“未来教室”应用于我校功能材料专业教学的展望

摘要：随着科学技术的不断发展，社会对有特殊性能的新材料的需求越来越高。因此，功能材料专业的教与学，均须紧跟时代前沿，与工厂、企业和研究所紧密相连，采用教、产、学、研相结合的教学方式。传统教室存在一定的局限性，信息更新慢，学生对新材料的认知也较为抽象。“未来教室”的引入，会大大改善功能材料学科前沿讲座课堂的教学效果。

关键词：未来教室，功能材料，前沿，教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）48-0239-02

一、前言

随着人类社会进入信息化时代，生活实现了便捷化和方便化，但正是信息技术的不断进步，对材料的要求也越来越高，使得各国材料类专业的科研人员不得不研发出新型材料。新型材料具有传统材料不具备的特殊性能，其出现满足了科技进步的多种需要。目前，人类生活的每一个细节几乎都有新材料的产生。新材料的迅猛发展，对材料学科的教学方式，提出了更多的要求。传统的教学方式将无法满足材料学科课程的需求。我国传统的教育方式为教师课堂讲授，面对信息发展迅速的功能材料专业，教科书的更新速度慢，新的教学内容只能靠教师口头或板书传授，知识抽象、不直观，不利于学生理解。大量的板书导致学生课堂忙于笔记，较难当堂消化[1]。

计算机技术的迅猛发展，使得多媒体教室逐渐替代了传统教室，在一定程度上改善了教学内容抽象、枯燥的问题，大大减少了板书量，提高了教师的教学效率。但也存在教师教学速度快、信息量大的问题。新材料的迅猛发展，对教师的综合素质提出更高的要求，教师须不断扩展自身知识面。信息网络技术与仿真技术的融合，使得“未来教室”这个新兴领域在人类教育事业上掀起一场新的变革，目前已被广泛地应用于多个学科的教学工作[2]。本文将就“未来教室”在我校功能材料学科前沿讲座教学改革中的应用做一定的分析和展望。

二、“未来教室”在功能材料专业教学中的优势及其应用展望

“未来教室”兼容性比较强，除白板功能，还可和数字化设备配套使用，如随手写功能，从而实现“随处可写、随时可写”的效果，替代了黑板粉笔的组合，在电子屏上自如地写、画、圈、描等，使教学内容形象化、生动化和立体化。双屏模式拓展了屏幕范围，将文字、图像和视频对照呈现，学生学得轻松，教师教得生动，使知识点的掌握更加牢固。学生还可快速搜索学习资源，提高自身信息检索能力，其在功能材料专业教学中的优势，具体如下。

1.打破传统限制，提高学生的积极性。传统课堂以教师为中心，学生被动接受知识，师生互动少，导致课堂信息不对称。美国心理学家布鲁姆说过：“学习的最大动力是对学习材料的兴趣。”利用“未来教室”双屏显示功能，一屏显示文字，另一个屏显示图片或视频，可实现同时刺激学生左右脑的效果，从而提高他们的主观能动性，加强知识建构。

教师可通过“未来教室”的电子书包功能，向学生布置课前和课后作业。学生通过手机或计算机终端随时随地地学习，教师在系统内评阅作业，加强家庭与学校间的沟通、交流，提高学生学习效率[3]。例如，针对我校功能材料专业先进陶瓷材料课程，教师通过“未来教室”平台，将先进陶瓷材料的相关信息传送至学生学习终端，学生根据自身目标对教师传送的信息进行自学整合，了解陶与瓷的历史、差别及分类等。在学习中，学生与教师间均可通过网络实现知识的交流和探讨，通过观看视频、查阅相关信息，熟悉传统陶瓷材料的性能、制备和应用。同时，学生在自主探索知识的过程中，提升其信息处理、归纳总结等能力。

2.实现资源共享，拉近师生关系。通过学生手持平板拍摄的照片上传至系统，填写个人学习背景，教师可提前对学生的姓名进行记忆，拉近师生关系，提高学生对教师的信任。教师通过学生学习背景的调查汇总，了解并掌握他们的学习基础，知己知彼，更好地设定课堂教学的难易程度。例如，该专业江苏省考生，高考不含化学，部分学生从未学过化学、物理和生物，而材料学科的基础为化学，因此，教师须调整教学方案来更好地教学，使教学内容深入浅出。

3.及时反馈，有助于教师及时调整教学方案。“未来教室”在线测试系统，可实现教师随堂提问，学生通过手持客户端发送回系统，平台经分析后快速将学生的答案以列表形式、柱状图或饼状图的形式反馈至教师，使教师快速了解学生对新知识点的掌握状况，调整授课方式和方案。例如，在材料学科前沿讲座中，讲到压电陶瓷时，教师出选择题：下列选项中，没有应用到压电陶瓷原理的选项是：A 打火机；B 汽车蜂鸣器；C 超声波清洗器；D 汽车安全气囊。学生通过个人反馈装置发送答案，经平台分析，教师可快速掌握学生对压电陶瓷的压电机理及反压电效应的认知情况，从而决定是否开始新知识点的学习，改善教学效果[4，5]。

4.实现学科交叉，提高学生综合能力。材料科学与工程学科涉及多个学科，如军事、电力、生物、化学等。传统的材料学科前沿讲座的教学，由一名或多名专业教师向学生讲解材料的性能、制备以及应用现状等。该课程涉及的材料种类繁多，概念抽象，应用面极宽，教师知识面大大限制了授课内容。例如，功能材料前沿讲座中，新型碳材料中的石墨烯材料，学生肉眼无法看到，导致其概念模糊。当涉及石墨烯的应用时，如用于新能源汽车，通往太空的天梯、人体关节等，不仅涉及纳米技术，还涉及燃料/锂离子电池、仿生材料、机械等多个学科。“未来教室”平台可随堂连线以上各学科教师，当堂为学生演示新型碳材料石墨烯在各应用中的具体位置、原理、状态等，打破学科间壁垒，使学生能够更好地、更全面地掌握新材料的应用，促进学科间的渗透，实现多学科的交叉运用[6，7]。

5.实时对接，有效结合产学研。学生学习知识归根结底是应用，教师和学生只有进入生产实际中，走进厂房、车间才可能做出“接地气儿”的科研。课堂上，通过“未来教室”平台与工厂或各科研院所联系，实现研究与应用的无缝对接。例如，在功能材料专业材料学科前沿讲座课程上，可以和我院的合作单位苏州京浜光电科技股份有限公司的技术师傅联系，了解手机膜层的发展现状及我国现在市面上已达到的水平，下一步的发展方向是蓝光截止膜的研究等，这样使学生的学习具体化，有效提高学生的积极主动性。同时，对学生今后的就业或科研奠定一定的基础。

三、结束语

华东师范大学任友群教授曾说过：“学科教师是技术与教学融合的关键。”作为一线教师，我们需要不斷地更新观念和知识，与时俱进，更好地了解信息技术的运用及其限制性，知己知彼，充分地将其与平时教学相整合，提高教学效果和效率。

参考文献：

[1]罗嘉.“未来教室”—化学教学的新推进器[J].化学教与学，2014，（5）：94-95.

[2]王素珍.“未来教室”环境下高中化学实验教学的尝试与反思[J].化学教育，2016，37（17）：50-55.

[3]周丹凤.充分利用电子书包，构建未来教室[J].时代教育，2016，（20）.

[4]周小建.在“未来教室”环境下开展生物学教学的变革[J].生物学教学，2017，42（1）：44-45.

[5]戴克.你我可践行的未来教室[J].中国教育技术装备，2014，23（353）：19-21.

[6]谢未.江丰光东京大学，KALS与麻省理工学院TEAL未来教室案例分析[J].中国信息技术教育，2013.

[7]孙建荣，依托未来教室提高课堂教学效率的路径探析[J].教育观察，2016，5（12）：13-14.