注意其存在不利于学生形象思维能力培养，师生面对面的交流受到限制，多媒体及网络教学使用“程度”的把握需要进一步实践检验等问题。在教学中要注意优化多种教学手段，重点使用“参与式”和“互动式”的教学手段。注意不要以讲，要加强学生综合设计能力和实际动手操作能力的培养。摘自：毕业论文任务书www.618jyw.com
3 多媒体及网络教学的改进方法
在实验课中运用多媒体及网络教学手段时，教师必须谨记“多媒体及网络仅是取得良好教学效果的辅助手段，是为教学服务的”，在实施过程中也要牢记以提高学生认知能力为主导，努力做到扬长避短，以提高教学质量。
（1）作为材料科学基础课程实验教师，要与主讲教师良好沟通，针对不同学习内容开设不同实验课，以期最大限度地发挥实验课的作用，提高学生对理论知识的认识，同时有针对性地准备多媒体课件，包括视频、音频、软件、图片等。
（2）从实验课教师角度讲，不要过多地依赖多媒体及网络，要正确地认识其在教学中的作用，牢记多媒体及网络仅仅是一种教学手段而不是教学内容的全部。一定要根据具体的理论课内容选用适当的实验课多媒体教学内容，而不是全部使用多媒体及网络教学，避免其喧宾夺主，占用学生大量动手操作的时间。如在讲解设备原理与操作步骤及注意事项时，可用多媒体进行播放，深化学生的认识与理解。而具体操作过程及实验结果的获得则要由学生自己完成，以加深印象，同时提高学生的实验设计能力及综合分析能力。
（3）从学生角度来讲，需要教师有重点地制作实验课多媒体及网络教学课件，将某一理论知识以形式多样的实验方式传授给学生，加深他们对理论知识的理解和掌握。同时针对学生求知欲旺、好奇心强、计算机知识丰富的特点，加强实验课中实验过程的软件模拟环节，将复杂的、受限于实验条件而难以实际动手操作的实验以直观的方式呈现在学生面前，以提高实验效率和学生参与积极性。
4 平台建设主要内容
针对材料科学基础实验课的现状，结合笔者多年的教学经验提出实验课多媒体教学及网络教学平台建设主要内容：
（1）全面按照教材组织实验教学，增加利用多媒体、网络手段进行实验教学的环节。开发“材料科学基础开放性实验”多媒体授课系统，将多媒体实验教学软件中适于自学的教学PPT（包括验证性实验和演示性实验）、实验指导书及复习资料等电子资源上网，供学生随时学习。
（2）全面采用现代教育技术开展课程教学工作，基本建成实验课程网络教学体系。完善网络实验课程教学内容，开发适合网络教学的实验教学软件，实现网络化授课，将教师授课视频放到网上，促进资源共享。搭建基于动态网页的网络资源系统，制作基本理论知识和实验过程的视频和动画，使材料科学基础课程与开放性实验课程内容紧密结合。
（3）开发虚拟实验软件，将部分实验过程用计算机模拟，提高实验效率和学生的参与积极性。
（4）开发网上实验选课系统和评分系统，达到资源充分利用及优化配置。开展网上答疑、在线交流及BBS论坛建设，提供教师与学生互动沟通的平台。
参考文献
赵杰.材料科学基础[M].大连：大连理工大学出版社，2010.
周细应，李培耀，童建华，林文松.《材料科学基础》CAI课件中的动画制作探讨[J]上海工程技术大学教育研究，2005（1）：13-15.
[3]贾淑果，宁向梅，田保红，王顺兴.材料科学基础多媒体教学探讨[J].中国现代教育装备，2010（5）：87-89.