二維碼在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

曲 典，劉志翔，李延玲，張智河，許莉莉

（首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，北京 100069）

二維碼在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

曲 典，劉志翔，李延玲，張智河，許莉莉*

（首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，北京 100069）

將二維碼技術(shù)引入醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以快速、有效獲取數(shù)字教學(xué)資源，大大提高演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，解決物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)脫節(jié)問題。

物理演示實(shí)驗(yàn)；二維碼；醫(yī)用物理學(xué)

物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)以理論為基礎(chǔ)，通過對實(shí)驗(yàn)儀器的演示和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析達(dá)到教學(xué)目的，是理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)的紐帶和橋梁。在醫(yī)學(xué)院校進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以直觀、生動(dòng)的方式幫助醫(yī)學(xué)生在獲得感性認(rèn)識基礎(chǔ)上理解抽象的物理概念和物理規(guī)律，同時(shí)激發(fā)了醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，對培養(yǎng)其理工素養(yǎng)發(fā)揮了重要作用。醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果直接影響著醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)效果[1]。

物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下問題：（1）較少的課時(shí)限制了學(xué)生對感興趣或綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的深入學(xué)習(xí)；（2）存在大量無法在理論課堂上進(jìn)行演示的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，導(dǎo)致物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)和醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)脫節(jié)；（3）學(xué)生在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)時(shí)只能憑空想象實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，大大影響了學(xué)習(xí)效果。

因此，本研究探索了基于互聯(lián)網(wǎng)平臺、移動(dòng)終端和二維碼技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式，嘗試讓學(xué)生通過手機(jī)準(zhǔn)確、便捷地查找自己想要獲取的知識，在任何時(shí)間和場所都能進(jìn)行有效的演示實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與學(xué)習(xí)，打破傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)教材、演示實(shí)驗(yàn)儀器與數(shù)字化教學(xué)資源的無縫銜接。

1 二維碼的特點(diǎn)及其在教學(xué)中的應(yīng)用

二維碼是一種具有可讀性的條碼，它使用若干與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何圖形來表示文字?jǐn)?shù)值信息，可通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識讀，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)處理。二維碼技術(shù)因其特有的便利性和優(yōu)勢，在多媒體教學(xué)中發(fā)揮重要作用[2]。

1.1 二維碼的特點(diǎn)

（1）可編碼范圍廣，信息容量大。通過不同類型的編碼能記錄文本、圖片、網(wǎng)址等信息，可容納兩千多個(gè)數(shù)字、五百多個(gè)漢字。

（2）使用范圍廣。二維碼可印刷在不同材質(zhì)的平面媒體上，也可以標(biāo)在實(shí)物上，因此大大增強(qiáng)了其流動(dòng)性，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。

（3）實(shí)用性強(qiáng)。通過免費(fèi)軟件即可進(jìn)行二維碼設(shè)計(jì)和制作，操作簡便。

（4）設(shè)備要求低。隨著移動(dòng)終端的普及和4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，只需要通過手機(jī)掃描就能在很短的時(shí)間內(nèi)獲取二維碼相關(guān)信息，方便快捷[3]。

建筑工程管理模式的創(chuàng)新是當(dāng)下企業(yè)制度改革發(fā)展的需要與前提。建筑工程管理在整體工程施工中起著決定性的作用，是工程施工與建筑企業(yè)之間的必然聯(lián)系，其中建筑工程管理對工程的施工進(jìn)度與施工質(zhì)量的影響頗大。現(xiàn)階段我國建筑企業(yè)由傳統(tǒng)的工程管理模式向現(xiàn)代化的管理模式逐漸轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代企業(yè)制度的改革與創(chuàng)新必須與時(shí)俱進(jìn)，緊跟時(shí)代發(fā)展潮流，在項(xiàng)目管理、施工管理與成本管理等諸多方面進(jìn)行創(chuàng)新與改革，為建筑企業(yè)的蓬勃發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，建筑工程管理模式的創(chuàng)新在整個(gè)企業(yè)制度改革中就凸顯必要[1]。

1.2 二維碼在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

近年來，由于智能手機(jī)在學(xué)生中的普及，如何引導(dǎo)學(xué)生利用移動(dòng)終端進(jìn)行課程學(xué)習(xí)已經(jīng)成為教學(xué)工作的突破點(diǎn)。喬憲武的問卷調(diào)查結(jié)果表明：相對于查找紙質(zhì)學(xué)習(xí)材料或與他人交流等手段，大學(xué)生更喜歡通過網(wǎng)絡(luò)獲取與課程相關(guān)的信息[4]。這反映出通過網(wǎng)絡(luò)獲取信息符合當(dāng)下大學(xué)生捕捉信息的習(xí)慣。二維碼技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用能極大地提高學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的效率。

在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，嘗試通過印刷到紙質(zhì)教材、添加到學(xué)校BB網(wǎng)絡(luò)平臺或者直接在實(shí)驗(yàn)儀器中嵌入二維碼等多種途徑，將能鏈接到實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的二維碼提供給學(xué)生。學(xué)生可以在理論學(xué)習(xí)或者演示實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)過程中，利用手機(jī)等移動(dòng)終端自帶的二維碼解碼軟件掃描獲取演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)視頻、操作要點(diǎn)和學(xué)習(xí)指導(dǎo)等教學(xué)資源，并通過掃碼完成教學(xué)反饋，實(shí)現(xiàn)與教師的互動(dòng)（見圖1）。

因此，通過二維碼可以建立實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的儀器設(shè)備、數(shù)字化教學(xué)資源與學(xué)生學(xué)習(xí)之間的橋梁，使得演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)不必局限在規(guī)定課時(shí)、固定實(shí)驗(yàn)室或者課堂，學(xué)生可以在任意時(shí)間和地點(diǎn)結(jié)合教師的講解與學(xué)習(xí)指導(dǎo)進(jìn)行高效演示實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

1.3 二維碼在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的意義

1.3.1 提高物理演示實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)效果 預(yù)習(xí)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，不能進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)必然會(huì)影響教學(xué)效果。但學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)還沒進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室接觸實(shí)驗(yàn)器材，所以只能憑空想象實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)和儀器使用方法，造成預(yù)習(xí)效果差。利用二維碼技術(shù)學(xué)生可以很便捷地獲取實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)物介紹、操作視頻以及實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要點(diǎn)等學(xué)習(xí)資源，大大提高了預(yù)習(xí)效果。

圖1 二維碼在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.3.2 有效解決物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)脫節(jié)問題 物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，大量的理論研究都基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，在醫(yī)學(xué)院校開設(shè)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)對醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)有著重要作用。由于受到醫(yī)用物理學(xué)學(xué)時(shí)不足以及存在大量無法在理論課堂上進(jìn)行演示的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等客觀因素影響，演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期處于與醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)脫節(jié)狀態(tài)。制作物理演示實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的教學(xué)視頻并存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生可以在上課或自習(xí)時(shí)通過二維碼獲取演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)。二維碼技術(shù)有效解決了演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)脫節(jié)問題。

1.3.3 二維碼在學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮重要作用 學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中一般采用即學(xué)即用的靈活方式，但是在當(dāng)今信息大爆炸時(shí)代，學(xué)習(xí)的導(dǎo)向性決定了信息獲取的有效性。物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及很多有針對性的操作，由于學(xué)生掌握知識能力和操作水平的差異，造成學(xué)習(xí)難點(diǎn)分散。通過教學(xué)設(shè)計(jì)將知識點(diǎn)、操作要點(diǎn)分類，將二維碼印刷在教材相應(yīng)位置，方便學(xué)生查找。二維碼技術(shù)能幫助學(xué)生高效查找信息，在自主學(xué)習(xí)中發(fā)揮很好的導(dǎo)向作用，提高學(xué)習(xí)效率。

2 基于二維碼技術(shù)的醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

2.1 教學(xué)資源的設(shè)計(jì)

依托演示實(shí)驗(yàn)教改項(xiàng)目我們進(jìn)行了醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)資源庫建設(shè)。為了輔助醫(yī)用物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，針對演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，制作了能幫助學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)操作視頻等數(shù)字化教學(xué)資源。

根據(jù)醫(yī)用物理學(xué)理論教學(xué)要求選取服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)的學(xué)習(xí)資源，按照知識點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)對數(shù)字教學(xué)資源進(jìn)行分類、整理和修改，以此建立教學(xué)資源與相關(guān)知識點(diǎn)的對應(yīng)。同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要點(diǎn)進(jìn)行視頻分解，將教學(xué)視頻變成便于學(xué)生觀看學(xué)習(xí)的短視頻，確保學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中可以準(zhǔn)確、高效獲取信息。設(shè)計(jì)科學(xué)合理的調(diào)查問卷，進(jìn)行教學(xué)反饋及與教師實(shí)時(shí)交流。

2.2 教學(xué)二維碼的制作

通過免費(fèi)的二維碼管理平臺可直接制作存儲(chǔ)教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)物介紹、學(xué)習(xí)指導(dǎo)等教學(xué)資源的二維碼，也可以將演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)短視頻存儲(chǔ)在優(yōu)酷等網(wǎng)絡(luò)平臺，通過二維碼生成軟件制作記錄網(wǎng)址信息的二維碼。現(xiàn)有二維碼生成軟件操作便捷，方便教師應(yīng)用，這也保證了二維碼技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。由于二維碼可印刷在不同材質(zhì)的平面媒體上，因此可將制作的二維碼通過上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺、印刷在紙質(zhì)教材或者標(biāo)在實(shí)驗(yàn)裝置上等多種途徑提供給學(xué)生。

2.3 基于二維碼的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用實(shí)例

我校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要分為兩部分：實(shí)驗(yàn)室演示教學(xué)和醫(yī)用物理學(xué)理論課堂演示教學(xué)。同時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)室對中小學(xué)開放，承擔(dān)一部分社會(huì)科普教學(xué)工作。

下面以“流體運(yùn)動(dòng)”部分的伯努利方程講授為例，介紹基于二維碼的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。

伯努利方程是流體動(dòng)力學(xué)的基本方程，在流體力學(xué)中起著基石作用，也是醫(yī)學(xué)生需要重點(diǎn)掌握的知識點(diǎn)。其教學(xué)具有一定難度，如果單從理論推導(dǎo)醫(yī)學(xué)生很難理解。因此在進(jìn)行伯努利方程教學(xué)時(shí)從它在生活中的應(yīng)用入手，通過演示實(shí)驗(yàn)“飛機(jī)升力產(chǎn)生”讓學(xué)生對“流動(dòng)對壓力的影響”產(chǎn)生直觀認(rèn)識。教學(xué)過程中教師會(huì)將該演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)操作視頻通過二維碼提供給學(xué)生，方便學(xué)生獲取教學(xué)資源。由于學(xué)生通過視頻直觀地看到空氣的流動(dòng)對壓強(qiáng)的影響，因此很容易理解伯努利方程的物理學(xué)含義。二維碼技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了體積較大的演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的隨堂演示，很好地解決了理論與演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)問題。

3 結(jié)論

二維碼技術(shù)在醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，使得學(xué)生能在任意時(shí)間和地點(diǎn)通過移動(dòng)終端掃描二維碼獲取演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)資源，有效完成演示實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)效率，解決了理論教學(xué)和演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)問題。同時(shí)因演示實(shí)驗(yàn)室對社會(huì)開放，便捷的教學(xué)資源獲取方式極大地提升了社會(huì)教育效益。

[1]陳征，王玉鳳，趙紅娥，等.大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)工作的新思路、新進(jìn)展[J].物理與工程，2014，24（3）：18-20.

[2]周娣.淺談二維碼的應(yīng)用[J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（2）：62-64.

[3]錢鵬.二維碼技術(shù)在高校多媒體教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（4）：255-261.

[4]喬憲武.二維碼在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理實(shí)驗(yàn)，2015，35（5）：16-18.

[5]曲典，劉志翔.醫(yī)學(xué)院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索和實(shí)踐[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2014，32（1）：127-128.

（*通訊作者：許莉莉）

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B

1671-1246（2017）01-0041-02

注：本文系首都醫(yī)科大學(xué)校長基金項(xiàng)目（2016JS06）