趙作福，齊錦剛，劉偉東，劉 亮，陳明華

(遼寧工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

2015年，遼寧工業(yè)大學(xué)成為遼寧省首批向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)變的試點(diǎn)大學(xué)。學(xué)校要建立與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系與平臺，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的重要作用[1]。作為學(xué)校重點(diǎn)學(xué)科的材料科學(xué)與工程專業(yè)也隨即成為遼寧省首批向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變試點(diǎn)專業(yè)。材料學(xué)科屬于交叉學(xué)科，結(jié)合材料學(xué)科理論教學(xué)內(nèi)容抽象，需要通過具體實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化理解的特點(diǎn)，有效地強(qiáng)化材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)成為必然。同時，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)活動的重要組成部分之一，是提高高校學(xué)生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)[2]。在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、分析和解決實(shí)際問題能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度方面，具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法替代的作用[3-6]。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中學(xué)生對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重視程度不夠，存在應(yīng)付了事的心理。本文通過分析認(rèn)為，在課前預(yù)習(xí)方面，學(xué)生未能對本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行充分的了解和掌握，只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材機(jī)械地抄寫預(yù)習(xí)報告；在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生既要掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法和注意事項(xiàng)，又要對整個實(shí)驗(yàn)的操作過程進(jìn)行了解和掌握，并完成實(shí)驗(yàn)，造成學(xué)生在課堂教學(xué)中攝入的信息量過大，學(xué)生處于不能完全理解和吸收的“滯留”狀態(tài)，甚至不能與理論教學(xué)進(jìn)行聯(lián)系，嚴(yán)重地影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[7]；在課后復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和整理過程中，學(xué)生對部分實(shí)驗(yàn)儀器重復(fù)操作的次數(shù)少，不能真正做到熟練掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作過程和注意事項(xiàng)，更談不上充分地利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的開發(fā)和申報。通過二維碼技術(shù)在材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以有效解決上述一系列問題，并充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從被動學(xué)習(xí)方式向主動學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變[8]。

1 二維碼技術(shù)簡介及其優(yōu)勢

二維碼也叫二維條碼，是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”和“1”比特流的概念，使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實(shí)現(xiàn)信息自動處理。它具有密性高、編碼范圍廣、信息容量大、成本低廉、網(wǎng)絡(luò)跳轉(zhuǎn)、信息獲取等特點(diǎn)，同時還具有對不同行的信息自動識別功能及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點(diǎn)，已被大部分人群所認(rèn)可和使用[9]。

2 材料實(shí)驗(yàn)設(shè)備二維碼的制作

首先將所要生成二維碼的材料專業(yè)設(shè)備的錄制視頻上傳到學(xué)校材料科學(xué)與工程學(xué)院的網(wǎng)站上，然后用手機(jī)瀏覽器訪問已上傳的視頻，在訪問對應(yīng)視頻時會出現(xiàn)視頻對應(yīng)的網(wǎng)址，采用二維碼生成器將對應(yīng)的網(wǎng)址生成二維碼，在二維碼生成器對應(yīng)窗口添加“文本信息”，如圖1所示，即可生成對應(yīng)的二維碼。將生成的二維碼保存為圖像文件，印刷到對應(yīng)的設(shè)備上，只要使用裝有二維碼閱讀軟件的手機(jī)即可觀看對應(yīng)的視頻和音頻。

圖1 材料實(shí)驗(yàn)設(shè)備二維碼的制作

3 基于二維碼的材料實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)

基于二維碼的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)包括學(xué)生身份認(rèn)證系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻信息掃描功能、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻信息下載次數(shù)統(tǒng)計、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻觀看信息反饋系統(tǒng)及返回主頁面5部分，如圖2所示。

圖2 基于二維碼的材料實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 學(xué)生身份認(rèn)證系統(tǒng)

制作學(xué)生身份認(rèn)證系統(tǒng)，以方便學(xué)生以真實(shí)身份登錄和瀏覽。在入學(xué)時，將學(xué)院每位學(xué)生的學(xué)生卡信息(包括學(xué)號和姓名等)進(jìn)行備案，存儲到主程序系統(tǒng)中，并發(fā)給每位學(xué)生一份材料學(xué)院實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作視頻文檔的二維碼手冊。學(xué)生可以根據(jù)自己的需要輸入自己的學(xué)生卡信息，通過二維碼訪問和觀看實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作視頻文檔，實(shí)現(xiàn)“3A”(anywhere，anytime，any-device)的學(xué)習(xí)功能[10]。二維碼技術(shù)是主要技術(shù)手段，真正起到對學(xué)習(xí)者快捷、高效、務(wù)實(shí)應(yīng)用教學(xué)資源庫的“引領(lǐng)”作用，從而構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻信息掃描功能和下載次數(shù)統(tǒng)計

實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻信息掃描功能可以顯示學(xué)生的登錄時間、觀看時間和觀看次數(shù)等信息。一方面，實(shí)驗(yàn)教師可以有針對性地根據(jù)學(xué)生觀看視頻的情況了解學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況，對預(yù)習(xí)報告部分進(jìn)行合理的評分，并作為最終實(shí)驗(yàn)成績的給定依據(jù)；另一方面，實(shí)驗(yàn)教師也可以把握學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)備視頻的偏重程度，根據(jù)學(xué)生的需求開展實(shí)驗(yàn)室開放和大學(xué)生創(chuàng)新等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到有的放矢的目的。另外，學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對部分實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備沒有機(jī)會進(jìn)行重復(fù)操作，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻，學(xué)生能很熟練地掌握該設(shè)備的操作。因此，培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的興趣，有效調(diào)動學(xué)生投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作環(huán)節(jié)的積極性，讓學(xué)生在頭腦中形成學(xué)習(xí)和思考有機(jī)結(jié)合的良好氛圍是解決教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的關(guān)鍵[11]。

3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻觀看信息反饋

實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻觀看信息反饋對實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說是非常重要的一個環(huán)節(jié)。學(xué)生在觀看視頻后會結(jié)合自己的想法和認(rèn)識提出不能理解的問題或信息，針對反饋信息，實(shí)驗(yàn)教師不僅可以給出對應(yīng)的回答，還可以有針對性地與有想法的學(xué)生進(jìn)行面對面的交流和討論，搭建一個師生共享的平臺，為學(xué)生使用設(shè)備和教師答疑解惑建立互動空間，也為實(shí)驗(yàn)教師更好地完善原有實(shí)驗(yàn)課程、開設(shè)新實(shí)驗(yàn)課程提供有利的依據(jù)。另外，實(shí)驗(yàn)教師也可以把學(xué)生針對視頻提出的問題加以匯總，并定期進(jìn)行視頻的更新和校對，為材料實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)的后期維護(hù)提供一定的數(shù)據(jù)支撐和幫助。

4 結(jié)束語

以互聯(lián)網(wǎng)時代的優(yōu)勢為契機(jī)，將二維碼技術(shù)引入材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫的建設(shè)中，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與數(shù)字教學(xué)資源、信息化教學(xué)平臺等形成有機(jī)的關(guān)聯(lián)，可以充分發(fā)揮“三位一體”的立體化教學(xué)功能和“3A”的學(xué)習(xí)功能，將材料學(xué)院理論課與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力為目標(biāo)，充分體現(xiàn)“教”與“學(xué)”的有機(jī)結(jié)合，有效調(diào)動了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過程中的主動性和積極性，引導(dǎo)學(xué)生從被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，重視學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中 “教”與“學(xué)”的有的放矢，真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫開放共享的作用和功能，達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的目的。