微視頻在納米材料學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用探索

鄭自建 郭志光

[摘 要] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型的教學(xué)工具也不斷出現(xiàn)。巧妙運(yùn)用新穎的教學(xué)工具，既可以豐富課堂內(nèi)容、活躍課堂氣氛，也可以提高知識(shí)的傳授效率。在納米材料授課過(guò)程中，微視頻因其生動(dòng)形象、信息量豐富等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。在課堂教學(xué)中，巧妙植入微視頻，可以深入淺出地展現(xiàn)納米材料獨(dú)特的性質(zhì)和特征。通過(guò)對(duì)微視頻的選取及植入課堂的方式進(jìn)行介紹，結(jié)合具體的教學(xué)案例，深入分析微視頻植入課堂這一模式在納米材料學(xué)科教學(xué)過(guò)程中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并對(duì)今后課堂教學(xué)中植入微視頻這一教學(xué)模式提出了思考與展望。

[關(guān)鍵詞] 學(xué)科教學(xué);微視頻;納米材料

[基金項(xiàng)目] 2019年度湖北大學(xué)教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“課程形成性評(píng)價(jià)方法與實(shí)踐”（201926）

[作者簡(jiǎn)介] 鄭自建（1986—），男，湖北鄂州人，博士，湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事分子動(dòng)力學(xué)模擬研究;郭志光（1977—），男，湖北武穴人，博士，湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師（通信作者），主要從事仿生摩擦學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2022）12-0096-04[收稿日期] 2021-08-12

一、微視頻應(yīng)用于納米材料學(xué)科教學(xué)的意義

（一）微視頻植入課堂模式簡(jiǎn)介

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，微視頻逐漸發(fā)展成為人們獲取信息的一種重要方式。作為一種嶄新的信息傳播媒介，微視頻具有生動(dòng)形象、信息量豐富和接受效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而備受青睞。采用微視頻的方式傳遞信息，往往會(huì)給信息接收者留下深刻的印象[1]。基于此，微視頻成為廣告行業(yè)乃至教育行業(yè)[2，3]的首選。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)的過(guò)程中，巧妙植入恰當(dāng)?shù)奈⒁曨l，既可以豐富課堂內(nèi)容、活躍課堂氣氛，也可以提高學(xué)生接受知識(shí)的效率。教學(xué)實(shí)踐表明，微視頻植入課堂的模式顯著提高了學(xué)生的課堂積極性。

微視頻植入課堂的教學(xué)模式容易與視頻教學(xué)模式相混淆，但微視頻教學(xué)不同于視頻教學(xué)。視頻教學(xué)是將課堂教學(xué)內(nèi)容錄制成視頻，具有可重復(fù)收看、可選擇性收看等優(yōu)點(diǎn)[4];但視頻教學(xué)本質(zhì)上并沒(méi)有改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式，沒(méi)有從根本上提高教學(xué)的質(zhì)量。微視頻植入課堂的教學(xué)模式，是在傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，選擇性地植入一些有針對(duì)性的微視頻。該模式既能降低學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)點(diǎn)的理解難度，又能增強(qiáng)課堂趣味性，可以有效避免學(xué)生因傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式單調(diào)乏味而產(chǎn)生的疲倦感，有利于集中學(xué)生注意力。微視頻植入課堂的教學(xué)模式是傳統(tǒng)課堂教學(xué)與視頻教學(xué)有機(jī)結(jié)合的新模式。微視頻素材的選取、微視頻的質(zhì)量、植入課堂的時(shí)機(jī)，以及微視頻與課堂教學(xué)內(nèi)容的契合度，是決定該教學(xué)模式成效的關(guān)鍵。實(shí)踐證明，微視頻植入課堂的教學(xué)模式，可以達(dá)到很好的教學(xué)效果[5]。

（二）微視頻應(yīng)用于納米材料學(xué)科的優(yōu)勢(shì)

教學(xué)形式是用來(lái)配合教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的而施展的手段，不同的學(xué)科和不同的專業(yè)需要不盡相同的教學(xué)形式和教學(xué)工具[6]。在高等教育課程中，我們可以將專業(yè)課程分為兩個(gè)部分。其一為已發(fā)展成熟的專業(yè)課程，如高分子化學(xué)、高分子物理、物理學(xué)等。這些課程因發(fā)展歷史悠久其基本理論已經(jīng)形成了一系列系統(tǒng)性的理論方程。在這類課程的教學(xué)過(guò)程中，公式推導(dǎo)是引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的主要方式[7]。在課堂上，教師通過(guò)演示公式的推導(dǎo)過(guò)程，講透每一步推導(dǎo)的重點(diǎn)和要點(diǎn)，學(xué)生就可以學(xué)透對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。其二為新興的專業(yè)課程，如納米材料。由于獨(dú)特的性質(zhì)和功能，納米材料被認(rèn)為是解決當(dāng)今世界“卡脖子”難題的新型材料而備受關(guān)注。大部分理工科院校都會(huì)設(shè)置納米材料相關(guān)的課程，以普及納米科學(xué)知識(shí)。對(duì)于新興的納米材料學(xué)科，由于發(fā)現(xiàn)時(shí)間短，很多的性質(zhì)和功能還沒(méi)有被研究透徹，還沒(méi)有規(guī)律化成理論方程，導(dǎo)致目前用于解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理論方程較少。已有的理論方程如薛定諤方程，難度又太大，學(xué)生很難短時(shí)間學(xué)透。納米材料獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)主要來(lái)源于實(shí)驗(yàn)觀察。為了將這些奇妙的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)清楚，就需要更好的傳遞媒介，即新的教學(xué)工具。納米材料學(xué)科在教學(xué)方面具有如下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是學(xué)科新穎。納米材料學(xué)科處于發(fā)展初期，教材難免有大量疏漏和過(guò)時(shí)之處。二是尺度微觀。納米材料尺度微觀，難以借助常規(guī)的教學(xué)工具進(jìn)行直觀展示。三是模型抽象。納米材料的一些性質(zhì)和現(xiàn)象極其抽象，難以利用文字甚至圖片表達(dá)清楚。四是規(guī)律復(fù)雜。納米材料的性質(zhì)和現(xiàn)象容易受到納米材料微粒尺寸的影響，規(guī)律比較復(fù)雜。上述原因造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程容易感覺(jué)疲倦和枯燥。而微視頻對(duì)于解決納米材料學(xué)科教學(xué)存在的問(wèn)題，可以起到針對(duì)性的作用。

1.豐富信息維度。時(shí)間維度：及時(shí)、新穎。借助便利的互聯(lián)網(wǎng)工具，微視頻不受復(fù)雜出版流程的限制，可以及時(shí)呈現(xiàn)最新的理論知識(shí)和研究成果?？梢詫⒆钚碌目蒲羞M(jìn)展帶入課堂，讓學(xué)生了解科學(xué)最前沿。內(nèi)容維度：準(zhǔn)確性、完整性。由于人的個(gè)性化特點(diǎn)，學(xué)生在理解抽象理論的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)理解上的偏差，有些關(guān)鍵信息也容易疏漏。在知識(shí)點(diǎn)教授時(shí)進(jìn)行微視頻展示，可以利用其具象化、形象化的特點(diǎn)，盡量消除這種理解偏差，從而使學(xué)生獲取的知識(shí)更加完整和準(zhǔn)確。此外，微視頻也是對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的再現(xiàn)和深化，以一個(gè)新的模式回顧課堂中的重要知識(shí)點(diǎn)，可加深學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的理解，同時(shí)，短暫的微視頻播放也讓學(xué)生大腦得到了短時(shí)間的休息和調(diào)整，從而有利于后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)。形式維度：呈現(xiàn)性。在教師口頭闡述和教材文字閱讀等抽象信息呈現(xiàn)的基礎(chǔ)上，輔以微視頻，可以豐富知識(shí)的呈現(xiàn)形式。華中師范大學(xué)心理學(xué)院王福興副教授研究表明，動(dòng)態(tài)視頻會(huì)引起學(xué)習(xí)者更大的學(xué)習(xí)興趣，觀看動(dòng)態(tài)視頻學(xué)習(xí)所需要的心理努力更少，而且學(xué)習(xí)者感知到的難度也會(huì)更低，更能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而提升學(xué)習(xí)效率。

2.提升課堂體驗(yàn)。教材內(nèi)容主要著眼于理論知識(shí)體系的表述，其特點(diǎn)是信息密度極高，但也帶來(lái)了過(guò)于抽象和遠(yuǎn)離生活實(shí)際的問(wèn)題。如果能在這些抽象知識(shí)的講授過(guò)程中，引入形象的微視頻材料，可以顯著拓展該知識(shí)在生產(chǎn)生活實(shí)際中的具體應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用前景，能夠幫助學(xué)生獲得學(xué)以致用、知行合一的體驗(yàn)，從而對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程產(chǎn)生正向激勵(lì)。24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

3.彌補(bǔ)教學(xué)短板。每一位優(yōu)秀教師在教學(xué)上都有其獨(dú)特的個(gè)人魅力，同時(shí)也不可避免地存在一定的教學(xué)短板。比如有的教師可能專業(yè)能力突出，但并不精于語(yǔ)言藝術(shù)，則在課堂教學(xué)中，教師可以補(bǔ)充語(yǔ)言精練優(yōu)美的微視頻材料，給學(xué)生不一樣的聲覺(jué)體驗(yàn);有的教師語(yǔ)言功力深厚但并不精于控制課堂節(jié)奏和氣氛，則在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師可以在適當(dāng)時(shí)機(jī)展示生動(dòng)的微視頻材料調(diào)節(jié)課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂積極性。教師根據(jù)自身需要和學(xué)科特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中補(bǔ)充精選的微視頻素材，則可以極大彌補(bǔ)教學(xué)的不足，從而保證課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、微視頻在納米材料學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用探索

微視頻植入課堂的時(shí)機(jī)、數(shù)量及微視頻與課堂內(nèi)容的契合度，是決定該模式課堂成效的關(guān)鍵。以每節(jié)課45分鐘為例，如果45分鐘內(nèi)教師一直是以PPT授課，學(xué)生難免會(huì)存在視覺(jué)疲勞和聽(tīng)覺(jué)疲勞。同時(shí)，45分鐘的PPT授課會(huì)展示很多教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生沒(méi)有課堂內(nèi)及時(shí)思考和消化的時(shí)間。此外，這種教學(xué)模式缺乏新鮮感。因?yàn)樵谛W(xué)、初中、甚至是高中階段，學(xué)生都是看黑板、聽(tīng)教師講課，如果大學(xué)授課還是一如既往，學(xué)生難免會(huì)覺(jué)得枯燥。因此，需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式。視頻教學(xué)是當(dāng)前的主流方式。將教師的課堂授課錄制成視頻，既可以避免教師反復(fù)多次講解相同的知識(shí)點(diǎn)，減輕教學(xué)工作量;又可以滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)間上的個(gè)性化需求，是一種很好的教學(xué)模式。但知識(shí)傳遞是人與人之間的交流過(guò)程，更多地需要面對(duì)面的溝通與討論。如果只是讓學(xué)生去聽(tīng)視頻，很難保證教學(xué)效果。筆者認(rèn)為，微視頻與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的方式更有助于知識(shí)的傳遞。在講解清楚一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)后，植入一個(gè)與之相關(guān)的微視頻，是一種很好的方式。一方面，高質(zhì)量的微視頻清晰度高，圖像漂亮，播音員語(yǔ)言優(yōu)美，可以形象生動(dòng)地再現(xiàn)之前所講的內(nèi)容，起到很好的再解釋、再理解的作用;另一方面，在播放視頻期間，學(xué)生切換了接受信息的方式，可以有效緩解上課的疲勞。在45分鐘的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，可以植入2～3個(gè)微視頻，每個(gè)微視頻播放時(shí)間控制在3分鐘左右為宜。

植入納米材料課堂的微視頻，可以分為以下幾個(gè)類型：一是知識(shí)再現(xiàn)型。將一些重要知識(shí)點(diǎn)以微視頻的形式展現(xiàn)。例如，在講到納米材料的表征儀器掃描隧道顯微鏡的原理及其作用時(shí)，教師都會(huì)提到掃描隧道顯微鏡具有移動(dòng)原子的功能，即通過(guò)選擇性的移動(dòng)原子，然后進(jìn)行重排，可以合成制備一些具有獨(dú)特性質(zhì)的新型分子。此時(shí)，我們可以植入美國(guó)IBM公司針對(duì)掃描隧道顯微鏡的宣傳小視頻《一個(gè)男孩和他的原子》。該視頻形象生動(dòng)地展現(xiàn)了原子移動(dòng)的方式，方便學(xué)生理解掃描隧道顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)操控原子移動(dòng)的功能。在講解量子穿隧效應(yīng)時(shí)，可以植入描述量子穿隧過(guò)程的微視頻，將抽象的穿隧過(guò)程形象化，學(xué)生更容易理解和接受。這類視頻主要借助視頻媒介去傳遞知識(shí)，具有形象生動(dòng)的特征，可以讓學(xué)生更好地接受特別抽象的概念和現(xiàn)象。二是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象型。納米材料很多的性質(zhì)都來(lái)源于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在論文發(fā)表過(guò)程中，為了證明材料的特殊性質(zhì)，作者一般會(huì)提供實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相關(guān)的視頻。將這些優(yōu)秀的視頻植入課堂，給學(xué)生呈現(xiàn)最直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，既可以普及科研知識(shí)，又可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣。例如，在講解納米材料的表界面特性時(shí)，我們都會(huì)提到荷葉效應(yīng)。荷葉之所以能出淤泥而不染，主要是由于表面特殊的微納結(jié)構(gòu)與低表面能蠟質(zhì)層。根據(jù)仿生荷葉表面結(jié)構(gòu)，研究者仿制出了一系列超疏水表面，也錄制了一系列表現(xiàn)超疏水表面特性的微視頻。這些來(lái)自實(shí)驗(yàn)室的微視頻，是展現(xiàn)納米材料表界面特性的好素材，可以應(yīng)用到課堂教學(xué)。三是展望未來(lái)型。每講解完一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師都會(huì)講解該領(lǐng)域存在的核心問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。例如，在講解完納米材料合成制備方法后，會(huì)思考將納米粉體轉(zhuǎn)換成制備器件時(shí)所需要的大塊狀的宏觀材料，針對(duì)這些難題和挑戰(zhàn)，學(xué)者們有很多的討論與總結(jié)。在授課過(guò)程中，如果教師能植入展望型視頻，就能幫助學(xué)生快速了解該領(lǐng)域未來(lái)的研究方向。而且這類視頻一般都是該領(lǐng)域知名科學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，具有更強(qiáng)的說(shuō)服力和權(quán)威性，更能讓學(xué)生信服。此外，這類視頻的信息量豐富，學(xué)生可以在短時(shí)間內(nèi)接受大量的信息，既可以拓寬學(xué)生的視野，又能激發(fā)學(xué)生對(duì)納米材料未來(lái)潛在前沿領(lǐng)域的探索欲望。四是名人傳記型。學(xué)科的發(fā)展是一代又一代科學(xué)家辛勤努力的結(jié)果。課本上的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論、每一個(gè)理論，都是科學(xué)家艱苦探索的結(jié)晶。在納米材料學(xué)科發(fā)展過(guò)程中，必然會(huì)涌現(xiàn)一些優(yōu)秀的科學(xué)家。如果在講解他們提出的定理時(shí)，能夠選擇性植入一些有關(guān)他們個(gè)人或者科研成果的視頻，可以起到很好的宣傳作用?；蛘咧v解某一領(lǐng)域造詣很深的科學(xué)家，方便學(xué)生知曉該領(lǐng)域擁有哪些知名權(quán)威學(xué)者。例如，在講解完溶劑熱反應(yīng)制備納米材料時(shí)，播放在溶劑熱反應(yīng)領(lǐng)域造詣極深的科學(xué)家（如錢逸泰院士、謝毅院士等）的傳記視頻。讓學(xué)生了解優(yōu)秀的科學(xué)家，有助于他們找到前進(jìn)的方向。只有讓科學(xué)家成為青年學(xué)生的榜樣，用科學(xué)家的精神武裝青年學(xué)者，才能培養(yǎng)出超越前輩的優(yōu)秀青年科研工作者。

三、實(shí)踐與思考

學(xué)習(xí)知識(shí)本身是一個(gè)滿足好奇心，獲得成就感，從而令人愉悅的過(guò)程。但在現(xiàn)實(shí)中，很多時(shí)候的課堂卻讓學(xué)生感覺(jué)食之無(wú)味棄之可惜。教師起到的不是啟迪心智、引導(dǎo)方向、激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性的作用，而是淪為教材復(fù)讀機(jī)、課件搬運(yùn)工，從而一定程度上缺失了教師在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)作用。改革課堂教學(xué)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂積極性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，迫在眉睫。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)微視頻植入課堂的模式可以顯著提高課堂趣味性，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂積極性，得到了學(xué)生的認(rèn)可，取得了很好的教學(xué)效果。

同時(shí)，微視頻植入課堂的模式仍存在以下問(wèn)題亟待解決：第一，微視頻的版權(quán)問(wèn)題[8]。目前，質(zhì)量?jī)?yōu)秀的微視頻主要來(lái)源于公司和電視媒體，使用時(shí)存在版權(quán)爭(zhēng)議的問(wèn)題。為了保證其開(kāi)放性，需要一定的法律保障。第二，微視頻的資源難題。目前，可用于課堂教學(xué)的高質(zhì)量微視頻數(shù)量較少，需要政府加大投資力度，建設(shè)公益性的教學(xué)視頻庫(kù)，方便教師選擇適合于課堂內(nèi)容的優(yōu)秀視頻。第三，微視頻錄制的專業(yè)性難題。為了實(shí)現(xiàn)微視頻的針對(duì)性特點(diǎn)，專任教師也需要加入微視頻的錄制過(guò)程。加強(qiáng)對(duì)專任教師視頻錄制、視頻剪輯等方面的培訓(xùn)，是保證微視頻質(zhì)量和效果的關(guān)鍵。24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展極大地豐富了我們的日常生活，從根本上改變了我們溝通、交流的方式。在課堂教學(xué)過(guò)程中，我們也需要與時(shí)俱進(jìn)地選擇教學(xué)工具，巧妙運(yùn)用新興教學(xué)工具。

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Exploitation of the Application of Micro-video in the Subject Teaching of Nanomaterials Course

ZHENG Zi-jian， GUO Zhi-guang

（School of Materials Science and Engineering， Hubei University， Wuhan， Hubei 430062， China）

Abstract： With the continuous development of science and technology， new teaching tools are also constantly appearing. Cleverly applying new teaching tools can not only enrich the teaching content， activate classroom atmosphere， but also improve the efficiency of imparting knowledge. In the teaching of Nanomaterials， micro-videos are well received due to the advantage of vividness， informativeness and so on. During the course， the cleverly planted micro-videos can reveal the fantastic properties of nanomaterials in simple terms. The choice and inserting methods of micro-videos in the classroom teaching are described in this paper. Combined with specific teaching cases， the outstanding advantages of micro-video-assisted teaching are fully discussed， and the thinking and prospect are put forward for the teaching mode of micro-video implantation in the future classroom teaching.

Key words： subject teaching; micro-video; Nanomaterials24D4F802-07DE-49A7-9AA4-9898777CBAA0