《新能源材料》個性發(fā)展課程信息化教學(xué)方法探究*

（江蘇師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 江蘇徐州 221116）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，能源短缺成為全球日益突出的問題。為此，發(fā)展新能源已經(jīng)成為各個國家的共識。2009年底，我國開始布局戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，新能源產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的代表，成為低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。2010年，“新能源材料與器件專業(yè)”被教育部批準(zhǔn)為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)之一。作為新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)的關(guān)鍵，新能源材料則成為了關(guān)乎國家發(fā)展的戰(zhàn)略性重大問題，而《新能源材料》這門課程也成為新能源材料與器件專業(yè)的核心課程之一。盡管我國已經(jīng)有一些高校開設(shè)新能源材料與器件專業(yè)，但作為一個新興專業(yè)，其相關(guān)課程建設(shè)仍相對滯后和缺乏，而關(guān)于非新能源材料與器件專業(yè)的《新能源材料》個性發(fā)展課程建設(shè)更是少之又少。

最近研究表明，高等教育信息化是促進(jìn)高等教育改革創(chuàng)新和提高質(zhì)量的有效途徑。[1]在其起步階段（從20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初），信息化建設(shè)的重點(diǎn)是硬、軟件基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，如校園網(wǎng)、多媒體教室、數(shù)字圖書館等。在該階段高校主要將投入放在硬件設(shè)備購買和網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)上，在建設(shè)速度與規(guī)模數(shù)量上成效顯著，同時也開展了對教育信息化有效應(yīng)用的探索。從21世紀(jì)初到現(xiàn)在，教育信息化建設(shè)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向各類教育資源、各學(xué)科教學(xué)資源（包括網(wǎng)絡(luò)課程、教學(xué)課件和相關(guān)的學(xué)習(xí)資料）的完善，以及資源管理平臺、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)。2003年，教育部啟動《2003-2007年教育振興行動計劃》，明確提出加快教育信息資源建設(shè)，加強(qiáng)信息技術(shù)教育，普及信息技術(shù)在各級各類學(xué)校教學(xué)過程中的應(yīng)用。2016年6月7日，教育部頒布了《教育信息化十三五規(guī)劃》明確提出“推動現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合”

本文以非新能源材料與器件專業(yè)的《新能源材料》個性發(fā)展課程（課程內(nèi)容：鋰離子電池材料、太陽能電池材料、燃料電池材料、儲氫材料、生物質(zhì)能材料、核能材料等）為載體，探究多媒體、思維導(dǎo)圖、雨課堂等在信息化教學(xué)中的應(yīng)用，增加課堂的趣味以及教師在教學(xué)過程中所教授的內(nèi)容更加有效地傳遞，以獲得良好的教學(xué)效果。

一、多媒體信息化教學(xué)

多媒體教學(xué)是以計算機(jī)技術(shù)為核心，采用聲音、圖像、幻燈、影視短片等媒體技術(shù)為教學(xué)服務(wù)的輔助教學(xué)方式，從而把教學(xué)內(nèi)容形象、生動地表現(xiàn)出來。但是我們?nèi)羰褂貌划?dāng)，會使這一先進(jìn)的教學(xué)手段不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的效能，這是我們教學(xué)過程中一直在探討的問題。[2]例如，當(dāng)在講解燃料電池組件或燃料電池汽車構(gòu)造時，單憑老師的講解會顯得枯燥乏味，或有些知識憑老師的敘述，學(xué)生無法清晰的理解。那么，這時候就可以充分利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和媒體技術(shù)，把燃料電池組件或燃料電池汽車構(gòu)造等一些難以用語言表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容，用多媒體形象直觀地表現(xiàn)出來，使教學(xué)內(nèi)容形象生動、感染力強(qiáng)。此外，多媒體教學(xué)融聲音、畫面和動畫于一體，使課堂教學(xué)活動變得生動有趣，富有啟發(fā)性、真實(shí)性，從根本上改變傳統(tǒng)上單調(diào)的教學(xué)模式，吸引學(xué)生的注意力，活躍學(xué)生的思維，從而激起學(xué)生的興奮點(diǎn)，寓學(xué)于樂，使其很快進(jìn)入愉悅的學(xué)習(xí)情景。因此，教師在使用PowerPoint教學(xué)時可以使用圖片和視頻等進(jìn)行直觀展示，有效提升教學(xué)效果。例如，在講解太陽能電池時，教師可以在PowerPoint中插播陽光動力1號相關(guān)視頻，使學(xué)生深刻了解太陽能作為一種取之不盡的清潔在不久的將來即將實(shí)現(xiàn)。但還需指出的是多媒體僅僅是一種手段，優(yōu)秀內(nèi)容的組織和有效傳遞才是教學(xué)的核心目的，因此視頻、音頻要做到不能喧賓奪主。

二、思維導(dǎo)圖信息化教學(xué)

思維導(dǎo)圖又叫心智導(dǎo)圖，是表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形思維工具，它簡單卻又很有效，是一種革命性的思維工具。思維導(dǎo)圖已經(jīng)在全球范圍得到廣泛應(yīng)用，新加坡教育部將思維導(dǎo)圖列為小學(xué)必修科目，大量的500強(qiáng)企業(yè)也在學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖，中國應(yīng)用思維導(dǎo)圖也有20多年時間了。據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，思維導(dǎo)圖在我國現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用鮮見報道。[3，4]目前，思維導(dǎo)圖設(shè)計軟件有MindMaster、MindManager和MindMapper等。這些設(shè)計軟件各有千秋，其中Mindmanager與同類思維導(dǎo)圖軟件最大的優(yōu)勢，是軟件同Microsoft軟件無縫集成，快速將數(shù)據(jù)導(dǎo)入或?qū)С龅組icrosoft Word， PowerPoint， Excel等常用的辦公和教學(xué)軟件。

筆者設(shè)計《新能源材料》個性發(fā)展課程的思維導(dǎo)圖可依據(jù)以下5個過程制作：

1.構(gòu)建框架

首先，直接將該課程內(nèi)容的目錄（包括鋰離子電池材料、太陽能電池材料、燃料電池材料、儲氫材料、生物質(zhì)能材料、核能材料等）錄入到思維導(dǎo)圖中，目標(biāo)是將該課程所講解內(nèi)容的主要部分框架清晰的反映在思維導(dǎo)圖中。

2.錄入重點(diǎn)

將新能源材料相關(guān)的重要基本概念和基礎(chǔ)知識的重點(diǎn)論證部分錄入思維導(dǎo)圖，同時將講解部分錄入（簡單錄入即可）。這時有兩種內(nèi)容，第一種是和課程框架及論證有關(guān)的，放入導(dǎo)圖的對應(yīng)分支下；第二種是與框架無關(guān)，可以在導(dǎo)圖中建立一個“雜項”的分支，將所有內(nèi)容統(tǒng)統(tǒng)扔進(jìn)這個分支下。

3.論證引入

將所有課程的基本概念和基礎(chǔ)知識論證放入相應(yīng)分枝中，完成整體課程框架的基本構(gòu)建。

4.細(xì)化語言

該階段的主要工作是細(xì)化每個分支的邏輯性和語言。課程框架成形后，每個分支下也有了一定內(nèi)容，但是每個獨(dú)立分支下的邏輯性并不清楚，需要將教材中的基本概念和基礎(chǔ)知識，主要代表性新能源材料的成分、結(jié)構(gòu)、工藝、新能及其關(guān)系，以及新能源材料的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)轉(zhuǎn)變成自己理解的話語，盡力簡化。同時，將這些句子的邏輯關(guān)系理清，用分支的形式體現(xiàn)出來，這時就有了一個層次、邏輯清楚的思維導(dǎo)圖。

5.處理雜項

雜項中還有很多內(nèi)容，需進(jìn)一步處理這些句子，有些內(nèi)容可以放入前面整理出的框架中，有些東西則和課程的整體框架并不相關(guān)。

三、雨課堂信息化教學(xué)

雨課堂是一款清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷免費(fèi)的為所有教學(xué)過程提供數(shù)據(jù)化、智能化的信息支持。它將教學(xué)工具巧妙融入PowerPoint與微信全景式采集數(shù)據(jù)，驅(qū)動教學(xué)探微。這是一種PPT+微信的新型信息化教學(xué)模式。這一教學(xué)模式最大的特點(diǎn)是可以輕巧的把老師在課堂上授課的PPT同步到學(xué)生微信上，突破師生互動的時空限制，提高學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的積極性，為教師全面、立體地評價學(xué)生提供充分的數(shù)據(jù)資料，以提升教學(xué)效果。[5]例如，當(dāng)學(xué)生有困難或疑惑時，可使用雨課堂的彈幕功能進(jìn)行匿名反饋給老師。此外，該軟件具有隨堂限時測試功能，老師可在課堂上通過嵌入式問題來啟發(fā)和誘導(dǎo)學(xué)生。課堂中的嵌入式問題以及學(xué)生所發(fā)彈幕，能夠反映學(xué)生對知識的理解掌握程度，對注意力和理解力進(jìn)行評價考察學(xué)生對概念或知識點(diǎn)的理解和掌握情況，使學(xué)生在課堂聽課更加專注。同時，在課后老師亦可通過雨課堂把一些與新能源領(lǐng)域相關(guān)的最新研究進(jìn)展推送給學(xué)生，甚至還可以推送一些語音講解，讓學(xué)生更好地了解新能源材料的前沿研究。此外，學(xué)生亦可通過雨課堂向老師把自己在學(xué)習(xí)過程中遇到的難題或者疑惑推送給授課老師，實(shí)現(xiàn)師生隨時隨地溝通。鑒于雨課堂具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，授課老師在教學(xué)過程中可以實(shí)現(xiàn)過程評價和形成性評價，避免了傳統(tǒng)教學(xué)中一學(xué)期一評的弊端。雨課堂這一創(chuàng)新性的教學(xué)形式在非新能源材料與器件專業(yè)的《新能源材料》個性發(fā)展課程中應(yīng)用，將極大地促進(jìn)非新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生對《新能源材料》興趣以及加深知識的理解，以獲得良好的教學(xué)效果。

結(jié)語

本文以非新能源材料與器件專業(yè)的《新能源材料》個性發(fā)展課程為載體，探究多媒體、思維導(dǎo)圖、雨課堂等在信息化教學(xué)中的應(yīng)用。多媒體教學(xué)：（1）形象直觀，提高課堂教學(xué)效果；（2）形式新穎，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；（3）增加課堂容量，提高教學(xué)效率。思維導(dǎo)圖信息化教學(xué)可使授課老師在教學(xué)過程中以清晰的邏輯思維將新能源材料相關(guān)的重要基本概念和基礎(chǔ)知識，以及主要代表性新能源材料的成分、結(jié)構(gòu)、工藝、新能及其關(guān)系等在授課中呈現(xiàn)。雨課堂可將教學(xué)工具巧妙融入PowerPoint與微信全景式采集數(shù)據(jù)，驅(qū)動教學(xué)探微，實(shí)現(xiàn)師生隨時隨地?zé)o間互動，取得良好的教學(xué)效果。本文所探究的多媒體、思維導(dǎo)圖、雨課堂等信息化教學(xué)方法在其他學(xué)科教學(xué)亦可適用。