多媒體在高職院校冶金物理化學(xué)教學(xué)中的運用論文
【摘 要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，本文闡述了如何將多媒體技術(shù)應(yīng)用到冶金物理化學(xué)的教學(xué)中，從而收到比傳統(tǒng)教學(xué)方式更好的效果。
【關(guān)鍵詞】多媒體 冶金物理化學(xué) 教學(xué) 運用
冶金物理化學(xué)是應(yīng)用物理化學(xué)的方法研究冶金材料制備過程，以實驗為基礎(chǔ)發(fā)展起來的學(xué)科，是冶金及材料學(xué)科的一個重要分支。該課程理論性強，概念和公式多，內(nèi)容涉及知識面廣，涉及到無機化學(xué)、物理化學(xué)、冶金動力學(xué)、冶金熱力學(xué)和傳輸原理等學(xué)科知識，是一門學(xué)生難學(xué)老師難教的專業(yè)必修課。我院在開設(shè)《冶金物理化學(xué)》之前，學(xué)生只學(xué)習(xí)了《無機化學(xué)》相關(guān)知識，沒有足夠時間學(xué)習(xí)物理化學(xué)等前置課程，同時目前還沒有適合高職院校學(xué)生的教材，要讓學(xué)生在短的時間內(nèi)掌握這門課程不容易。筆者經(jīng)過長時間實踐把多媒體技術(shù)引入該課程的教學(xué)之中，取得了良好的效果。
多媒體技術(shù)是指利用計算機綜合處理圖形、動畫、音效、文字等多種媒體信息，并配有形象的圖片，具有集成性、交互性等特點。利用多媒體技術(shù)制作的多媒體課件，不僅具有直觀、形象、生動的特點，而且還能實現(xiàn)大與小、動與靜、遠(yuǎn)與近、虛與實之間的轉(zhuǎn)換，信息量大，交互方便。多媒體技術(shù)是較為成熟的視聽技術(shù)和傳播科學(xué)，被應(yīng)用在教學(xué)中，對實施教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)效率有著不可低估的作用。
一、運用多媒體教學(xué)可節(jié)省時間、提高課堂效率，有效解決高職院校學(xué)時少的問題
在傳統(tǒng)的冶金物理化學(xué)教學(xué)中教師始終離不開一本書、一支筆、一塊黑板的.模式，更有一半以上的時間對抽象、難理解的概念性問題的講解，還要花費大量的時間在黑板上板書，而學(xué)生既要聽課，又要筆記，不可能把精力全部集中到老師講課內(nèi)容上，因此傳統(tǒng)的課堂教學(xué)節(jié)奏慢，課堂容量小，效率低缺點就更加突出。在教學(xué)中，筆者采用多媒體技術(shù)，有效克服了以上困難。如第一章冶金熱力學(xué)部分，主要是通過熱力學(xué)三大定律對冶金過程進(jìn)行熱力學(xué)計算，書里提到很多概念，如焓變，吉布斯自由能等，這些概念大都在物理化學(xué)中詳細(xì)講解，之前只在無機化學(xué)中提了一下，但不夠詳細(xì)，由于學(xué)時限制不可能花費大量的時間來講解這些概念。采用多媒體教學(xué)，將這些概念的定義，作用及相關(guān)公式制成PPT課件，在講課時一邊播放一邊講解，這樣既可以將相關(guān)內(nèi)容補充進(jìn)去，又節(jié)省板書的時間，即便所講的內(nèi)容學(xué)生在課堂沒有完全掌握，課后還可以把課件復(fù)制回去慢慢理解。這樣既節(jié)約了大量的時間，又確保教學(xué)任務(wù)能順利完成。
二、采用多媒體教學(xué)，可以極大調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性
在傳統(tǒng)的教學(xué)中，學(xué)生既要聽課又要記錄，顧此失彼，思維活動會逐漸下降，常常處于關(guān)閉狀態(tài)，在冶金物理化學(xué)教學(xué)中這種現(xiàn)象更加明顯，如何才能讓學(xué)生的注意力集中到課堂上，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動機，使思維始終保持活躍狀態(tài)，提高課堂效率呢？采用多媒體教學(xué)，同學(xué)們用眼看、用耳聽，用手記，做到三位一體，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中粉筆加黑板的單一、呆板的表現(xiàn)形式，能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其主動學(xué)習(xí)的積極性。如講熱力學(xué)在冶金中的應(yīng)用章節(jié)時，奧氏體不銹鋼的去碳保鉻工藝?yán)镉写罅康臒崃W(xué)計算，采用多媒體教學(xué)，插入不銹鋼冶煉工藝發(fā)展的三個階段，并將配料熔化法、返回吹氧法和高碳真空吹煉法三個階段做成相應(yīng)的短片，讓學(xué)生了解各工藝的原理，對原材料有什么要求和各階段存的問題，通過分析三個階段存在問題，來引入相關(guān)的計算，讓學(xué)生更容易接受所講的內(nèi)容，同時為了擴大學(xué)生的知識面還可以通過網(wǎng)絡(luò)下載一些該行業(yè)最新進(jìn)展，最先進(jìn)的工藝和設(shè)備，通過圖片和錄像的形式展現(xiàn)給大家，從而激發(fā)學(xué)生的興趣。
三、采用多媒體教學(xué)，可將無法實驗的復(fù)雜過程簡單化
鋼鐵冶金通常是在高溫的條件下進(jìn)行的，如鐵礦石還原溫度高達(dá)1600°，該過程很難控制，作為高職院校根本不具備實驗條件，為了讓學(xué)生更好的掌握相關(guān)內(nèi)容，在教學(xué)中，筆者利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，下載其他高校相關(guān)實驗錄像，讓學(xué)生們觀看，使學(xué)生具有感性認(rèn)識。相平衡是冶金物理化學(xué)中比較難學(xué)的部分，之前沒有學(xué)過物理化學(xué)，學(xué)生們第一次接觸，對相圖認(rèn)識比較少，理解起來比較困難，同時高職院校又不具備相應(yīng)的實驗條件，單憑一張嘴一支粉筆很難講解清楚。采用多媒體教學(xué)，可以將無法實驗的過程呈現(xiàn)給學(xué)生，如在講解用步冷曲線法繪制Bi-Sn二元合金相圖時，先用多媒體向?qū)W生展示實驗儀器的圖片，結(jié)合動畫講解實驗方法，讓學(xué)生對步冷曲線的測定有感性認(rèn)識。然后以二元合金系統(tǒng)為例采用動畫形式展示純Sn、純Bi及不同組成的合金在高溫熔融狀態(tài)自然冷卻時溫度隨時間的變化情況，繪成步冷曲線，在曲線的每一階段均展示系統(tǒng)的相態(tài)和分析自由度情況。最后將不同組成的步冷曲線上各個特征溫度標(biāo)注在T-X圖上，連接起來即構(gòu)成了Bi-Sn二元合金相圖。雖然整個實驗步驟在書本里都能找到，但用多媒體演示出來，會讓同學(xué)們更直觀、更形象地了解整個實驗過程。
四、采用多媒體教學(xué)，可直觀地將冶金物理化學(xué)中的一些物理模型演示出來
多媒體技術(shù)在演示物理模型時效果極好，是傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法比擬的，冶金物理化學(xué)里提到很多反應(yīng)模型，如多相反應(yīng)動力學(xué)里的未反應(yīng)核模型、雙膜理論以及熔渣中的分子理論和離子理論等。采用多媒體教學(xué)，可以更直觀地將冶金物理化學(xué)中的一些物理模型演示出來，如鐵礦石還原生成鐵是一個典型的氣固反應(yīng)動力學(xué)模型，即固態(tài)FeO和氣態(tài)CO反應(yīng)生成固態(tài)Fe和氣態(tài)CO2，整個過程可分為五步進(jìn)行，即兩個外擴散，兩個內(nèi)擴散和一個界面化學(xué)反應(yīng)，將這五個步驟串聯(lián)起來就構(gòu)成一個完整的化學(xué)反應(yīng)過程。在教學(xué)中，筆者采用了多媒體教學(xué)，先制作一個未反應(yīng)核模型示意圖，標(biāo)明各部分名稱，插入一個FLASH 動畫， CO氣體分子先通過擴散的形式通過氣相擴散邊界層到達(dá)FeO的表面（外擴散），然后CO通過多孔Fe層擴散到化學(xué)反應(yīng)界面（內(nèi)擴散），接著FeO和CO發(fā)生反應(yīng)生成Fe和CO2（界面化學(xué)反應(yīng)），生成的CO2又要通過多孔Fe層擴散到多孔層的表面（內(nèi)擴散），最后CO2通過氣相擴散邊界層擴散到氣相本體內(nèi)（外擴散）。通過多媒體技術(shù)演示未反應(yīng)核模型，繪出反應(yīng)物CO生成物CO2的運行軌跡圖。整個過程看上去一目了然，便于學(xué)生很好掌握該部分內(nèi)容。
總之，在冶金物理化學(xué)的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)既堅持傳統(tǒng)教學(xué)中的富有生命力的模式，又積極引進(jìn)多媒體教學(xué)、使傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)彼此兼容，互相滲透，努力實現(xiàn)課堂教學(xué)的最優(yōu)化。該教學(xué)經(jīng)驗應(yīng)用于我院2006和2007級學(xué)生中，取得良好的教學(xué)效果，學(xué)生該科的平均分?jǐn)?shù)較往屆提高了10-15分。
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