二维码技术在高校物理学科的应用研究

陈艳芳 陈美坤 韦彩英 郑明艺

【摘要】随着信息社会的发展，二维码技术作为全新的自动识别技术，因其不可替代的功能和优势越来越多地应用于生活的方方面面。随着教育教学的改革创新，旨在将二维码技术引进高校教育中，研究二维码技术在学校教育教学领域对学生学习、生活以及自身发展的影响，对学校教育教学改革创新的影响，对学校持续发展的影响。根据我校实际教学情况，通过发放调查问卷以及随堂跟踪教学，调查我校学生在物理实验上的教与学情况。为我校的物理教学提供创新方式，并研究如何通过二维码技术为我校的物理教学提高教学质量。

【关键词】二维码 教育教学 创新方式

【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）02-0026-02

引言

2017年“两会”中教育部强调高校授课方式的改革，力荐围绕线上线下开展，线上运用好网络和信息化手段。现如今，智能手机已经能很好地结合图像识别技术、图像二值化加密解密技术对二维码进行扫描识别，手机和二维碼已经融入到学生生活的方方面面，可以说它们已经成为人们生活的必需品了。二维码具有信息容量大、编码范围广、容错能力强、译码可靠性高、成本低，制作简单，持久耐用等优点，被广泛应用于日常生活学习中。将二维码技术引入学校教育教学中，顺应教育的改革创新，对教师的教与学生的学都进行了改革，在教与学的过程当中，教师提供二维码，学生通过扫一扫二维码就能够进行拓展知识，查找资料，网上学习等。学生在学习过程中遇到的难题，可以通过扫一扫二维码进行解答。二维码技术在高校教育教学领域中的应用，开创出一种新型的教与学模式，教师在授课过程中越来越轻松，学生在学习知识的中会更加自主。为探究二维码授课的成效，本文从自身学校的特点和实际情况出发，围绕二维码技术应用于高校物理实验教学进行针对性的调查研究。

一、研究设计

本文提出的物理实验改革设计方案将二维码技术这种新的教学模式与传统教学相结合，创造了一种新的教学模式：“二维码技术+师生互动+面授”。探究的主要过程是：

第一，课前，采用二维码与传统实验指导卡结合制作出一份有二维码的实验指导卡，再制作一份无二维码的实验指导卡。

第二，课堂上进行分组教学，有二维码实验指导卡的小组，学生通过观看实验步骤视频演示进行学习，老师不再进行实验原理的讲解以及操作部分的演示，而只进行答疑解惑，实现一对一的指导，协作学生完成实验，培养学生的独立探索能力。无二维码实验指导卡的小组，将使用传统的面授型教学。

第三，课后，学生完成数据的分析和提交实验报告。

第四，测验，没有书本和实验指导卡的前提下，通过测试来体现学生的学习质量。

第五，问卷调查，统计数据，分析结果。

二、调查对象和方法

1.调查方法采用跟踪调查与问卷调查相结合。

追踪调查法是对某一调查对象长期连续不断地跟踪调查。用这一方法可以获取学生学习的动态信息，把握、分析其内在运动规律性，克服一般调查方法的静态性，可以验证以往调查的准确性，了解决策实施情况，提供反馈信息，修改和完善决策。问卷调查是一种发掘事实现况的研究方式，最大的目的是搜集，累积某一目标族群的各项科学教育属性的基本资料，可分为描述性研究及分析性研究两大类。

2.调查对象为大二年级物理学专业学生，共99人，男女比例基本均衡。共发放问卷99份，回收有效问卷共82份。

3.调查内容包括问卷、课堂表现和测验。问卷立足于学生的实际情况，设计了30道问题，了解学生在实验过程中遇到的问题和实际感受。

部分问卷内容和数据统计情况如下图所示：

经过问卷数据分析，将二维码的优势与物理实验教学进行结合，有利于提高学生的动手能力和合作能力。但也还存在一些学生因为担心个人信息泄露而拒绝使用，加上教室的无线网络暂时还没全覆盖，一定程度上影响了教学效果。然而在本次问卷中也收集到其他很多有利信息，协助我们在后面实施过程当中避免很多不必要的麻烦。

三、二维码技术在物理学科教学中的研究现状

1.传统的物理实验教学方式

普通物理实验是高校物理学科学生的必修基础课程之一，普通物理实验不但让学生所学知识能够理论联系实际，而且对于培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力以及创新能力都有重要的作用。传统高校的物理实验课的教学形式主要是：学生提前预习好主要知识点，正式上课的时主要由教师先操作演示一遍，接着由学生分组进行操作实验步骤，记录所测得的数据，课后完成实验报告，再上交给教师进行评分。这样的教学模式主要存在的问题有：实验教学手段落后单一，教师需要对所教的班级所教的实验课都亲自演示一遍，跟不上时代发展的步伐，现代化教学技术应用不足，不利于培养学生的自主性能力和创新性能力。因此，教育教学迫切需要改革创新，以激发学生的学习兴趣，增强动手能力和创新能力，提高教学质量，是目前高校物理实验教学亟待解决的问题。

2.二维码技术与物理实验教学的融合与创新

近年来随着通信技术和互联网的飞速发展，二维码技术引起越来越多的研究学者和机构的关注。随着教育教学创新改革的步伐，二维码已经渐渐应用于各行各业中。如果将二维码引进高校物理实验的教学教育活动中，学生可以通过扫二维码，获得二维码中存储的数据，实现快速链接到相应的所需资料，有利于学生进行分散式网络自主学习，增强学生的自主学习、情景学习、协作学习效果以及提供了便捷，实现教育教学多元化、紧跟时代的步伐，促进教育改革。

（1）二维码技术与物理实验的融合

随着信息社会的发展，二维码技术作为全新的自动识别技术，因其不可替代的功能和优势越来越多地应用于生活的方方面面。普通物理实验教学在高校的重要性与二维码技术的独特风格融合在一起，将实验过程中需要接触到的实验操作原理、实验仪器设备、实验操作步骤、具体注意事项、数据处理和事先拍摄好的视频操作讲解放进二维码的活码中，整理制作出实验指导卡，学生可根据实验指导卡进行自主性探究学习，做到以学生自主学习为主，教师辅导为辅的教学模式。二维码技术与物理实验的融合在一起进行教学，有利于学生进行分散式网络自主学习，增强学生的自主学习、情景学习、协作学习效果，实现教育教学多元化、紧跟时代的步伐，促进教育改革。随着教育教学的改革创新，将二维码技术引进高校教育中，旨在研究二维码技术在学校教育教学领域对学生学习、生活以及自身发展的影响，对学校教育教学改革创新的影响，对学校持续发展的影响。

（2）二维码技术在物理实验中的创新

将二维码应用于学校教育教学中，与以往相比发生了很大的变化。在课堂教学中，学生用手机扫一扫教师课件中提供的二维码就能够获取所需要学习的知识点的扩展及解释，或者一段相关知识点的视频，达到线上线下同步学习的效果；学生用手机扫一扫学习中使用到的设备仪器中提供的二维码，可以得到仪器的使用步骤及仪器操作说明、实验过程中遇到的一些普遍性问题的解决方案、研究的目的与意义等，在实验教学中让学生通过情景学习、自主学习以及协作学习，使之对学习更感兴趣，获取更多的知识。在课后学习中，学生用手机扫一扫教师提供的二维码，可以接收老师安排的作业以及提供的参考资料，学习视频，让学生进行分散式网络自主学习，达到学习效果最优化。

四、总结与展望

针对目前大学物理实验教学存在的问题，本文围绕二维码技术应用于高校物理实验教学进行针对性的调查研究。该改革方案主要的工作有三部分：第一，将实验教学的指导思想转变为以学生学习为主，教师指导为辅；第二，将二维码这种新的教学模式与传统教学相融合，实现了一种新的教学模式：“二维码技术+师生互动+面授”；第三，实现了简单实用的微课视频，并搭建了实验教学互动平台以及测试系统。

该改革方案经过在本校实验教学中应用，得到了学校老师和学生的欢迎，提高了大学物理实验课的效率。使得大学物理实验的教学模式更加合理，注重学生在学习过程中的自主性和创新性。这次改革收到了如下三大效果：第一，学生的学习积极性提高了，在课堂上自主学习能力提高了；第二，二维码教学模式下，逐步改变“教与学”的关系，从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变；第三，互动环节加深了教师与学生以及生生之间的互动、交流。自主交流和互动，营造轻松愉快又具有吸引力的学习氛围和环境。不但激发了学生的学习兴趣，还培养了学生独立自主的学习能力和创新意识，取得了良好的教学效果。

总体效果来说还是可行的，但还受一些因素的制约：第一，教室的网络覆盖有限，不足以支撑所有学生同时使用；第二，实验室只在上课时间开放，学习时间受限；第三，实验仪器较陈旧，跟不上现代化的仪器设备。在未来假如能够解决这一硬件设施，并开放使用实验室，将会带来全新的实验课程学习。