显微数码互动教学对金属材料专业基础实验的影响

2018-01-25王玉峰张慧敏王权吴忠旺

科教导刊 2017年34期

关键词：互动教学师生互动

王玉峰　张慧敏　王权　吴忠旺

摘要在金属材料专业基础实验中采用显微数码互动教学方式，提高了学生的学习积极性，增强了学生鉴别材料金相组织的能力和学习趣味性，锻炼了学生的创新思维能力。

关键词显微数码互动教学师生互动实验改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.12.045

The Influence of Micro - digital Interactive Teaching on the

Basic Experiment of Metal Materials

WANG Yufeng， ZHANG Huimin， WANG Quan， WU Zhongwang

（Inner Mongolia University of Science and Technology， College of Material and Metallurgy，

Baotou， Inner Mongolia 014010）

Abstract In the basic experiment of metal materials， the use of micro-digital interactive teaching methods to improve the enthusiasm of students to enhance the ability of students to identify the organization of materials and learning interest， the ability of students to cultivate innovative thinking.

Keywords micro-digital interactive teaching； interaction between teachers and students； experiment reform

金属材料专业基础实验是一门知识面广泛的课程，包括材料科学基础课程、固态相变课程的理论内容，从金属凝固过程到热处理后组织及性能，内容涉及物理、化学等跨学科知识。该课程实践性较强，实验过程中学生独立操作设备完成实验内容。实验学习帮助巩固理论知识，形象地认知各种材料的组织特征。如何激发学生学习兴趣，在有限的学习时间内掌握更多的内容成为课程探索要点，在传统的教学模式下，大部分实验项目仍采用传统的验证性实验，这种教学方法严重影响学生观察能力、创造能力和综合分析能力的培养和发展。

1 传统专业基础实验教学法存在的弊端

（1）听课时间多，操作时间少，不利于学生动手能力的培养。传统的专业基础实验教学中，实验指导教师先讲授组织结构特点及原理，在课上讲得非常细致，花费的时间较多，学生动手做实验的时间减少，在讲课时学生一心想动手做实验，不能专心听讲，导致实验课效果不理想。

（2）实验项目多以验证性实验为主，实验过程中教师先讲解组织结构与特点，然后学生每人一组使用显微镜观察标准金相试样，再与教师讲授的内容进行对比验证，达到认知和熟悉金相组织特点的目的，实验过程中指导教师通过巡视的方式掌控实验的进程。该教学方法学生与指导教师互动较少，教师只是在巡视过程中发现问题对学生进行个别指导，且学生之间的互动也较少，一般是周围的几个同学相互探讨，更多是独自进行组织观察。不能达到实验课与理论课相结合，教材中的很多理论性知识应该通过典型实验总结得出，却直接以定论的形式出现，这就不利于发展学生的思维和培养其研究问题的能力。因此新的教学模式和设备就应运而生。

2 显微数码互动教学系统的特点

显微数码互动教学系统由金相显微镜系统、数码互动教学图像系统、计算機软件系统组成，是以计算机为基础的一种新型网络化教学设施，该系统将学生显微镜、教师显微镜分别与计算机相连，并将教师计算机与数码投影仪相连，实现师生之间有限互动。[1]该系统具有以下特点：

（1）一对多系统：由1台连接显微镜的教师用服务器和40台学生用显微镜及计算机组成，教师用服务器可看到任意一位学生计算机显示的金相组织，任意学生可以通过计算机联系教师服务器。[2]

（2）集中讨论系统：教师用的服务器连接投影仪，屏幕上可同时显示16位学生正在观察的金相组织，采用换屏的方式实时显示40位学生的实验效果，并可放大任意一位学生正在观察的金相组织，可随时进行集体学习讨论。

（3）学生互动系统：学生用的每一台显微镜均有独立计算机连接，观察的金相组织可在计算机的显示屏上展示，学生之间可以相互交流，找出组织特点。提高学生对金相组织的识别能力。

（4）师生互动系统：学生计算机可呼叫教师的服务器，及时向教师提问并沟通交流，减少了教师来回巡视的工作量，提高了教师的工作效率。

（5）安装金相图像分析软件：该软件可以测量面积、周长、形状因子、等效直径、最小直径、最大直径等几十种形态参数，可以按照指定倍率，实时显示动态图像，可以用标准图谱直接与屏幕上的金相组织进行对比评级。

显微数码互动教学采用网络教学的方式，将实验内容展示在学生的计算机屏幕上，学生能够更清晰地观察到组织细节，调动了学生的学习主动性和学习兴趣，采用师生互动、学生之间的互动，提高学生的学习效率。

3 显微数码互动教学的应用

内蒙古科技大学在金属材料专业的专业基础实验课中使用了显微数码互动教学方法，取得了良好的实验效果。在奥氏体晶粒度测定的实验项目中，实验室提供几种指定的钢种，学生根据实验材料成分的特点，制定奥氏体晶粒的显示方法工艺并撰写预习报告，指导教师审核通过后进行实验。实验过程中指导教师简要介绍实验操作要领及注意事项，学生领取实验室热处理后的试样，进行金相样品的初磨、细制，抛光、腐蚀及显微镜观察。在前期金相样品制备过程指导教师随时巡视指导，及时纠正违反操作规程的试验方法，安全地完成样品制备过程。随后来到互动教室进行奥氏体晶粒度的测定，采用两种测试方法：与标准图谱比较的对比法和定量金相法。在测试过程中首先调出金相软件中的标准晶粒级别图，在计算机显示器上与学生磨出的样品进行比对，找出试样的晶粒级别；然后利用金相软件中的线段测量功能数出一定长度线段所截得晶粒个数，计算晶粒级别。学生在测量的过程中教师通过服务器实时观察每位学生的实验过程，发现问题及时指导纠正。学生在测量完自己的样品后与其它工艺试样的学生相互交流，共同探讨测试奥氏体晶粒度的体会。发现问题及时与教师服务器联系，教师将该学生的问题图像投影到教室的大屏幕上，与全班同学共同探讨，加深知识的理解。endprint

4 教学效果

显微数码互动教学是一种活跃的、互动的教学方式，学生非常认同显微数码互动教学的方式，在实验教学过程中互动的平台给教师与学生、学生之间的沟通创造了条件，提高了学生的学习积极性，增强了学习的趣味性。学生对金属材料的组织鉴别能力有了大幅度的提高，并扩展了学生的知识量。相互沟通、共同探讨的学习方式拓展了学生的思路，锻炼了学生的创新思维能力。

参考文献

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