二維碼在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中的應用

曲 典，劉志翔，李延玲，張智河，許莉莉

（首都醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程學院，北京 100069）

二維碼在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中的應用

曲 典，劉志翔，李延玲，張智河，許莉莉*

（首都醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程學院，北京 100069）

將二維碼技術引入醫(yī)學院校物理演示實驗教學，學生可以快速、有效獲取數(shù)字教學資源，大大提高演示實驗教學效率，解決物理演示實驗教學與醫(yī)用物理學理論教學脫節(jié)問題。

物理演示實驗；二維碼；醫(yī)用物理學

物理演示實驗教學以理論為基礎，通過對實驗儀器的演示和實驗現(xiàn)象的分析達到教學目的，是理論聯(lián)系實驗的紐帶和橋梁。在醫(yī)學院校進行物理演示實驗教學，以直觀、生動的方式幫助醫(yī)學生在獲得感性認識基礎上理解抽象的物理概念和物理規(guī)律，同時激發(fā)了醫(yī)學生學習物理的興趣，對培養(yǎng)其理工素養(yǎng)發(fā)揮了重要作用。醫(yī)學院校物理演示實驗教學效果直接影響著醫(yī)用物理學理論教學效果[1]。

物理演示實驗教學存在以下問題：（1）較少的課時限制了學生對感興趣或綜合性實驗項目的深入學習；（2）存在大量無法在理論課堂上進行演示的實驗項目，導致物理演示實驗教學和醫(yī)用物理學理論教學脫節(jié)；（3）學生在進行演示實驗預習和學習時只能憑空想象實驗裝置與實驗操作環(huán)節(jié)，大大影響了學習效果。

因此，本研究探索了基于互聯(lián)網(wǎng)平臺、移動終端和二維碼技術的移動學習模式，嘗試讓學生通過手機準確、便捷地查找自己想要獲取的知識，在任何時間和場所都能進行有效的演示實驗預習與學習，打破傳統(tǒng)演示實驗教學時間和空間的限制，實現(xiàn)紙質教材、演示實驗儀器與數(shù)字化教學資源的無縫銜接。

1 二維碼的特點及其在教學中的應用

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

1.1 二維碼的特點

（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，可容納兩千多個數(shù)字、五百多個漢字。

（2）使用范圍廣。二維碼可印刷在不同材質的平面媒體上，也可以標在實物上，因此大大增強了其流動性，擴大了應用領域。

（3）實用性強。通過免費軟件即可進行二維碼設計和制作，操作簡便。

（4）設備要求低。隨著移動終端的普及和4G網(wǎng)絡的覆蓋，只需要通過手機掃描就能在很短的時間內(nèi)獲取二維碼相關信息，方便快捷[3]。

建筑工程管理模式的創(chuàng)新是當下企業(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度與施工質量的影響頗大?，F(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變，現(xiàn)代企業(yè)制度的改革與創(chuàng)新必須與時俱進，緊跟時代發(fā)展潮流，在項目管理、施工管理與成本管理等諸多方面進行創(chuàng)新與改革，為建筑企業(yè)的蓬勃發(fā)展打下堅實基礎。因此，建筑工程管理模式的創(chuàng)新在整個企業(yè)制度改革中就凸顯必要[1]。

1.2 二維碼在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中的應用

近年來，由于智能手機在學生中的普及，如何引導學生利用移動終端進行課程學習已經(jīng)成為教學工作的突破點。喬憲武的問卷調查結果表明：相對于查找紙質學習材料或與他人交流等手段，大學生更喜歡通過網(wǎng)絡獲取與課程相關的信息[4]。這反映出通過網(wǎng)絡獲取信息符合當下大學生捕捉信息的習慣。二維碼技術在教學領域的應用能極大地提高學生利用網(wǎng)絡進行學習的效率。

在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中，嘗試通過印刷到紙質教材、添加到學校BB網(wǎng)絡平臺或者直接在實驗儀器中嵌入二維碼等多種途徑，將能鏈接到實驗教學資源的二維碼提供給學生。學生可以在理論學習或者演示實驗預習、學習過程中，利用手機等移動終端自帶的二維碼解碼軟件掃描獲取演示實驗項目的教學視頻、操作要點和學習指導等教學資源，并通過掃碼完成教學反饋，實現(xiàn)與教師的互動（見圖1）。

因此，通過二維碼可以建立實驗室內(nèi)的儀器設備、數(shù)字化教學資源與學生學習之間的橋梁，使得演示實驗教學不必局限在規(guī)定課時、固定實驗室或者課堂，學生可以在任意時間和地點結合教師的講解與學習指導進行高效演示實驗學習。

1.3 二維碼在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中應用的意義

1.3.1 提高物理演示實驗的預習效果 預習是物理實驗教學中一個必不可少的環(huán)節(jié)，不能進行有效的實驗預習必然會影響教學效果。但學生在預習時還沒進入實驗室接觸實驗器材，所以只能憑空想象實驗操作環(huán)節(jié)和儀器使用方法，造成預習效果差。利用二維碼技術學生可以很便捷地獲取實驗裝置的實物介紹、操作視頻以及實驗預習要點等學習資源，大大提高了預習效果。

圖1 二維碼在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中的應用

1.3.2 有效解決物理演示實驗教學與醫(yī)用物理學理論教學脫節(jié)問題 物理是一門以實驗為基礎的學科，大量的理論研究都基于實驗現(xiàn)象的分析，在醫(yī)學院校開設物理演示實驗教學對醫(yī)用物理學理論教學有著重要作用。由于受到醫(yī)用物理學學時不足以及存在大量無法在理論課堂上進行演示的實驗項目等客觀因素影響，演示實驗教學長期處于與醫(yī)用物理學理論教學脫節(jié)狀態(tài)。制作物理演示實驗儀器、實驗操作和實驗現(xiàn)象的教學視頻并存儲在網(wǎng)絡平臺，學生可以在上課或自習時通過二維碼獲取演示實驗教學視頻進行學習。二維碼技術有效解決了演示實驗教學與理論教學脫節(jié)問題。

1.3.3 二維碼在學生自主學習過程中發(fā)揮重要作用 學生在自主學習過程中一般采用即學即用的靈活方式，但是在當今信息大爆炸時代，學習的導向性決定了信息獲取的有效性。物理演示實驗教學涉及很多有針對性的操作，由于學生掌握知識能力和操作水平的差異，造成學習難點分散。通過教學設計將知識點、操作要點分類，將二維碼印刷在教材相應位置，方便學生查找。二維碼技術能幫助學生高效查找信息，在自主學習中發(fā)揮很好的導向作用，提高學習效率。

2 基于二維碼技術的醫(yī)學院校物理演示實驗教學探索

2.1 教學資源的設計

依托演示實驗教改項目我們進行了醫(yī)學院校物理演示實驗數(shù)字化教學資源庫建設。為了輔助醫(yī)用物理學理論和實驗教學，針對演示實驗教學內(nèi)容，制作了能幫助學生進行演示實驗學習的學習指導、實驗操作視頻等數(shù)字化教學資源。

根據(jù)醫(yī)用物理學理論教學要求選取服務于教學目標的學習資源，按照知識點和實驗操作要點對數(shù)字教學資源進行分類、整理和修改，以此建立教學資源與相關知識點的對應。同時，根據(jù)實驗教學要點進行視頻分解，將教學視頻變成便于學生觀看學習的短視頻，確保學生在自主學習過程中可以準確、高效獲取信息。設計科學合理的調查問卷，進行教學反饋及與教師實時交流。

2.2 教學二維碼的制作

通過免費的二維碼管理平臺可直接制作存儲教學課件、實驗裝置的實物介紹、學習指導等教學資源的二維碼，也可以將演示實驗教學短視頻存儲在優(yōu)酷等網(wǎng)絡平臺，通過二維碼生成軟件制作記錄網(wǎng)址信息的二維碼?，F(xiàn)有二維碼生成軟件操作便捷，方便教師應用，這也保證了二維碼技術在教學領域應用的可行性。由于二維碼可印刷在不同材質的平面媒體上，因此可將制作的二維碼通過上傳至網(wǎng)絡平臺、印刷在紙質教材或者標在實驗裝置上等多種途徑提供給學生。

2.3 基于二維碼的演示實驗教學應用實例

我校物理演示實驗教學主要分為兩部分：實驗室演示教學和醫(yī)用物理學理論課堂演示教學。同時，演示實驗室對中小學開放，承擔一部分社會科普教學工作。

下面以“流體運動”部分的伯努利方程講授為例，介紹基于二維碼的演示實驗教學過程。

伯努利方程是流體動力學的基本方程，在流體力學中起著基石作用，也是醫(yī)學生需要重點掌握的知識點。其教學具有一定難度，如果單從理論推導醫(yī)學生很難理解。因此在進行伯努利方程教學時從它在生活中的應用入手，通過演示實驗“飛機升力產(chǎn)生”讓學生對“流動對壓力的影響”產(chǎn)生直觀認識。教學過程中教師會將該演示實驗項目的學習指導和實驗操作視頻通過二維碼提供給學生，方便學生獲取教學資源。由于學生通過視頻直觀地看到空氣的流動對壓強的影響，因此很容易理解伯努利方程的物理學含義。二維碼技術的應用實現(xiàn)了體積較大的演示實驗項目的隨堂演示，很好地解決了理論與演示實驗教學脫節(jié)問題。

3 結論

二維碼技術在醫(yī)學院校物理演示實驗教學中的應用，使得學生能在任意時間和地點通過移動終端掃描二維碼獲取演示實驗項目的教學資源，有效完成演示實驗預習和學習，提高了教學效率，解決了理論教學和演示實驗教學脫節(jié)問題。同時因演示實驗室對社會開放，便捷的教學資源獲取方式極大地提升了社會教育效益。

[1]陳征，王玉鳳，趙紅娥，等.大學物理演示實驗工作的新思路、新進展[J].物理與工程，2014，24（3）：18-20.

[2]周娣.淺談二維碼的應用[J].山東輕工業(yè)學院學報，2011（2）：62-64.

[3]錢鵬.二維碼技術在高校多媒體教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2014，33（4）：255-261.

[4]喬憲武.二維碼在大學物理實驗教學中的應用[J].物理實驗，2015，35（5）：16-18.

[5]曲典，劉志翔.醫(yī)學院校物理演示實驗教學模式的探索和實踐[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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1671-1246（2017）01-0041-02

注：本文系首都醫(yī)科大學校長基金項目（2016JS06）