图像化教学方法在《材料成形原理》课程中的应用

摘要：工科类高等院校专业课的教学中一直存在学生对专业课知识学习兴趣低的问题，导致最终对该类专业课知识的掌握程度不理想。为了解决这个问题，本文提出了一种图像化的教学方法。就是在专业课内容讲授过程中利用图片或者图像表达讲课内容，并且尽可能多地利用图像或动画去表达文字内容，实践表明的确可以提高教学效果。

关键词：图像化；教学方法；冶金类；专业课程

中图分类号：TG401 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0088-02

在现代信息高速发展的时代，用图像表达思想已经成为人们接受信息的一种常见的模式[1]。而图像化的教学方法已经被很多高等院校的教师在讲授专业课程时引用，收到了良好的教学效果[2]。《材料成形原理》是冶金类材料成型专业的一门非常重要的课程。它主要包含了连接成形、液态成型及锻造成型的内容。在这些内容的授课中，教师讲课时都应用了很多案例进行教学，但是很多时候是突出一些概念，不能够形象地把案例展示给学生，因此对学生的吸引力较差，在众多的概念下，学生会慢慢对这些专业知识内容失去兴趣。所以，在多年的教学过程中，作者一直在寻求一种全新的教学方法，来提高学生的学习兴趣。

一、《材料成形原理》课程的特点

冶金类材料成型专业的主要专业课程《材料成形原理》系统讲述了液态成形原理、连接成形原理和金属塑性加工力学的基础知识。该门课程概念多，设计工艺原理的内容复杂，内容繁多且很抽象。若只是通过文字方式向学生传授教学内容，学生会感觉枯燥，逐渐失去学习的兴趣，并且有些内容单纯的文字传授使学生很难理解和掌握问题的本质。另外，课程中涉及到的工艺控制措施内容既包括工艺原理又包括如何判断正确的工艺过程等内容，如果不能在讲课过程中穿插一些图片或者图像内容的话，学生实在难以掌握。如果通过形象的图像及动画展示抽象的概念及烦琐的工艺，则既提高了学生学习的兴趣，又使庞杂的文字内容简单化和形象化，非常有利于教和学两方面的进行。

二、传统教学方式中存在的主要问题

这门课程长期以来都是以理论教学为主，辅以少量的实验教学。内容的抽象化是学生掌握知识的瓶颈，教学效果很难达到较为理想的水平。

1.教学方法不够灵活。多数情况下，教师进行的是“灌输式”的教学，即按照概念—原理—工艺过程—成形过程中缺陷及控制的思路一步一步地讲解，学生看课件或者看书或者记笔记。这种方式对于爱学习的学生来说是可以的，但是对于那些平时不爱学习，又对专业课没有兴趣的学生就有点强迫性质了。教学过程中很少能实现教师和学生的互动过程，多数是教师充当了主角，而学生是被动地接收知识，师生之间的互动性不强。因此，不注重教学方法会使学生逐步对该门课程失去兴趣。

2.教学过程多是用静态的文字表达方式传授讲课内容。教学过程中举例枯燥乏味，而且教材内容更新比较慢，新的知识及该门课程的研究热门及前沿知识教材中没有。对于专业前沿知识可以用图片加文字的内容展示的学生，既可以扩大学生的专业知识，又开阔了眼界，有利于培养学生的创新性思维模式。

3.学生对讲课内容掌握困难，难于记忆。如讲解埋弧焊原理及工艺时，单纯的文字叙述显得非常啰唆，容易产生学后跟没学一样的效果，不利于学生掌握知识。

三、图像化教学的优点

在教学过程中适当地插入图像，以图像或者图像的方式向学生展示专业理论知识，既可以提高学生的学习兴趣，又可以更好地帮助学生理解课程内容，达到教与学的较高的境界，使枯燥的专业知识内容变得容易接受，易于记忆，学习效率大大提高，教学效果良好。

1.有利于把庞大的文字内容直观化和可视化。工科类专业知识，尤其是冶金类的专业知识，给学生的印象是枯燥化、理论化，并且主动学习的兴趣不大。因此对于像焊接成形类的专业课程，单纯的教师讲解和灌输，学生很难快速理解和记忆教师所讲述的知识，很多学生还没有真正理解该门课程内容的体系时已经失去了学习的兴趣，因此不能以正确的态度对待这门课程的学习，这种现象反作用于教师，使得教师的讲解兴趣也大打折扣。但是在利用图像化教学方式后，教师可以把枯燥复杂的理论及工艺用图像形式形象地展现给学生，讲解与演示兼具，这使得教师讲授专业知识更加方便。而且图像能够把很大篇幅的文字用简单易懂的形式表现出来，利用图像这种直观化和可视化的效果，刺激学生的主动学习性，使得难记忆的专业知识变得简单化，有利于学生掌握知识内容。

2.有利于提高学生的学习兴趣。如讲解焊接变形时，把图像做成可用flas播放演示的形式；讲解控制焊接变形的措施的时候同样也可以用flas的形式来表达。这样通过图像及动画的形式，可以使学生更好地对专业知识的学习入门，不再是单纯地学习枯燥的文字知识，可以更深入系统地观察焊接变形的真正变形过程。所以这种动画演示的教学方式直观易懂，对于学生的学习过程来说也是一种很愉快的过程，把学习过程变得轻松，在轻松的气氛中愉快地接收和掌握知识，这也是作为教师应该追求的教学效果，这种教学模式改变了传统的灌输式教学，使得教和学两方面都得到改善。再如讲焊接熔滴的过渡方式时，插入用高速摄影装置拍摄与熔滴过渡方式相对应的动画一起讲解，从视觉、感官的效果刺激学生的学习兴趣，既提高了学习兴趣，又掌握了专业理论知识，一举两得。

四、《材料成形原理》课程图像化教学的实现

图像化教学方式的实现一方面需要制作一些可以解释文字内容的flash图片，另一方面需要现场拍摄制作一些视频资料。利用这些无声或者有声的图像内容配合大纲内容讲解，一定能收到事半功倍的效果。如讲解焊接冶金原理部分内容时，对关于熔池中发生的化学反应的讲解，一般的讲授方式是先对焊接过程中所发生的反应进行分区域，然后对每个区域内所产生的反应逐一进行讲解，并写出相关的化学反应方程式。这部分内容换用图像的方式讲解可以变为先把可以进行化学反应的区域用示意图表示出来，然后把每个区域可能进行的化学反应逐一列入其中。这样图文并茂的方式有利于学生理解和掌握这部分内容。在专业知识的讲授过程中加入图像化的教学模式，不仅有利于教师的课堂讲授，而且有利于学生对专业知识的理解和掌握。激发学生的学习兴趣和促进学生对所学内容的归纳总结。这种形象化和可视化的教学方式，有利于学生创造性思维能力的培养和想象力的提高。近几年来我们不断完善这种教学模式，收到了良好的教学效果。因此在专业课教学过程中引入图像或动画的教学模式，对于教和学两个方面都能起到事半功倍的效果，因此应该大力提倡。

参考文献：

[1]吴仰玉，纪峰，常霞，李翠.图像融合研究新进展[J].科技创新导报，2013，（1）：49-54.

[2]马强.图像化教学方式在编程课程中的应用[J].福建电脑，2010，（9）：185-186.

作者简介：闫文青，讲师，武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室。