2020年多媒体在高职院校冶金物理化学教学中的运用论文

多媒体在高职院校冶金物理化学教学中的运用论文 【摘 要】随着信息技术的发展，多媒体技术的应用越来越广泛，本文阐述了如何将多媒体技术应用到冶金物理化学的教学中，从而收到比传统教学方式更好的效果。 【关键词】多媒体 冶金物理化学 教学 运用 冶金物理化学是应用物理化学的方法研究冶金材料制备过程，以实验为基础发展起来的学科，是冶金及材料学科的一个重要分支。该课程理论性强，概念和公式多，内容涉及知识面广，涉及到无机化学、物理化学、冶金动力学、冶金热力学和传输原理等学科知识，是一门学生难学老师难教的专业必修课。我院在开设冶金物理化学之前，学生只学习了无机化学相关知识，没有足够时间学习物理化学等前置课程，同时目前还没有适合高职院校学生的教材，要让学生在短的时间内掌握这门课程不容易。笔者经过长时间实践把多媒体技术引入该课程的教学之中，取得了良好的效果。 多媒体技术是指利用计算机综合处理图形、动画、音效、文字等多种媒体信息，并配有形象的图片，具有集成性、交互性等特点。利用多媒体技术制作的多媒体课件，不仅具有直观、形象、生动的特点，而且还能实现大与小、动与静、远与近、虚与实之间的转换，信息量大，交互方便。多媒体技术是较为成熟的视听技术和传播科学，被应用在教学中，对实施教学目标，优化教学过程，提高教学效率有着不可低估的作用。 在传统的冶金物理化学教学中教师始终离不开一本书、一支笔、一块黑板的模式，更有一半以上的时间对抽象、难理解的概念性问题的讲解，还要花费大量的时间在黑板上板书，而学生既要听课，又要笔记，不可能把精力全部集中到老师讲课内容上，因此传统的课堂教学节奏慢，课堂容量小，效率低缺点就更加突出。在教学中，笔者采用多媒体技术，有效克服了以上困难。如第一章冶金热力学部分，主要是通过热力学三大定律对冶金过程进行热力学计算，书里提到很多概念，如焓变，吉布斯自由能等，这些概念大都在物理化学中详细讲解，之前只在无机化学中提了一下，但不够详细，由于学时限制不可能花费大量的时间来讲解这些概念。采用多媒体教学，将这些概念的定义，作用及相关公式制成PPT课件，在讲课时一边播放一边讲解，这样既可以将相关内容补充进去，又节省板书的时间，即便所讲的内容学生在课堂没有完全掌握，课后还可以把课件复制回去慢慢理解。这样既节约了大量的时间，又确保教学任务能顺利完成。 在传统的教学中，学生既要听课又要记录，顾此失彼，思维活动会逐渐下降，常常处于关闭状态，在冶金物理化学教学中这种现象更加明显，如何才能让学生的注意力集中到课堂上，引起学生学习的兴趣和动机，使思维始终保持活跃状态，提高课堂效率呢？采用多媒体教学，同学们用眼看、用耳听，用手记，做到三位一体，改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性。如讲热力学在冶金中的应用章节时，奥氏体不锈钢的去碳保铬工艺里有大量的热力学计算，采用多媒体教学，插入不锈钢冶炼工艺发展的三个阶段，并将配料熔化法、返回吹氧法和高碳真空吹炼法三个阶段做成相应的短片，让学生了解各工艺的原理，对原材料有什么要求和各阶段存的问题，通过分析三个阶段存在问题，来引入相关的计算，让学生更容易接受所讲的内容，同时为了扩大学生的知识面还可以通过网络下载一些该行业最新进展，最先进的工艺和设备，通过图片和录像的形式展现给大家，从而激发学生的兴趣。 钢铁冶金通常是在高温的条件下进行的，如铁矿石还原温度高达1600，该过程很难控制，作为高职院校根本不具备实验条件，为了让学生更好的掌握相关内容，在教学中，笔者利用网络的优势，下载其他高校相关实验录像，让学生们观看，使学生具有感性认识。相平衡是冶金物理化学中比较难学的部分，之前没有学过物理化学，学生们第一次接触，对相图认识比较少，理解起来比较困难，同时高职院校又不具备相应的实验条件，单凭一张嘴一支粉笔很难讲解清楚。采用多媒体教学，可以将无法实验的过程呈现给学生，如在讲解用步冷曲线法绘制Bi-Sn二元合金相图时，先用多媒体向学生展示实验仪器的图片，结合动画讲解实验方法，让学生对步冷曲线的测定有感性认识。然后以二元合金系统为例采用动画形式展示纯Sn、纯Bi及不同组成的合金在高温熔融状态自然冷却时温度随时间的变化情况，绘成步冷曲线，在曲线的每一阶段均展示系统的相态和分析自由度情况。最后将不同组成的步冷曲线上各个特征温度标注在T-X图上，连接起来即构成了Bi-Sn二元合金相图。虽然整个实验步骤在书本里都能找到，但用多媒体演示出来，会让同学们更直观、更形象地了解整个实验过程。 多媒体技术在演示物理模型时效果极好，是传统的教学方式无法比拟的，冶金物理化学里提到很多反应模型，如多相反应动力学里的未反应核模型、双膜理论以及熔渣中的分子理论和离子理论等。采用多媒体教学，可以更直观地将冶金物理化学中的一些物理模型演示出来，如铁矿石还原生成铁是一个典型的气固反应动力学模型，即固态FeO和气态CO反应生成固态Fe和气态CO2，整个过程可分为五步进行，即两个外扩散，两个内扩散和一个界面化学反应，将这五个步骤串联起来就构成一个完整的化学反应过程。在教学中，笔者采用了多媒体教学，先制作一个未反应核模型示意图，标明各部分名称，插入一个FLASH 动画， CO气体分子先通过扩散的形式通过气相扩散边界层到达FeO的表面（外扩散），然后CO通过多孔Fe层扩散到化学反应界面（内扩散），接着FeO和CO发生反应生成Fe和CO2（界面化学反应），生成的CO2又要通过多孔Fe层扩散到多孔层的表面（内扩散），最后CO2通过气相扩散边界层扩散到气相本体内（外扩散）。通过多媒体技术演示未反应核模型，绘出反应物CO生成物CO2的运行轨迹图。整个过程看上去一目了然，便于学生很好掌握该部分内容。 总之，在冶金物理化学的教学中，应当既坚持传统教学中的富有生命力的模式，又积极引进多媒体教学、使传统教学与多媒体教学彼此兼容，互相渗透，努力实现课堂教学的最优化。该教学经验应用于我院xx和xx级学生中，取得良好的教学效果，学生