喬憲武，江　影

(中國(guó)計(jì)量學(xué)院 物理系,浙江 杭州 310018)

二維碼在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

喬憲武，江影

(中國(guó)計(jì)量學(xué)院 物理系,浙江 杭州 310018)

摘要：根據(jù)移動(dòng)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，將通過(guò)二維碼技術(shù)引入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)掃描由物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻制作而成的二維碼，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論、操作規(guī)程和實(shí)驗(yàn)方法.

關(guān)鍵詞：移動(dòng)學(xué)習(xí)；二維碼；物理實(shí)驗(yàn)

1引言

移動(dòng)學(xué)習(xí)(M-learning)是指利用無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)備(如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理PDA、Pocket PC 等)獲取教育信息、教育資源和教育服務(wù)的一種學(xué)習(xí)形式. 移動(dòng)學(xué)習(xí)被認(rèn)為是一種未來(lái)不可或缺的學(xué)習(xí)模式，它的概念一直在不斷變化和發(fā)展[1]. 移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展將使學(xué)生在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)上更加自由.

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程與其他課程相比具有一定的特殊性. 首先，課程的設(shè)計(jì)是以大學(xué)物理理論為基礎(chǔ)，針對(duì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，在教學(xué)過(guò)程中，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析；其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有固定的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和固定的實(shí)驗(yàn)儀器，不能隨時(shí)操作，隨時(shí)學(xué)習(xí)；最后，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式造成了理論與實(shí)驗(yàn)的脫節(jié)[2-3].

2移動(dòng)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)能夠彌補(bǔ)理論與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)的問(wèn)題. 通過(guò)二維碼技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程錄制的視頻資料轉(zhuǎn)化成二維碼，并且把二維碼通過(guò)多種途徑提供給學(xué)生，學(xué)生可以在任何時(shí)間和場(chǎng)所對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，打通了學(xué)習(xí)過(guò)程中時(shí)間空間的限制[4]. 學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)查找自己想要學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)部分.

導(dǎo)向型學(xué)習(xí)中移動(dòng)學(xué)習(xí)發(fā)揮重要的作用. 移動(dòng)學(xué)習(xí)一般采取即學(xué)即用的靈活方式，例如，在生活或?qū)W習(xí)中遇到的問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索，找尋相應(yīng)的答案，也就是通常說(shuō)的現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用. 主動(dòng)學(xué)習(xí)注重的是積累和運(yùn)用，但在信息爆炸的時(shí)代，大量的知識(shí)需要分類掌握，因此，選擇性的學(xué)習(xí)滿足了人們的知識(shí)需求. 學(xué)習(xí)的導(dǎo)向性就決定了獲取信息的手段應(yīng)該快速、靈活、準(zhǔn)確. 在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，涉及到很多針對(duì)性的操作，學(xué)生們掌握知識(shí)的能力和操作水平差異很大，造成學(xué)習(xí)難點(diǎn)分散[5-7]. 導(dǎo)向性學(xué)習(xí)快速靈活的教學(xué)方式適應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn).

移動(dòng)學(xué)習(xí)將會(huì)成為碎片化的學(xué)習(xí)方式的重要載體. 碎片化學(xué)習(xí)是指通過(guò)零散的時(shí)間學(xué)習(xí)，或者是學(xué)習(xí)零散的知識(shí)，這兩種方式統(tǒng)稱為碎片化的學(xué)習(xí). 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生課前預(yù)習(xí)，在預(yù)習(xí)過(guò)程中，碎片化的知識(shí)很多，網(wǎng)絡(luò)搜索結(jié)果分類查找困難，這就需要找到相應(yīng)的方法使學(xué)生快速搜索，準(zhǔn)確掌握，提高學(xué)習(xí)效率.

移動(dòng)學(xué)習(xí)改變學(xué)生從屬學(xué)習(xí)地位. 移動(dòng)學(xué)習(xí)為課堂教學(xué)帶來(lái)了新鮮血液. 與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，移動(dòng)學(xué)習(xí)在實(shí)時(shí)性、交互性方面優(yōu)勢(shì)明顯. 學(xué)習(xí)的主體地位由“教”轉(zhuǎn)向了“學(xué)”，改變了學(xué)生學(xué)習(xí)的從屬地位. 學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)沒(méi)有掌握時(shí)，可以借助手機(jī)等工具，迅速查找二維碼，通過(guò)視頻教材獲取需要掌握的知識(shí)，也可以借助新媒介發(fā)起討論[8].

3二維碼視頻資料在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

二維碼視頻教程是最直接的學(xué)習(xí)工具，通過(guò)把繁瑣的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程錄制成視頻資料，根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)流程，把相應(yīng)部分的視頻資料編成二維碼. 學(xué)生根據(jù)教材，掃描二維碼，觀看相應(yīng)部分的視頻內(nèi)容.

二維碼視頻的學(xué)習(xí)貫穿到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程. 物理實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)過(guò)程是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，在預(yù)習(xí)過(guò)程中學(xué)生由于沒(méi)有接觸到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，只能憑空想象其中的操作環(huán)節(jié)，造成預(yù)習(xí)效果差. 通過(guò)采用二維碼視頻，直接觀看教師相應(yīng)的講解過(guò)程，學(xué)習(xí)過(guò)程輕松，理解起來(lái)透徹. 在學(xué)生上物理實(shí)驗(yàn)課過(guò)程中，教師適當(dāng)引導(dǎo)操作流程和重難點(diǎn)問(wèn)題及注意事項(xiàng)，把實(shí)驗(yàn)課交給學(xué)生，二維碼視頻作為參考資料便于學(xué)生糾錯(cuò)和反復(fù)學(xué)習(xí). 在課程結(jié)束后，對(duì)于課程的復(fù)習(xí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況制作二維碼資料保存整理.

4移動(dòng)教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)運(yùn)用

文獻(xiàn)[9]做過(guò)一項(xiàng)問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，66.7%的學(xué)生在課前選用上網(wǎng)形式完成信息的獲取，這一比例大大高出了查找相關(guān)資料、與他人交流等手段. 網(wǎng)上現(xiàn)有的教學(xué)資源有限，使得學(xué)生學(xué)習(xí)效率降低[9]. 基于二維碼教學(xué)技術(shù)能夠在物理實(shí)驗(yàn)這門課程當(dāng)中發(fā)揮一定作用，因此方便學(xué)生學(xué)習(xí).

二維碼學(xué)習(xí)切實(shí)符合學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，近幾年來(lái)使用智能手機(jī)的學(xué)生越來(lái)越多[10]，上課玩手機(jī)的現(xiàn)象極為突出，這也從一個(gè)側(cè)面反映出移動(dòng)學(xué)習(xí)切實(shí)符合學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣. 移動(dòng)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為一種學(xué)習(xí)趨勢(shì)，學(xué)生也養(yǎng)成了手機(jī)上網(wǎng)的習(xí)慣，如何引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程知識(shí)，在信息高度發(fā)達(dá)的今天，成為教學(xué)工作的突破點(diǎn).

學(xué)生利用課余時(shí)間，掃描物理實(shí)驗(yàn)課程二維碼視頻教材，能夠輕松完成預(yù)習(xí)內(nèi)容. 與抄寫預(yù)習(xí)報(bào)告相比，學(xué)生更愿意采用移動(dòng)學(xué)習(xí)模式. 由于二維碼制作簡(jiǎn)單，物理實(shí)驗(yàn)可以分解成多個(gè)小的視頻教程，然后再進(jìn)行二維碼制作，這樣方便學(xué)生查找相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，改變了冗長(zhǎng)的教學(xué)視頻看不完的情況.

4G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)下載資源更快捷，智能移動(dòng)設(shè)備硬件環(huán)境越來(lái)越好，客觀地滿足了移動(dòng)學(xué)習(xí)要求[11]. 網(wǎng)站上的教學(xué)資源豐富，可以免費(fèi)上傳和下載，能夠適合現(xiàn)有學(xué)習(xí)環(huán)境. 教師可以通過(guò)手機(jī)錄制實(shí)驗(yàn)課程視頻教材，實(shí)驗(yàn)教材時(shí)間長(zhǎng)短和內(nèi)容要求沒(méi)有具體限制，因此操作靈活方便. 視頻教程轉(zhuǎn)化成二維碼方便可行，印刷在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上或者放置在電子教材上方便學(xué)生查閱.

學(xué)生也可以自己制作視頻教程，針對(duì)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)環(huán)節(jié)，或?qū)嶒?yàn)體會(huì)，采取文字、視頻等形式記錄下來(lái)，制作成二維碼資料，方便復(fù)習(xí)使用.

移動(dòng)技術(shù)將真實(shí)環(huán)境與數(shù)字環(huán)境無(wú)縫銜接，將課堂學(xué)習(xí)環(huán)境、傳統(tǒng)與數(shù)字化資源及學(xué)習(xí)者之間建立了豐富的聯(lián)系. 本文提出了采用二維碼形式為新媒介的移動(dòng)學(xué)習(xí)，通過(guò)利用成熟的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)驗(yàn)操作、理論學(xué)習(xí)和課程討論緊密的聯(lián)系在一起，在教學(xué)環(huán)節(jié)上達(dá)到了時(shí)間和空間的統(tǒng)一.

5二維碼實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)實(shí)踐

我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中采用二維碼視頻，所開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的視頻都制作了二維碼，如圖1所示. 該方式已使用1年時(shí)間，涉及到34個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，面向全校所有的理工科開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生. 二維碼視頻涉及實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容. 通過(guò)學(xué)校的BB平臺(tái)、QQ群、實(shí)驗(yàn)室等，提供給學(xué)生，便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí).

(a)單縫衍射的光強(qiáng)分布　　　　　(b)光的干涉

(c)熱機(jī)循環(huán)　　　　　　　　　(d)三線擺圖1　二維碼

以“萬(wàn)用表”課程為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行二維碼編輯，涉及到的教學(xué)環(huán)節(jié)如圖2所示. 學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)始之前，掃描二維碼圖片，下載關(guān)于“萬(wàn)用表”課程的預(yù)習(xí)要求，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教材撰寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告. 上課過(guò)程中，通過(guò)教師講解實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，根據(jù)課程要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于大綱要求重點(diǎn)掌握的部分，以及容易出現(xiàn)問(wèn)題的難點(diǎn)操作部分，通過(guò)二維碼掃描，進(jìn)行視頻播放，做到重點(diǎn)掌握. 這樣避免了實(shí)驗(yàn)學(xué)生多，實(shí)驗(yàn)教師輔導(dǎo)困難的情況. 二維碼視頻編排是按照實(shí)驗(yàn)步驟截成小段視頻，并注釋播放內(nèi)容，節(jié)約了學(xué)生看大段視頻的時(shí)間，可以提高實(shí)驗(yàn)效率.

圖2　二維碼教學(xué)流程

6結(jié)束語(yǔ)

目前，日本、韓國(guó)等高校運(yùn)用移動(dòng)教學(xué)手段已經(jīng)形成規(guī)模，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為一種發(fā)展潮流. 隨著移動(dòng)教學(xué)的深入發(fā)展，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)存在一些問(wèn)題. 例如，各學(xué)校之間網(wǎng)上教學(xué)資源共享不平衡；二維碼制作標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；視頻資料網(wǎng)上審核時(shí)間長(zhǎng)，沒(méi)有統(tǒng)一的管理平臺(tái)等問(wèn)題. 利用現(xiàn)代化信息手段豐富教學(xué)課程，提高學(xué)習(xí)效率是教學(xué)工作努力的方向，而且，實(shí)驗(yàn)教學(xué)從形式上更加符合移動(dòng)教學(xué)的發(fā)展模式. 相信，移動(dòng)學(xué)習(xí)方式會(huì)在現(xiàn)代教育中產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響. 面對(duì)新形勢(shì)，我們將以物理實(shí)驗(yàn)為載體，圍繞培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力這一主題，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)造有利的條件和環(huán)境，大膽探索，努力實(shí)踐培養(yǎng)符合時(shí)代特征的高素質(zhì)人才[12].

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[責(zé)任編輯：尹冬梅]

Application of QR code in university physics experiment teaching

QIAO Xian-wu， JIANG Ying

(Department of Physics, China Jiliang Univiversity, Hangzhou 310018, China)

Abstract:According to the characteristics of mobile learning, the quick response (QR) code technology was useding in university physics experiment teaching. The students could study independently basical theory, operation rules and experiment methods, by scanning QR code from experimental teaching video.

Key words:mobile learning; QR code; physics experiment

中圖分類號(hào)：G642.423

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-4642(2015)05-0016-03

通訊作者：江影(1964-)，女，黑龍江哈爾濱人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院物理系教授，碩士，從事教學(xué)理論及物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究工作.

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)虘椢?1982-)，男，河北廊坊人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院物理系實(shí)驗(yàn)師，碩士，從事物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作.

收稿日期：2015-02-21

資助項(xiàng)目：浙江省2013年高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目(No.kg2013164)；中國(guó)計(jì)量學(xué)院2013年度校立教改項(xiàng)目(No.HEX2013021)