材料物理性能微课教学浅析

李长青，张俊才，毕建聪，赵志凤

（黑龙江科技大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150027）

科学技术高度发达和经济快速发展的21世纪，衡量一个国家实力的一项重要指标就是材料的发展和应用水平。新兴材料的不断发展及应用，就必须对材料的物理性能深入的掌握。材料物理性能是普通高校材料类专业必修的课程，也是其专业平台的主干课程。材料物理性能的课程内容主要包括材料的力学性能、磁性性能、热学性能等方面内容，由于这门课程内容理论分析较深、内容相对抽象，因此对此门课程讲解有较大的难度。对于听课的学生方面也存在学习上的困难。为了既能够使教师能够相对容易的讲授材料物理性能这门课程，又能让学生相对容易的接受，作者尝试采用微课的形式来与学生互动性教学，改变传统的教学模式。

网络平台的迅速发展，也使之迅速向教育领域延伸。对于网络发展成熟较早的国家如英国，在美国北爱荷华大学，LeRoyA.McGrew教授所提出的60秒课程（60-SecondCourse）；在英国纳皮尔大学，T.P.Kee提出的一分钟演讲（The One Minute Lecture，简称OML）。2008年由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理DavidPenrose提出微课概念。2011年前后，翻转课堂这种教学模式在美国各地兴起，并引起了广泛关注。还有一种与微课紧密相连的课程：MOOC（Massive Open Online Courses）即大规模开放网络课程，又称慕课。国内也紧跟世界教育微课发展形势，特别是2012年国内微课的发展达到爆发式的发展。但是基于材料物理性能方面的课程微课讨论较少，本文针对材料物理性能的发展趋势，开展了其微课教学，并对其教学产生的效果进行的了简要的分析。

1 材料物理性能微课产生背景

高等院校微课的产生也是在高校顺应时代下发展的产物，而材料物理性能微课就是在这个大环境下产生。基于学生对材料物理性能的难度而产生抵触心理，教师怎样做才能提高材料物理性能的教学效果。

高校专业课程学时在一定程度上缩减，而教学内容没有太大的改变，这就要求即在相对缩减的学时内把相同的教学内容讲授完整。这样无论对学生还是教师都有一定的难度。为了在课堂上增大信息含量，降低对此门课程的学习门槛，尝试采用了微课形式进行讲授。

材料物理性能微课也有其产生的背景，并依赖于材料科学基础等课程为基础，如果过多穿插其他课程讲解可能会打乱其条理性，而采用微课形式在适当的位置采用一个简短的视频补充就能很快把某些相关联的其他课程内容有效地衔接进来，而不至于弄乱全局。

2 材料物理性能微课设计与制作

材料物理性能微课，其目的主要是为了增加信息量并提高对难点的理解性，也就是达到复杂问题简答化的目的，并力争本着图文并茂、内容集中、条理清晰等基本原则。

材料物理性能微课制作分为：材料物理性能教案、材料物理性能课件、材料物理性能视频等其他资源要素，所以在每章的内容选择上，要有针对性设计教学内容。教案编写方面一般包括本门课教学背景、教学目标、教学方法和教学总结等方面内容；课件则包括教学的重点、难点以及相关分析曲线的显示等等，并穿插一些公式，及公式的参量的意义；而视频则是主要为讲授课程重点的视频录像或者实验开展情况等方面。

为了使课件图文并茂，对于课件的设计尽量采用适合课程内容的设计模板，既要符合相关的教学内容，也要审美的要求。

特别在电子理论部分，讲授费米面等相关内容，内容抽象，但是采用微课方式，通过相关软件结合理论公式绘制出费米能面，即形象又生动，大大降低授课的难度，同时使学生也容易理解接受。

多媒体视频技术处理不是简单的录制视频，更重要的是对后期视频的剪辑和编辑制作，使之情节简单内容丰富。多媒体的制作通常采用Moviemaker、屏幕录像专家等软件，操作方便，即兴上手。

3 材料物理性能微课评价

材料物理性能课程转换成微课形式的实现，对任课教师来说，资料的准备、课件的设计、多媒体的结合、整个结构的合理构建都有更高的要求。尽管在课堂上的展现的时间相对较短，但是课后的整合难度大大提高。这就要求教师在课堂内容熟练的基础上，还能更合理的整合微课框架资源，使其微课内容不但充实生动、重点突出，且不过于华丽冗长。同时对于学生的要求不仅在课堂上把书本上的知识牢牢掌握，还要用所学的相关知识来处理。例如在电子理论部分计算某些金属元素的费米能，通过熟悉的excel来算完成，或者费米面外层电子的Femi-Dirac分布概率函数，让学生采用传统的origin软件来生成曲线并与教材内容比较，这样学生通过挑战自己，大大提高了学习的兴趣。

材料物理性能微课内容链接到课程建设网站上，学生可随时去学习下载，由于智能手机及平板电脑的普及，学生通过网络登录网站链接微课内容随时可以学习，大大增加学习的有效时间。反之也大大提高了材料物理性能微课的利用率，发挥了设计其微课的基本目的。

通过对材料物理性能微课教学的分析，能够深入了解材料物理性能微课的建设的必要性和优越性。通过分析材料物理性能微课的产生背景、微课设计、微课制作及微课的评价，总结出建设材料物理性能微课的合适路径，既能够让授课教师感受到本门课程微课的优势，又能让学生体会到其微课的教学效果。通过材料物理性能微课教学方法，把那种理论性强、公式较多的课程在学生心目中从高不可攀的殿堂转变成信手拈来的平民化课堂。对于此材料物理性能微课方案，从本人的教学的角度感觉很成功，并通过制作其微课，还把材料物理性能课程体系根据实际授课的内容要求重新整理，编写了一部更适合普通高等院校教学的教材。因此，基于材料物理性能微课教学的感受，并总结在教学过程中出现的不足加以改善，使材料物理性能微课教学发挥更好的作用。

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