攝影圖片在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

曾榮昌

攝影圖片在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

曾榮昌

介紹了攝影圖片在教學(xué)上的意義，論述了攝影圖片在材料科學(xué)與工程專業(yè)課堂教學(xué)中的應(yīng)用和效果，指出了采用圖片需要注意的問題。

攝影圖片；教學(xué)；材料科學(xué)與工程

眾所周知，攝影是綜合了光學(xué)、幾何學(xué)、色彩學(xué)和美學(xué)等多學(xué)科的一門技術(shù)。攝影既可以用來記錄人類歷史事件、又可以陶冶人們的生活情趣。它不僅在日常生活中受到廣大群眾的喜愛，而且也被科技工作者廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究之中。自從倫琴發(fā)現(xiàn)X射線不久，放射科醫(yī)生就用X射線拍攝人體胸部或骨骼外傷部位透射照片，以便診斷病情。自1839年法國的達(dá)蓋爾公布了他的攝影術(shù)，圖片攝影在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中有日益廣泛的應(yīng)用［1］。

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類社會(huì)發(fā)展的文明標(biāo)志，從石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代到現(xiàn)代的電子材料時(shí)代，無一不是用材料來標(biāo)記的。在材料科學(xué)領(lǐng)域，通過顯微鏡、掃描電子顯微鏡等儀器拍攝金相學(xué)、斷口學(xué)等影像是一種重要的研究方法。材料科學(xué)家利用攝影圖片來記錄材料內(nèi)在組織和外觀形貌等科學(xué)信息。掃描電子顯微鏡、（高分辯）透射電子顯微鏡等則使科學(xué)家們能夠深入到微米甚至原子量級(jí)來研究材料的微觀組織，抑或進(jìn)行納米材料的組裝。隨著數(shù)碼技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)碼攝影更使攝影技術(shù)上了一個(gè)新的水平。它不僅價(jià)格低廉，操作和后期處理也非常方便，給科學(xué)研究帶來了很大的便利。

現(xiàn)代多媒體教學(xué)通過視聽方式來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，而圖片資料是多媒體的主要組成部分。在教學(xué)過程中適時(shí)引入各種圖片，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高注意力，激化求知欲，且可使激化起來的興趣持久。

近年來，攝影藝術(shù)以其獨(dú)特的魅力也給大學(xué)課堂教學(xué)帶來了一股春風(fēng)，圖片教學(xué)在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。越來越多的教師將攝影技術(shù)和照片用于醫(yī)學(xué)人體形態(tài)學(xué)如解剖學(xué)、臨床教學(xué)、物理教學(xué)、平面設(shè)計(jì)等課堂教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中［2-5］。這是因?yàn)楦咂焚|(zhì)的攝影作品具有強(qiáng)烈的視覺感官?zèng)_擊力，比文字更富有表達(dá)力。

有人將腐蝕工程師比作材料領(lǐng)域的醫(yī)生。腐蝕圖片傳遞了豐富的科學(xué)信息如：材質(zhì)特征、腐蝕類型、腐蝕形貌等。因此，作為從事腐蝕與防護(hù)研究的教師，有必要通過攝影圖片來進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)工作。我將自己所拍攝的圖片編寫到由化學(xué)工業(yè)出版社出版的《材料的腐蝕與防護(hù)》教材中，教材在全國許多高校使用。在專業(yè)課堂教學(xué)當(dāng)中，通過攝影圖片教學(xué)可讓學(xué)生認(rèn)識(shí)視覺語言，培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用視覺語言進(jìn)行信息傳遞的能力。結(jié)合案例教學(xué)，時(shí)常展示一些生產(chǎn)實(shí)踐方面的攝影圖片，以達(dá)到理論密切聯(lián)系實(shí)踐的目的，這種教學(xué)方式深受學(xué)生歡迎。

本文結(jié)合自己在教學(xué)當(dāng)中充分利用攝影圖片制作生動(dòng)多媒體課件的經(jīng)驗(yàn)，分析討論攝影圖片對(duì)《腐蝕與防護(hù)》、《材料科學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)論》等專業(yè)課堂教學(xué)的作用和影響。

一、攝影圖片對(duì)專業(yè)課堂教學(xué)的積極作用

(一)提高學(xué)生運(yùn)用視覺語言的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

“興趣就是最好的老師”，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，能否取得良好的教學(xué)效果，關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生的興趣。特別是導(dǎo)入新課和創(chuàng)設(shè)問題情境，攝影圖片往往起到意想不到的效果。適時(shí)選擇出一幅或幾幅照片用以創(chuàng)設(shè)情境，想方設(shè)法引起學(xué)生的思考和聯(lián)想，或者直接呈現(xiàn)出來，并提出探究性的問題，使學(xué)生通過教師創(chuàng)設(shè)的獨(dú)特情境想知道“為什么”、“怎么樣”，造成學(xué)生追求答案的心理，進(jìn)而產(chǎn)生持續(xù)學(xué)習(xí)、探究的動(dòng)力。

雖然材料科學(xué)顯微結(jié)構(gòu)組織的研究攝影對(duì)光影、色彩等要素沒有過多要求，但通過構(gòu)圖來表達(dá)主題的方法與常規(guī)攝影是一致的。運(yùn)用圖片視覺語言表達(dá)的作用，將自己拍攝的圖片展示給學(xué)生。首先，可以讓學(xué)生增加對(duì)老師工作的認(rèn)可、增加師生之間的親和度；攝影圖片可以讓學(xué)生們跨越時(shí)空的障礙，來到故事發(fā)生的“現(xiàn)場(chǎng)”。因而可以把學(xué)生帶到一個(gè)身臨其境的情境當(dāng)中，迅速點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，讓一些在課堂中學(xué)生難以感知的事物和現(xiàn)象“真實(shí)”地呈現(xiàn)在自己面前，使學(xué)習(xí)變得生動(dòng)、有趣，更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；同時(shí)攝影作品通過構(gòu)圖、光影和色彩，構(gòu)成一幅幅美輪美奐的畫面，也有助于培養(yǎng)大學(xué)生的審美情趣，使之產(chǎn)生更強(qiáng)的情緒體驗(yàn)和感受。

在新生專業(yè)介紹時(shí)，作者精心制作了《材料之美》的PPT，其中匯集了作者本人以及世界上各國科學(xué)家們拍攝的材料微觀和宏觀照片，以期通過藝術(shù)的形式反映當(dāng)前材料科學(xué)最前沿的科學(xué)研究和材料在現(xiàn)代化建設(shè)中的重要地位，達(dá)到提高新生對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)和熱愛。

在課題教學(xué)中，通過圖片引入案例，創(chuàng)設(shè)情景，介紹背景知識(shí)，導(dǎo)入新知識(shí)。激發(fā)形象思維，使原本抽象的概念變得形象具體，有助理解。例如，在《材料的腐蝕與防護(hù)》有關(guān)“典型金屬材料的耐蝕性”一節(jié)課堂教學(xué)中，通過案例教學(xué)，我將有關(guān)腐蝕的攝影圖片展示給學(xué)生，并向?qū)W生提問，這是什么材質(zhì)？為什么采用銅合金來制作戶外銅像等藝術(shù)品？

在《材料科學(xué)基礎(chǔ)導(dǎo)論（雙語）》教學(xué)中，展示一些自己在國外學(xué)習(xí)、參加國際會(huì)議的照片。這些圖片提供了生動(dòng)而真實(shí)的語言環(huán)境，對(duì)于學(xué)生來說，國外經(jīng)歷既讓他們驚喜，又讓他們向往。這種刺激非常強(qiáng)烈，讓學(xué)生知道今后努力學(xué)習(xí)的目標(biāo)是什么。

與此同時(shí)，恰當(dāng)?shù)膫魇谝恍z影和美學(xué)知識(shí)，使學(xué)生們掌握一些基本攝影知識(shí)如構(gòu)圖、色彩，以便他們?cè)诋厴I(yè)論文階段拍攝金相、掃描電子照片時(shí)，圖片質(zhì)量良好。

實(shí)踐證明，攝影圖片教學(xué)的確對(duì)提高學(xué)生素質(zhì)和教學(xué)效果有良好的作用。作者曾指導(dǎo)三年級(jí)本科學(xué)生參加了2007年重慶理工大學(xué)十五屆“開拓杯”學(xué)生課外科技活動(dòng)。要求他們攜帶數(shù)碼相機(jī)、去鵝公巖長江大橋和嘉陵江石門大橋等橋梁實(shí)地考察，并對(duì)重點(diǎn)部位、腐蝕嚴(yán)重的地方進(jìn)行拍攝，結(jié)合《腐蝕與防護(hù)》課堂上所學(xué)知識(shí)，完成了調(diào)查分析報(bào)告“重慶石門嘉陵江大橋和長江鵝公巖大橋腐蝕和防護(hù)調(diào)查”。該作品圖文并茂，獲得全校師生的高度評(píng)價(jià)，榮獲此次“開拓杯”特等獎(jiǎng)。此調(diào)研報(bào)告也在2008年“第三屆中國重慶涂料涂裝學(xué)術(shù)大會(huì)”上被重慶市涂料涂裝行業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)為優(yōu)秀論文，并于2009年在《材料保護(hù)》第2期正式發(fā)表。所以，主動(dòng)地拍攝、長期地積累攝影圖片及資料，會(huì)使我們專業(yè)教師的教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生有益的效果。

(二)調(diào)動(dòng)多種感官，提高教學(xué)效率

多媒體課件集文字、聲音、圖畫、動(dòng)畫和視頻于一體，多媒體教學(xué)具有形聲、動(dòng)畫兼?zhèn)涞膬?yōu)點(diǎn)，以繪聲繪色、栩栩如生的形象生動(dòng)地反映和再現(xiàn)事物，克服了傳統(tǒng)理論教學(xué)比較枯燥、乏味的缺點(diǎn)，能更充分地引起學(xué)生的注意，促進(jìn)學(xué)生多種感官的協(xié)調(diào)活動(dòng)，提高學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解深度。多媒體教學(xué)賦予攝影圖片、動(dòng)畫一個(gè)載體。在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)大綱要求和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，攝影圖片與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合，可以提高多媒體課件質(zhì)量。因此，富有攝影圖片的多媒體教學(xué)有助于喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，從而獲得最佳的教學(xué)效果［6］。

(三)突破教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)，提高分析問題的能力

培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，觀察力是科學(xué)研究的基本能力。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論有關(guān)學(xué)習(xí)方法的論述［7］，指出“教師是意義建構(gòu)的幫助者和促進(jìn)者，學(xué)生是信息加工的主體，是意義的主動(dòng)建構(gòu)者。學(xué)生要成為學(xué)習(xí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，就必須在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮主體作用：用探索法、發(fā)現(xiàn)法去構(gòu)建知識(shí)的意義；把當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物和自己已知的事物相聯(lián)系和思考”。而攝影圖片恰恰可為學(xué)生接受新知識(shí)提供了最直接、客觀的情景，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮主體作用。在腐蝕與防護(hù)教學(xué)過程中，有些重點(diǎn)、難點(diǎn)往往不易突破，其主要問題是傳統(tǒng)的教學(xué)方法非常抽象、不夠直觀、學(xué)生理解比較困難。教師要采用圖片等直觀化教學(xué)，使學(xué)生容易接受知識(shí)的方式來突破難點(diǎn)。

另外，善于閱讀圖片，進(jìn)行金相組織觀察、斷口分析、腐蝕形貌分析等都是材料學(xué)學(xué)生必須具備的能力。這就像影像科學(xué)生必須在臨床工作中能閱讀影像一樣。如果能否獨(dú)立地正確閱讀影像片并做出科學(xué)的診斷，是檢驗(yàn)影像專業(yè)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體體現(xiàn)［8］，那么如何培養(yǎng)材料學(xué)學(xué)生的讀圖能力，同樣也是材料學(xué)專業(yè)教學(xué)中的重要目標(biāo)。

二、需要注意的問題

(一)避免華而不實(shí)，注重相關(guān)性

課堂教學(xué)的關(guān)鍵不光是圖片多么“漂亮”，更重要的是通過多媒體教學(xué)，按照教學(xué)大綱落實(shí)教學(xué)內(nèi)容、達(dá)到教學(xué)自標(biāo)；突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)；引發(fā)學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的熱愛和好求。因此，多媒體課堂教學(xué)應(yīng)處理好的問題是，素材如何與教學(xué)內(nèi)容相得益彰，使多媒體課件內(nèi)容更加直觀易懂，生動(dòng)活潑，使學(xué)生在接受知識(shí)的過程中得到美的熏陶和藝術(shù)的享受［6］。

(二)避免盲目選材，注意內(nèi)容的針對(duì)性

選定圖片要具有針對(duì)性。一是針對(duì)本課的授課內(nèi)容，切合多媒體教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，二是針對(duì)本課知識(shí)的理論難點(diǎn)和重點(diǎn)［9］。有的年輕教師由于缺乏實(shí)踐工作經(jīng)歷，沒有實(shí)踐知識(shí)的積累，試圖通過網(wǎng)絡(luò)查找一些專業(yè)教學(xué)用圖片，但往往很難發(fā)現(xiàn)合適的圖片。這需要我們平時(shí)有意識(shí)的主動(dòng)拍攝、收集與自己授課內(nèi)容相關(guān)的圖片。

(三)避免圖片過多，注意內(nèi)容典型性、時(shí)效性

選取最適合的具有典型性的照片用到教學(xué)的關(guān)鍵處。注意在教學(xué)內(nèi)容和攝影圖片之間選擇恰當(dāng)?shù)男畔⒙?lián)系，在學(xué)生的興趣點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)處運(yùn)用圖片［10］。另外，還要注意圖片內(nèi)容的先進(jìn)性、時(shí)效性、實(shí)用性，即：這些知識(shí)能夠反映當(dāng)前最新的技術(shù)水平和科技成就，學(xué)生們走入社會(huì)即能運(yùn)用這些知識(shí)，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

三、結(jié)語

攝影圖片在材料科學(xué)與工程專業(yè)本科教學(xué)中具有重要的應(yīng)用意義。此教學(xué)方法有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效率和分析問題的能力，也有助于提高學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)。

[1]劉岳東,孫偉杰.現(xiàn)代教育技術(shù)與醫(yī)學(xué)教學(xué)相結(jié)合的探討[J].沈陽醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2003(2).

[2]林蓉,丁富平,張進(jìn).多媒體圖片在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣西醫(yī)學(xué),2005(9).

[3]黃樹清,陳墓,蔡曉理.高速攝影技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].光子學(xué)報(bào),2000(ZI).

[4]陳海峰.平面設(shè)計(jì)教學(xué)中攝影技術(shù)的運(yùn)用,蘇州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)[J],2005,16(1):65-66.

[5]王樂新,李天和,賀傳琴.科技攝影教學(xué)改革談[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003（2）.

[6]劉士香,孫戈利.多媒體培訓(xùn)教程在眼科專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中華現(xiàn)代眼耳鼻喉科雜志,2008(1).

[7]張秀榮,李濤.建構(gòu)主義理論在原子物理學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007(10).

[8]張益蘭.影像專業(yè)教學(xué)要注重讀片能力培養(yǎng)[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2005(9).

[9]張永利,張金鳳.攝影技術(shù)在醫(yī)學(xué)倫理學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用[J].中國醫(yī)學(xué)倫理學(xué),2007(1).

[10]孫繼虎.利用攝影作品優(yōu)化地理課堂教學(xué) [J].地理教學(xué), 2008(2).

G642.0

A

1673-1999（2010）14-0176-02

曾榮昌（1964-），男，湖南益陽人，博士，重慶理工大學(xué)（重慶400050）教授，從事材料的腐蝕與防護(hù)研究。

2010-04-06

重慶市教委高等教育教學(xué)改革研究立項(xiàng)項(xiàng)目（09-3-048）、重慶理工大學(xué)高等教育研究立項(xiàng)項(xiàng)目（2008034）研究成果。