曲 典,刘志翔,李延玲,张智河,许莉莉
(首都医科大学生物医学工程学院,北京 100069)
二维码在医学院校物理演示实验教学中的应用
曲 典,刘志翔,李延玲,张智河,许莉莉*
(首都医科大学生物医学工程学院,北京 100069)
将二维码技术引入医学院校物理演示实验教学,学生可以快速、有效获取数字教学资源,大大提高演示实验教学效率,解决物理演示实验教学与医用物理学理论教学脱节问题。
物理演示实验;二维码;医用物理学
物理演示实验教学以理论为基础,通过对实验仪器的演示和实验现象的分析达到教学目的,是理论联系实验的纽带和桥梁。在医学院校进行物理演示实验教学,以直观、生动的方式帮助医学生在获得感性认识基础上理解抽象的物理概念和物理规律,同时激发了医学生学习物理的兴趣,对培养其理工素养发挥了重要作用。医学院校物理演示实验教学效果直接影响着医用物理学理论教学效果[1]。
物理演示实验教学存在以下问题:(1)较少的课时限制了学生对感兴趣或综合性实验项目的深入学习;(2)存在大量无法在理论课堂上进行演示的实验项目,导致物理演示实验教学和医用物理学理论教学脱节;(3)学生在进行演示实验预习和学习时只能凭空想象实验装置与实验操作环节,大大影响了学习效果。
因此,本研究探索了基于互联网平台、移动终端和二维码技术的移动学习模式,尝试让学生通过手机准确、便捷地查找自己想要获取的知识,在任何时间和场所都能进行有效的演示实验预习与学习,打破传统演示实验教学时间和空间的限制,实现纸质教材、演示实验仪器与数字化教学资源的无缝衔接。
二维码是一种具有可读性的条码,它使用若干与二进制相对应的几何图形来表示文字数值信息,可通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读,实现信息的自动处理。二维码技术因其特有的便利性和优势,在多媒体教学中发挥重要作用[2]。
1.1 二维码的特点
(1)可编码范围广,信息容量大。通过不同类型的编码能记录文本、图片、网址等信息,可容纳两千多个数字、五百多个汉字。
(2)使用范围广。二维码可印刷在不同材质的平面媒体上,也可以标在实物上,因此大大增强了其流动性,扩大了应用领域。
(3)实用性强。通过免费软件即可进行二维码设计和制作,操作简便。
(4)设备要求低。随着移动终端的普及和4G网络的覆盖,只需要通过手机扫描就能在很短的时间内获取二维码相关信息,方便快捷[3]。
建筑工程管理模式的创新是当下企业制度改革发展的需要与前提。建筑工程管理在整体工程施工中起着决定性的作用,是工程施工与建筑企业之间的必然联系,其中建筑工程管理对工程的施工进度与施工质量的影响颇大。现阶段我国建筑企业由传统的工程管理模式向现代化的管理模式逐渐转变,现代企业制度的改革与创新必须与时俱进,紧跟时代发展潮流,在项目管理、施工管理与成本管理等诸多方面进行创新与改革,为建筑企业的蓬勃发展打下坚实基础。因此,建筑工程管理模式的创新在整个企业制度改革中就凸显必要[1]。
1.2 二维码在医学院校物理演示实验教学中的应用
近年来,由于智能手机在学生中的普及,如何引导学生利用移动终端进行课程学习已经成为教学工作的突破点。乔宪武的问卷调查结果表明:相对于查找纸质学习材料或与他人交流等手段,大学生更喜欢通过网络获取与课程相关的信息[4]。这反映出通过网络获取信息符合当下大学生捕捉信息的习惯。二维码技术在教学领域的应用能极大地提高学生利用网络进行学习的效率。
在医学院校物理演示实验教学中,尝试通过印刷到纸质教材、添加到学校BB网络平台或者直接在实验仪器中嵌入二维码等多种途径,将能链接到实验教学资源的二维码提供给学生。学生可以在理论学习或者演示实验预习、学习过程中,利用手机等移动终端自带的二维码解码软件扫描获取演示实验项目的教学视频、操作要点和学习指导等教学资源,并通过扫码完成教学反馈,实现与教师的互动(见图1)。
因此,通过二维码可以建立实验室内的仪器设备、数字化教学资源与学生学习之间的桥梁,使得演示实验教学不必局限在规定课时、固定实验室或者课堂,学生可以在任意时间和地点结合教师的讲解与学习指导进行高效演示实验学习。
1.3 二维码在医学院校物理演示实验教学中应用的意义
1.3.1 提高物理演示实验的预习效果 预习是物理实验教学中一个必不可少的环节,不能进行有效的实验预习必然会影响教学效果。但学生在预习时还没进入实验室接触实验器材,所以只能凭空想象实验操作环节和仪器使用方法,造成预习效果差。利用二维码技术学生可以很便捷地获取实验装置的实物介绍、操作视频以及实验预习要点等学习资源,大大提高了预习效果。
图1 二维码在医学院校物理演示实验教学中的应用
1.3.2 有效解决物理演示实验教学与医用物理学理论教学脱节问题 物理是一门以实验为基础的学科,大量的理论研究都基于实验现象的分析,在医学院校开设物理演示实验教学对医用物理学理论教学有着重要作用。由于受到医用物理学学时不足以及存在大量无法在理论课堂上进行演示的实验项目等客观因素影响,演示实验教学长期处于与医用物理学理论教学脱节状态。制作物理演示实验仪器、实验操作和实验现象的教学视频并存储在网络平台,学生可以在上课或自习时通过二维码获取演示实验教学视频进行学习。二维码技术有效解决了演示实验教学与理论教学脱节问题。
1.3.3 二维码在学生自主学习过程中发挥重要作用 学生在自主学习过程中一般采用即学即用的灵活方式,但是在当今信息大爆炸时代,学习的导向性决定了信息获取的有效性。物理演示实验教学涉及很多有针对性的操作,由于学生掌握知识能力和操作水平的差异,造成学习难点分散。通过教学设计将知识点、操作要点分类,将二维码印刷在教材相应位置,方便学生查找。二维码技术能帮助学生高效查找信息,在自主学习中发挥很好的导向作用,提高学习效率。
2.1 教学资源的设计
依托演示实验教改项目我们进行了医学院校物理演示实验数字化教学资源库建设。为了辅助医用物理学理论和实验教学,针对演示实验教学内容,制作了能帮助学生进行演示实验学习的学习指导、实验操作视频等数字化教学资源。
根据医用物理学理论教学要求选取服务于教学目标的学习资源,按照知识点和实验操作要点对数字教学资源进行分类、整理和修改,以此建立教学资源与相关知识点的对应。同时,根据实验教学要点进行视频分解,将教学视频变成便于学生观看学习的短视频,确保学生在自主学习过程中可以准确、高效获取信息。设计科学合理的调查问卷,进行教学反馈及与教师实时交流。
2.2 教学二维码的制作
通过免费的二维码管理平台可直接制作存储教学课件、实验装置的实物介绍、学习指导等教学资源的二维码,也可以将演示实验教学短视频存储在优酷等网络平台,通过二维码生成软件制作记录网址信息的二维码。现有二维码生成软件操作便捷,方便教师应用,这也保证了二维码技术在教学领域应用的可行性。由于二维码可印刷在不同材质的平面媒体上,因此可将制作的二维码通过上传至网络平台、印刷在纸质教材或者标在实验装置上等多种途径提供给学生。
2.3 基于二维码的演示实验教学应用实例
我校物理演示实验教学主要分为两部分:实验室演示教学和医用物理学理论课堂演示教学。同时,演示实验室对中小学开放,承担一部分社会科普教学工作。
下面以“流体运动”部分的伯努利方程讲授为例,介绍基于二维码的演示实验教学过程。
伯努利方程是流体动力学的基本方程,在流体力学中起着基石作用,也是医学生需要重点掌握的知识点。其教学具有一定难度,如果单从理论推导医学生很难理解。因此在进行伯努利方程教学时从它在生活中的应用入手,通过演示实验“飞机升力产生”让学生对“流动对压力的影响”产生直观认识。教学过程中教师会将该演示实验项目的学习指导和实验操作视频通过二维码提供给学生,方便学生获取教学资源。由于学生通过视频直观地看到空气的流动对压强的影响,因此很容易理解伯努利方程的物理学含义。二维码技术的应用实现了体积较大的演示实验项目的随堂演示,很好地解决了理论与演示实验教学脱节问题。
二维码技术在医学院校物理演示实验教学中的应用,使得学生能在任意时间和地点通过移动终端扫描二维码获取演示实验项目的教学资源,有效完成演示实验预习和学习,提高了教学效率,解决了理论教学和演示实验教学脱节问题。同时因演示实验室对社会开放,便捷的教学资源获取方式极大地提升了社会教育效益。
[1]陈征,王玉凤,赵红娥,等.大学物理演示实验工作的新思路、新进展[J].物理与工程,2014,24(3):18-20.
[2]周娣.浅谈二维码的应用[J].山东轻工业学院学报,2011(2):62-64.
[3]钱鹏.二维码技术在高校多媒体教学中的应用[J].实验室研究与探索,2014,33(4):255-261.
[4]乔宪武.二维码在大学物理实验教学中的应用[J].物理实验,2015,35(5):16-18.
[5]曲典,刘志翔.医学院校物理演示实验教学模式的探索和实践[J].卫生职业教育,2014,32(1):127-128.
(*通讯作者:许莉莉)
G434
B
1671-1246(2017)01-0041-02
注:本文系首都医科大学校长基金项目(2016JS06)