材料科學基礎多媒體課件開發(fā)*

宋 強 崔洪芝 謝 鯤 曹梅青

山東科技大學 山東青島 266510

材料科學基礎多媒體課件開發(fā)*

宋 強 崔洪芝 謝 鯤 曹梅青

山東科技大學 山東青島 266510

針對材料科學基礎課程的特點，選擇Authorware軟件作為開發(fā)平臺，結合其他多媒體技術，開發(fā)制作了材料科學基礎課程計算機輔助教學課件。該多媒體課件為教師的授課和學生的學習提供了高效率的教學輔助工具。

材料科學基礎；教學；多媒體；課件

材料科學基礎是金屬材料工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程，是學生全面接觸專業(yè)領域、從基礎課到專業(yè)課的過渡課程，具有概念多、學科知識面寬、應用基礎理論廣泛而抽象的特點，例如：空間關系復雜的三元相圖、微觀上的位錯運動、晶體的結晶過程等概念和知識都是學生難以理解和教師難以語言描述的?！耙晃唤處熞槐緯?、教室+黑板+粉筆”的傳統(tǒng)課堂教學模式已難以滿足要求。因此，如何提高同學們學習這門課程的興趣和效率是一個值得研究的方向。

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，把文本、圖形、動畫、聲音和視頻等運載信息的媒體集成到一起，并通過計算機綜合處理和控制。這種將計算機技術、網(wǎng)絡技術和教育軟件有機結合的教學系統(tǒng)既可提高教學過程中的信息傳遞量和教學內容的科學性、先進性、趣味性，又可加強學生與教師的實時交流，使廣大學生得到最優(yōu)質的教學資源，還可以方便學生在不同時空根據(jù)需要進行自主化、個性化學習，從而提升教學效果。

一、課件開發(fā)的前期工作

1.開發(fā)平臺的選擇

本課件以上海交通大學出版社出版的胡賡祥教授主編的《材料科學基礎》為支撐教材，選擇美國Macromedia公司基于Windows環(huán)境的Authorware作為開發(fā)工具。Authorware操作簡單，程序流程明了，開發(fā)效率高，并且能夠結合其他多種開發(fā)工具，共同實現(xiàn)多媒體的功能。它易學易用，不需大量編程，使得不具有編程能力的用戶也能創(chuàng)作出一些高水平的多媒體作品，對于非專業(yè)開發(fā)人員和專業(yè)開發(fā)人員都是一個很好的選擇。它的最大特點是創(chuàng)造了基于圖標的創(chuàng)作方式，用可見的流程貫穿課件制作的整個過程，清晰有序，且功能強大，界面友好，交互性強，方便實用。圖1為Authorware7.0的開發(fā)界面。

圖1 Authorware7.0界面

2.課件開發(fā)的準備工作

(1)收集所有的信息并確保沒有任何遺漏。

材料科學基礎課件所需要信息包括以下幾個方面：

①材料科學基礎課程講義。講義包括：緒論部分，材料科學基礎緒論，原子結構和鍵合，固體結構，晶體缺陷，固體中原子及分子的運動，材料的形變和再結晶，單組元相圖及純凈體的凝固，二元系相圖及合金的凝固，三元相圖共9部分。

②各章節(jié)中相關的圖片資料，包括各類參量坐標圖、變化示意圖、相圖照片等內容，這些資料不僅可以在文獻書籍以及網(wǎng)絡資源中找到，很多也可以通過相關課件資料獲得。

③制作合適的能夠體現(xiàn)教學內容的動畫作品以及視頻資料。

(2)組織課件中的文字、圖形動畫以及視頻文件，充分考慮文件大小與課件效果之間的關系。

該課程需要將文字材料、圖形材料、動畫資料以及視頻資料，按章節(jié)順序進行排列整理，進行初步腳本編寫。腳本以文字內容為順序基體（不做注釋），以小節(jié)為基本單位，著重注明所需其他類型材料。

二、課件的設計及特點

1.課件的界面設計

本課件的界面設計遵循美觀、大方、統(tǒng)一的原則，盡量使教與學兩者在使用過程中能一目了然。如圖2所示，課件的章節(jié)結構較為清晰，章節(jié)之間的跳轉既可以通過左側的樹形目錄任意跳轉，也可以通過左下方的圖標設置，在整個課件中，可以通過“上一章”“下一章”按鍵進行章與章之間的切換；在同一章內容中，使用“上一節(jié)”“下一節(jié)”按鍵進行小節(jié)的轉換。在同一節(jié)內容中，使用“上一頁”“下一頁”按鍵進行頁面的轉換。因此，課件上手容易，清晰明了。另外還加入了“標記”和“返回”按鈕，可以方便標注所瀏覽的一頁或返回上一頁。

圖2 課件的操作界面

2.動畫及圖像的演示設計

材料科學基礎涉及的理論知識比較復雜、抽象，較難理解。如晶體結構、顯微金相組織、三元相圖等許多概念和知識都是學生難以想象和教師難以用語言描述的。而由于動畫可以生動形象地描述事物間的相互關系和運動變化,達到轉換思維模式，降低思維難度，促進形象思維和抽象思維溝通的作用。因此本課件中的動畫將微觀過程宏觀化，變教師單純的語言描述為動畫模擬演示加教師的精講點撥，形象、生動、直觀感染力很強，清晰、突出地顯示出需要強調的主要內容，可使難點化解，大大簡化復雜的教學過程，減輕教師的工作量。

圖3 (a)所示為Fe-C合金平衡結晶過程動畫。通過點擊下面不同材料按鈕，可以看到每一種材料自液態(tài)冷卻凝固的全過程動畫。例如圖3（b）～（f）是過共析鋼（0.77%<ω(C)<2.11%）結晶的全過程動畫演示。用鼠標點擊播放鍵，即可以進行動畫播放，同樣可以通過點擊暫停鍵進行局部狀態(tài)講解，并可以通過停止鍵停止動畫或重新開始動畫播放。在此過程無須跳出當前頁面，保證了課件思路的完整性。通過利用動畫來演示過共析鋼每一個轉變的溫度、轉變的產(chǎn)物和組織形態(tài)，相比單純的圖片和繁瑣的文字介紹，簡單明了，使人能在腦中形成鮮明的對比，易于進行記憶。

圖3 Fe-C合金平衡結晶過程的動畫演示

3.視頻的演示設計

課件使用過程中，沒有設定關于視頻文件明顯的播放感應。在進入標有視頻頁面的同時，視頻文件就會播放。課件中視頻文件為WMV格式，均以Windows Media Player軟件進行播放，在播放過程中可進行播放、暫停、停止等控制，頁面與普通播放軟件相同，在無操作情況下會默認為全屏播放。

4.其他設計

在Authorware課件還設置了查找功能（如圖4所示）?？梢酝ㄟ^關鍵詞的輸入，對其相關內容進行查找，查找后執(zhí)行轉到當前頁命令，可以直接進入含有該詞的頁面。圖5具體演示了關鍵字查找功能的相關操作：在輸入關鍵字“晶體”后，可以在下面的頁碼框里找到相關詞語所在的章節(jié)和頁數(shù)，轉到選中頁，在該頁，關鍵字將以深色背景體現(xiàn)出來。

圖5 查找功能演示

三、結束語

所開發(fā)的材料科學基礎多媒體課件采用了更為先進的教學手段，改變了原來單一的授課模式，并使課程中的微觀問題宏觀化，抽象問題具體化，有效地降低了課程學習的難度，使學生學習的積極性和互動性得到明顯改善，大大提高了材料專業(yè)的教學質量以及學生的知識水平。

[1]崔占全，趙品，景勤，等.材料科學基礎的教學改革與實踐[J].教學研究，2007，30（1）：53～57

[2]齊義輝，韓萍.材料科學基礎課程的教學改革與實踐[J].遼寧工學院學報，2007，9（2）：138～139

[3]甄睿，王章忠，戴玉明.材料科學基礎CAI課件設計與制作[J].南京工程學院學報，2005，3（2）：68～72

Development of multimedia courseware for fundamentals of materials science

Song Qiang, Cui Hongzhi, Xie Kun, Cao Meiqing
Shandong university of science and technology, Qingdao, 266510, China

According to the characteristics of the subject of fundamentals of materials science, taking Authorware as its platform, and integrating with the other multimedia technologies, a courseware of computer aided instruction for fundamentals of materials science has been developed. It is a useful effective teaching tool with many functions for the teachers and students.

fundamentals of materials science; teaching; multimedia; courseware

2010-05-03

宋強，碩士，講師。

*本文系山東科技大學材料科學基礎校級精品課程建設(2006年度)項目。