微观世界探秘的微视频制作与化工研究生课程的

1 引言

山东理工大学为了提高学生的学习兴趣和课堂的教学效果，开展了信息化项目立项活动。选题包括翻转课堂教学模式研究、混合式教学模式研究、基于“微视频”的优质资源课程建设、课程信息化建设机制研究和完全在线教学模式研究五个方向，《微观世界探秘》作为面向化工、材料等方向的实验类公选课有幸入选“微视频”的优质资源课程建设，通过题目选择、稿本创作、媒体设计、脚本编写和拍摄制作等步骤，制作出了包括仪器保养、样品制备、上机操作等各方面内容的16个视频，经校内外本学生和化工专业的研究生试用，效果良好。

《微观世界探秘》是一门针对全校本科生的公选课，连续开设多年，深受学生的欢迎。通过场发射扫描电镜及其附件观察新型材料的微观结构，极大地开阔了学生的视野。在普通的高等院校，一般只有大四的学生做毕业设计或研究生做课题才有机会见识这种昂贵精密的仪器。大一、大二的学生选了这门公选课之后，有机会到电镜实验室亲自观察陶瓷、金属、纳米材料、高分子材料等各种材料的样品制备及形貌特征，尤其是看到人发的鳞片状结构，树叶的气孔以及栩栩如生的蟑螂腿的形貌后，感觉视野大大开阔，激发了他们探究的积极性，为日后做科研打下了良好的基础。

该课程目前存在的问题是学生有基本知识的学习，有对仪器的感官印象，但看过之后没有回顾和复习的机会，等到毕业设计用到这部分知识的时候，就会发现已经遗忘较多，学习效果大打折扣了。目前，因我校的扫描电镜承担着较重的本科、研究生教学，毕业设计，校内课题以及对外服务的任务，一直没有机会对学生开放，让学生有机会上机操作。

2 《微观世界探秘》的微视频设计方案与制作

要制作一门课程的微视频，首先确定它的结构包括片头、内容物和片尾。而内容物是至关重要的，它包括视频、课件、字幕、声音、播放几个部分。具体包括题目选择、稿本创作、媒体设计、脚本编写和拍摄制作五个步骤。在题目选择上，或是具有独立性、完整性、示范性，能有效解决现场教学中难以解决的问题，或者针对教学中的常见、典型、有价值、有意义的问题或内容进行选题，《微观世界探秘》就是满足了独立性、完整性和示范性的特点。在各个环节中，我认为脚本设计是最有难度的。首先，把要讲的内容分为若干个知识点。比如，1.扫描电镜(SEM)的结构；2.SEM的工作原理；3.SEM样品的制备要求及制备方法(1) 粉末样品的制备；4.SEM样品的制备要求及制备方法；(2) 块状样品的制备；5.SEM样品的制备要求及制备方法；(3) 导电样品的制备；6.不导电样品的微观形貌观察；7.导电样品的微观形貌观察；8.X射线能谱仪(EDS)的结构、组成和工作原理；9.固体粉末的EDS制样和微区成分测定10.陶瓷样品的EDS制样和微区成分测定；11.金属样品的EDS制样和微区成分测定；12.电子背散射衍射仪(EBSD)的结构、组成和工作原理；13.铜合金的EBSD制样和微观结构测定；14.铝合金的EBSD制样和微观结构测定；15.双相不锈钢 的EBSD制样和微观结构测定；16.EBSD软件参数的设置与数据处理。接着，根据每个知识点设计6～10min的视频内容,也就是脚本的设计了。以X射线能谱仪的工作原理为例见表1设计好脚本后，就开始进入拍摄阶段。一定注意光线适中，主体位置突出，最好三机位拍摄，拍摄完毕后，由于MXF格式太大，需要下载软件将MXF格式装换成AVI格式，然后利用格式工厂对AVI格式的视频文件进行剪切和编辑，最后可以装换为常用的MP4格式，一段MOOC就制作完成了。

表1 能谱仪的工作原理脚本设计编号画面内容01课程导入语主讲人站在实验室进行片头导入语的演说。切特写,主讲人的近镜头。各种人物的眼睛的特写,以及大千世界山水人物的照片。主讲人:俗话说“眼睛是心灵的窗户”因为我们时时刻刻都是在用眼睛去欣赏这个世界的每个角落,就像打开一扇窗、外面的风景随之映入脑海。02切特写,主讲人的近镜头。我们肉眼能看见的人物山水等都是属于宏观世界。那么,大家知道我们的头发是鳞片状的吗?知道瓷砖是由什么组成的?知道电动车电池为什么过一段时间就需要更换吗?这就是微观世界的秘密了。今天我们就去微观世界探秘。03切特写,扫描电镜及附件的近镜头。上次课咱们了解了我校利用率最高的美国的FEI 公司生产的Sirion 200扫描电镜的构造。04头发表面、陶瓷材料、树叶及纳米材料的形貌照片。(以全屏片花方式呈现)展示多孔陶瓷图片。 (以全屏片花方式呈现)利用它拍摄了头发表面、陶瓷材料、树叶及纳米材料的形貌照片。那么大家知道为什么同样一个样品的不同位置形貌差别这么大吗?05X射线能谱仪的原理示意图见图1(以全屏片花方式呈现)这就用到我们今天要学习的扫描电镜的附件-X射线能谱仪。能谱仪的主要组成部分:探测器、前置放大器、脉冲信号处理单元、模数转换器、多道分析器、计算机及显示记录系统组成。06X射线能谱定性分析的理论基础是Moseley定律1λ=K(Z-S)(以全屏片花方式呈现)利用电子显微镜的高能电子束与被观察试样相互作用产生X射线,能谱分析仪将这些信息捕获、处理及分析,从而能获得试样成份的定性、半定量,甚至定量结果。07能谱仪演示操作切特写,主讲人的近镜头。解释能谱仪的工作原理08切特写,学生的近镜头。学生A:学生B:学生C:解释能谱仪的工作原理与能量最低原理的关系提问学生能量最低原理在生活中的应用解答09切特写,主讲人的近镜头。能谱结果有照片、谱图以及定量分析结果,可以很好地说明问题。总结:结构决定性质,性质反应结构。能谱仪作为电镜的附件,可以更深层次地解释材料的特点,从而更好地利用电镜,所以如虎添翼。值得一提的是,它是附件,不能离开主机工作。

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