《新能源材料》个性发展课程信息化教学方法探究*

（江苏师范大学物理与电子工程学院 江苏徐州 221116）

引言

随着经济社会的快速发展，能源短缺成为全球日益突出的问题。为此，发展新能源已经成为各个国家的共识。2009年底，我国开始布局战略性新兴产业，新能源产业作为战略性新兴产业的代表，成为低碳经济的发展方向。2010年，“新能源材料与器件专业”被教育部批准为战略性新兴产业相关专业之一。作为新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键，新能源材料则成为了关乎国家发展的战略性重大问题，而《新能源材料》这门课程也成为新能源材料与器件专业的核心课程之一。尽管我国已经有一些高校开设新能源材料与器件专业，但作为一个新兴专业，其相关课程建设仍相对滞后和缺乏，而关于非新能源材料与器件专业的《新能源材料》个性发展课程建设更是少之又少。

最近研究表明，高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径。[1]在其起步阶段（从20世纪90年代到21世纪初），信息化建设的重点是硬、软件基础设施的建设，如校园网、多媒体教室、数字图书馆等。在该阶段高校主要将投入放在硬件设备购买和网络平台的建设上，在建设速度与规模数量上成效显著，同时也开展了对教育信息化有效应用的探索。从21世纪初到现在，教育信息化建设的重点转向各类教育资源、各学科教学资源（包括网络课程、教学课件和相关的学习资料）的完善，以及资源管理平台、网络教学平台的建设。2003年，教育部启动《2003-2007年教育振兴行动计划》，明确提出加快教育信息资源建设，加强信息技术教育，普及信息技术在各级各类学校教学过程中的应用。2016年6月7日，教育部颁布了《教育信息化十三五规划》明确提出“推动现代信息技术与教育教学深度融合”

本文以非新能源材料与器件专业的《新能源材料》个性发展课程（课程内容：锂离子电池材料、太阳能电池材料、燃料电池材料、储氢材料、生物质能材料、核能材料等）为载体，探究多媒体、思维导图、雨课堂等在信息化教学中的应用，增加课堂的趣味以及教师在教学过程中所教授的内容更加有效地传递，以获得良好的教学效果。

一、多媒体信息化教学

多媒体教学是以计算机技术为核心，采用声音、图像、幻灯、影视短片等媒体技术为教学服务的辅助教学方式，从而把教学内容形象、生动地表现出来。但是我们若使用不当，会使这一先进的教学手段不能充分发挥其应有的效能，这是我们教学过程中一直在探讨的问题。[2]例如，当在讲解燃料电池组件或燃料电池汽车构造时，单凭老师的讲解会显得枯燥乏味，或有些知识凭老师的叙述，学生无法清晰的理解。那么，这时候就可以充分利用现代计算机技术和媒体技术，把燃料电池组件或燃料电池汽车构造等一些难以用语言表达的教学内容，用多媒体形象直观地表现出来，使教学内容形象生动、感染力强。此外，多媒体教学融声音、画面和动画于一体，使课堂教学活动变得生动有趣，富有启发性、真实性，从根本上改变传统上单调的教学模式，吸引学生的注意力，活跃学生的思维，从而激起学生的兴奋点，寓学于乐，使其很快进入愉悦的学习情景。因此，教师在使用PowerPoint教学时可以使用图片和视频等进行直观展示，有效提升教学效果。例如，在讲解太阳能电池时，教师可以在PowerPoint中插播阳光动力1号相关视频，使学生深刻了解太阳能作为一种取之不尽的清洁在不久的将来即将实现。但还需指出的是多媒体仅仅是一种手段，优秀内容的组织和有效传递才是教学的核心目的，因此视频、音频要做到不能喧宾夺主。

二、思维导图信息化教学

思维导图又叫心智导图，是表达发散性思维的有效图形思维工具，它简单却又很有效，是一种革命性的思维工具。思维导图已经在全球范围得到广泛应用，新加坡教育部将思维导图列为小学必修科目，大量的500强企业也在学习思维导图，中国应用思维导图也有20多年时间了。据文献调研，思维导图在我国现代教学中的应用鲜见报道。[3，4]目前，思维导图设计软件有MindMaster、MindManager和MindMapper等。这些设计软件各有千秋，其中Mindmanager与同类思维导图软件最大的优势，是软件同Microsoft软件无缝集成，快速将数据导入或导出到Microsoft Word， PowerPoint， Excel等常用的办公和教学软件。

笔者设计《新能源材料》个性发展课程的思维导图可依据以下5个过程制作：

1.构建框架

首先，直接将该课程内容的目录（包括锂离子电池材料、太阳能电池材料、燃料电池材料、储氢材料、生物质能材料、核能材料等）录入到思维导图中，目标是将该课程所讲解内容的主要部分框架清晰的反映在思维导图中。

2.录入重点

将新能源材料相关的重要基本概念和基础知识的重点论证部分录入思维导图，同时将讲解部分录入（简单录入即可）。这时有两种内容，第一种是和课程框架及论证有关的，放入导图的对应分支下；第二种是与框架无关，可以在导图中建立一个“杂项”的分支，将所有内容统统扔进这个分支下。

3.论证引入

将所有课程的基本概念和基础知识论证放入相应分枝中，完成整体课程框架的基本构建。

4.细化语言

该阶段的主要工作是细化每个分支的逻辑性和语言。课程框架成形后，每个分支下也有了一定内容，但是每个独立分支下的逻辑性并不清楚，需要将教材中的基本概念和基础知识，主要代表性新能源材料的成分、结构、工艺、新能及其关系，以及新能源材料的国内外发展动态转变成自己理解的话语，尽力简化。同时，将这些句子的逻辑关系理清，用分支的形式体现出来，这时就有了一个层次、逻辑清楚的思维导图。

5.处理杂项

杂项中还有很多内容，需进一步处理这些句子，有些内容可以放入前面整理出的框架中，有些东西则和课程的整体框架并不相关。

三、雨课堂信息化教学

雨课堂是一款清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案，是教育部在线教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷免费的为所有教学过程提供数据化、智能化的信息支持。它将教学工具巧妙融入PowerPoint与微信全景式采集数据，驱动教学探微。这是一种PPT+微信的新型信息化教学模式。这一教学模式最大的特点是可以轻巧的把老师在课堂上授课的PPT同步到学生微信上，突破师生互动的时空限制，提高学生参与课程学习的积极性，为教师全面、立体地评价学生提供充分的数据资料，以提升教学效果。[5]例如，当学生有困难或疑惑时，可使用雨课堂的弹幕功能进行匿名反馈给老师。此外，该软件具有随堂限时测试功能，老师可在课堂上通过嵌入式问题来启发和诱导学生。课堂中的嵌入式问题以及学生所发弹幕，能够反映学生对知识的理解掌握程度，对注意力和理解力进行评价考察学生对概念或知识点的理解和掌握情况，使学生在课堂听课更加专注。同时，在课后老师亦可通过雨课堂把一些与新能源领域相关的最新研究进展推送给学生，甚至还可以推送一些语音讲解，让学生更好地了解新能源材料的前沿研究。此外，学生亦可通过雨课堂向老师把自己在学习过程中遇到的难题或者疑惑推送给授课老师，实现师生随时随地沟通。鉴于雨课堂具有强大的数据统计功能，授课老师在教学过程中可以实现过程评价和形成性评价，避免了传统教学中一学期一评的弊端。雨课堂这一创新性的教学形式在非新能源材料与器件专业的《新能源材料》个性发展课程中应用，将极大地促进非新能源材料与器件专业学生对《新能源材料》兴趣以及加深知识的理解，以获得良好的教学效果。

结语

本文以非新能源材料与器件专业的《新能源材料》个性发展课程为载体，探究多媒体、思维导图、雨课堂等在信息化教学中的应用。多媒体教学：（1）形象直观，提高课堂教学效果；（2）形式新颖，激发学生的学习兴趣；（3）增加课堂容量，提高教学效率。思维导图信息化教学可使授课老师在教学过程中以清晰的逻辑思维将新能源材料相关的重要基本概念和基础知识，以及主要代表性新能源材料的成分、结构、工艺、新能及其关系等在授课中呈现。雨课堂可将教学工具巧妙融入PowerPoint与微信全景式采集数据，驱动教学探微，实现师生随时随地无间互动，取得良好的教学效果。本文所探究的多媒体、思维导图、雨课堂等信息化教学方法在其他学科教学亦可适用。