摄影图片在材料科学与工程专业教学中的应用

曾荣昌

摄影图片在材料科学与工程专业教学中的应用

曾荣昌

介绍了摄影图片在教学上的意义，论述了摄影图片在材料科学与工程专业课堂教学中的应用和效果，指出了采用图片需要注意的问题。

摄影图片；教学；材料科学与工程

众所周知，摄影是综合了光学、几何学、色彩学和美学等多学科的一门技术。摄影既可以用来记录人类历史事件、又可以陶冶人们的生活情趣。它不仅在日常生活中受到广大群众的喜爱，而且也被科技工作者广泛应用于科学研究之中。自从伦琴发现X射线不久，放射科医生就用X射线拍摄人体胸部或骨骼外伤部位透射照片，以便诊断病情。自1839年法国的达盖尔公布了他的摄影术，图片摄影在现代生活和生产中有日益广泛的应用［1］。

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类社会发展的文明标志，从石器时代、青铜器时代、铁器时代到现代的电子材料时代，无一不是用材料来标记的。在材料科学领域，通过显微镜、扫描电子显微镜等仪器拍摄金相学、断口学等影像是一种重要的研究方法。材料科学家利用摄影图片来记录材料内在组织和外观形貌等科学信息。扫描电子显微镜、（高分辩）透射电子显微镜等则使科学家们能够深入到微米甚至原子量级来研究材料的微观组织，抑或进行纳米材料的组装。随着数码技术的快速发展，数码摄影更使摄影技术上了一个新的水平。它不仅价格低廉，操作和后期处理也非常方便，给科学研究带来了很大的便利。

现代多媒体教学通过视听方式来提高学生的学习效率，而图片资料是多媒体的主要组成部分。在教学过程中适时引入各种图片，调动学生的学习兴趣，提高注意力，激化求知欲，且可使激化起来的兴趣持久。

近年来，摄影艺术以其独特的魅力也给大学课堂教学带来了一股春风，图片教学在教学中得到广泛应用。越来越多的教师将摄影技术和照片用于医学人体形态学如解剖学、临床教学、物理教学、平面设计等课堂教学活动当中［2-5］。这是因为高品质的摄影作品具有强烈的视觉感官冲击力，比文字更富有表达力。

有人将腐蚀工程师比作材料领域的医生。腐蚀图片传递了丰富的科学信息如：材质特征、腐蚀类型、腐蚀形貌等。因此，作为从事腐蚀与防护研究的教师，有必要通过摄影图片来进行相关的教学工作。我将自己所拍摄的图片编写到由化学工业出版社出版的《材料的腐蚀与防护》教材中，教材在全国许多高校使用。在专业课堂教学当中，通过摄影图片教学可让学生认识视觉语言，培养学生在科学实践中运用视觉语言进行信息传递的能力。结合案例教学，时常展示一些生产实践方面的摄影图片，以达到理论密切联系实践的目的，这种教学方式深受学生欢迎。

本文结合自己在教学当中充分利用摄影图片制作生动多媒体课件的经验，分析讨论摄影图片对《腐蚀与防护》、《材料科学基础导论》等专业课堂教学的作用和影响。

一、摄影图片对专业课堂教学的积极作用

(一)提高学生运用视觉语言的能力，激发学习兴趣

“兴趣就是最好的老师”，也是学生学习的动力，能否取得良好的教学效果，关键在于激发学生的兴趣。特别是导入新课和创设问题情境，摄影图片往往起到意想不到的效果。适时选择出一幅或几幅照片用以创设情境，想方设法引起学生的思考和联想，或者直接呈现出来，并提出探究性的问题，使学生通过教师创设的独特情境想知道“为什么”、“怎么样”，造成学生追求答案的心理，进而产生持续学习、探究的动力。

虽然材料科学显微结构组织的研究摄影对光影、色彩等要素没有过多要求，但通过构图来表达主题的方法与常规摄影是一致的。运用图片视觉语言表达的作用，将自己拍摄的图片展示给学生。首先，可以让学生增加对老师工作的认可、增加师生之间的亲和度；摄影图片可以让学生们跨越时空的障碍，来到故事发生的“现场”。因而可以把学生带到一个身临其境的情境当中，迅速点燃学生学习的热情，让一些在课堂中学生难以感知的事物和现象“真实”地呈现在自己面前，使学习变得生动、有趣，更加符合学生的认知规律；同时摄影作品通过构图、光影和色彩，构成一幅幅美轮美奂的画面，也有助于培养大学生的审美情趣，使之产生更强的情绪体验和感受。

在新生专业介绍时，作者精心制作了《材料之美》的PPT，其中汇集了作者本人以及世界上各国科学家们拍摄的材料微观和宏观照片，以期通过艺术的形式反映当前材料科学最前沿的科学研究和材料在现代化建设中的重要地位，达到提高新生对材料科学与工程专业的认识和热爱。

在课题教学中，通过图片引入案例，创设情景，介绍背景知识，导入新知识。激发形象思维，使原本抽象的概念变得形象具体，有助理解。例如，在《材料的腐蚀与防护》有关“典型金属材料的耐蚀性”一节课堂教学中，通过案例教学，我将有关腐蚀的摄影图片展示给学生，并向学生提问，这是什么材质？为什么采用铜合金来制作户外铜像等艺术品？

在《材料科学基础导论（双语）》教学中，展示一些自己在国外学习、参加国际会议的照片。这些图片提供了生动而真实的语言环境，对于学生来说，国外经历既让他们惊喜，又让他们向往。这种刺激非常强烈，让学生知道今后努力学习的目标是什么。

与此同时，恰当的传授一些摄影和美学知识，使学生们掌握一些基本摄影知识如构图、色彩，以便他们在毕业论文阶段拍摄金相、扫描电子照片时，图片质量良好。

实践证明，摄影图片教学的确对提高学生素质和教学效果有良好的作用。作者曾指导三年级本科学生参加了2007年重庆理工大学十五届“开拓杯”学生课外科技活动。要求他们携带数码相机、去鹅公岩长江大桥和嘉陵江石门大桥等桥梁实地考察，并对重点部位、腐蚀严重的地方进行拍摄，结合《腐蚀与防护》课堂上所学知识，完成了调查分析报告“重庆石门嘉陵江大桥和长江鹅公岩大桥腐蚀和防护调查”。该作品图文并茂，获得全校师生的高度评价，荣获此次“开拓杯”特等奖。此调研报告也在2008年“第三届中国重庆涂料涂装学术大会”上被重庆市涂料涂装行业协会评为优秀论文，并于2009年在《材料保护》第2期正式发表。所以，主动地拍摄、长期地积累摄影图片及资料，会使我们专业教师的教学质量产生有益的效果。

(二)调动多种感官，提高教学效率

多媒体课件集文字、声音、图画、动画和视频于一体，多媒体教学具有形声、动画兼备的优点，以绘声绘色、栩栩如生的形象生动地反映和再现事物，克服了传统理论教学比较枯燥、乏味的缺点，能更充分地引起学生的注意，促进学生多种感官的协调活动，提高学生对课程内容的理解深度。多媒体教学赋予摄影图片、动画一个载体。在教学过程中，根据教学大纲要求和教学对象的特点，摄影图片与传统教学手段有机组合，可以提高多媒体课件质量。因此，富有摄影图片的多媒体教学有助于唤起学生强烈的求知欲，从而获得最佳的教学效果［6］。

(三)突破教学重点及难点，提高分析问题的能力

培养学生观察能力，观察力是科学研究的基本能力。根据建构主义学习理论有关学习方法的论述［7］，指出“教师是意义建构的帮助者和促进者，学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者。学生要成为学习意义的主动建构者，就必须在学习过程中发挥主体作用：用探索法、发现法去构建知识的意义；把当前学习内容所反映的事物和自己已知的事物相联系和思考”。而摄影图片恰恰可为学生接受新知识提供了最直接、客观的情景，让学生在学习过程中充分发挥主体作用。在腐蚀与防护教学过程中，有些重点、难点往往不易突破，其主要问题是传统的教学方法非常抽象、不够直观、学生理解比较困难。教师要采用图片等直观化教学，使学生容易接受知识的方式来突破难点。

另外，善于阅读图片，进行金相组织观察、断口分析、腐蚀形貌分析等都是材料学学生必须具备的能力。这就像影像科学生必须在临床工作中能阅读影像一样。如果能否独立地正确阅读影像片并做出科学的诊断，是检验影像专业学生实际工作能力的具体体现［8］，那么如何培养材料学学生的读图能力，同样也是材料学专业教学中的重要目标。

二、需要注意的问题

(一)避免华而不实，注重相关性

课堂教学的关键不光是图片多么“漂亮”，更重要的是通过多媒体教学，按照教学大纲落实教学内容、达到教学自标；突出重点、突破难点；引发学生的思考，激发学生对所学知识的热爱和好求。因此，多媒体课堂教学应处理好的问题是，素材如何与教学内容相得益彰，使多媒体课件内容更加直观易懂，生动活泼，使学生在接受知识的过程中得到美的熏陶和艺术的享受［6］。

(二)避免盲目选材，注意内容的针对性

选定图片要具有针对性。一是针对本课的授课内容，切合多媒体教学内容与教学目标，二是针对本课知识的理论难点和重点［9］。有的年轻教师由于缺乏实践工作经历，没有实践知识的积累，试图通过网络查找一些专业教学用图片，但往往很难发现合适的图片。这需要我们平时有意识的主动拍摄、收集与自己授课内容相关的图片。

(三)避免图片过多，注意内容典型性、时效性

选取最适合的具有典型性的照片用到教学的关键处。注意在教学内容和摄影图片之间选择恰当的信息联系，在学生的兴趣点和教学难点处运用图片［10］。另外，还要注意图片内容的先进性、时效性、实用性，即：这些知识能够反映当前最新的技术水平和科技成就，学生们走入社会即能运用这些知识，产生经济效益。

三、结语

摄影图片在材料科学与工程专业本科教学中具有重要的应用意义。此教学方法有助于提高学生的学习兴趣，学习效率和分析问题的能力，也有助于提高学生的艺术素养。

[1]刘岳东,孙伟杰.现代教育技术与医学教学相结合的探讨[J].沈阳医学院学报,2003(2).

[2]林蓉,丁富平,张进.多媒体图片在医学教学中的应用[J].广西医学,2005(9).

[3]黄树清,陈墓,蔡晓理.高速摄影技术在物理教学中的应用[J].光子学报,2000(ZI).

[4]陈海峰.平面设计教学中摄影技术的运用,苏州职业大学学报[J],2005,16(1):65-66.

[5]王乐新,李天和,贺传琴.科技摄影教学改革谈[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版)，2003（2）.

[6]刘士香,孙戈利.多媒体培训教程在眼科专业教学中的应用[J].中华现代眼耳鼻喉科杂志,2008(1).

[7]张秀荣,李涛.建构主义理论在原子物理学网络教学设计中的应用[J].重庆工学院学报(自然科学版),2007(10).

[8]张益兰.影像专业教学要注重读片能力培养[J].卫生职业教育,2005(9).

[9]张永利,张金凤.摄影技术在医学伦理学教学中的运用[J].中国医学伦理学,2007(1).

[10]孙继虎.利用摄影作品优化地理课堂教学 [J].地理教学, 2008(2).

G642.0

A

1673-1999（2010）14-0176-02

曾荣昌（1964-），男，湖南益阳人，博士，重庆理工大学（重庆400050）教授，从事材料的腐蚀与防护研究。

2010-04-06

重庆市教委高等教育教学改革研究立项项目（09-3-048）、重庆理工大学高等教育研究立项项目（2008034）研究成果。