二維碼技術(shù)支持的中學(xué)生物學(xué)教學(xué)活動(dòng)模式探索和思考

嚴(yán)黎煒

摘 要 二維碼技術(shù)支持的教學(xué)活動(dòng)已越來(lái)越多，如何發(fā)揮它在中學(xué)生物教學(xué)活動(dòng)中的作用，是值得研究的問題。本文以案例為驅(qū)動(dòng)，對(duì)其多種模式進(jìn)行探索和思考，幫助學(xué)生在各類情境中主動(dòng)探索，從而完成知識(shí)的建構(gòu)。

關(guān)鍵詞 二維碼 信息技術(shù) 生物學(xué)教學(xué) 活動(dòng)模式

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 二維碼運(yùn)用于教育領(lǐng)域是時(shí)代的趨勢(shì)

二維碼以其載體靈活、形式簡(jiǎn)便和信息傳遞快等優(yōu)點(diǎn)已然成為人們常用的一種信息交流方式，如掃二維碼騎共享單車，掃二維碼下載軟件等。它信息容量大，信息密度高，編碼能力強(qiáng)，可以對(duì)文字、照片、指紋、聲音和視頻等信息進(jìn)行編碼；且容易印制，成本低廉，糾錯(cuò)能力強(qiáng)。只需要利用安裝有相應(yīng)掃碼軟件的智能終端，如手機(jī)等，便可獲取二維碼背后的信息。國(guó)內(nèi)外的教育專家們也開始聚集于二維碼在教育領(lǐng)域中的運(yùn)用，將其作為連結(jié)真實(shí)物理世界與虛擬數(shù)字資源的橋梁。目前高校已經(jīng)將二維碼運(yùn)用于答題或者簽到等日常教育、教學(xué)和管理中，中學(xué)也在積極利用二維碼探索各種實(shí)踐課程教學(xué)模式，如植物的鑒別、模擬傷口處理和包扎等。

2 二維碼的定義及優(yōu)勢(shì)

（1） “二維碼”是用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維平面上分布的黑白相間的圖形，包括許多類型，如堆疊式二維碼、矩陣式二維碼，常見碼制有Data Matrix、QR Code、Vericode、PDF417、Ultracode、Code 16K 等。下面所指的二維碼是目前生活中最常見的二維碼，即基于手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的QR Code。嚴(yán)格意義上說(shuō)，這一技術(shù)的支撐主要包括手機(jī)等智能移動(dòng)設(shè)備終端、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及二維碼的生成與識(shí)別等技術(shù)。

（2） “二維碼”QR Code的優(yōu)勢(shì)：

① 信息容量大。一個(gè)QR Code 最多可持有7 089數(shù)字字符，4 296個(gè)字母字符，2 953個(gè)二進(jìn)制字節(jié)，1 817個(gè)漢字字符。QR Code的數(shù)據(jù)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他二維碼，以便于課堂內(nèi)外交流更多的信息。

② QR Code的容錯(cuò)能力強(qiáng)。采取二進(jìn)制0和1進(jìn)行編碼，利用定位圖案進(jìn)行定位；在被扭曲或者部分缺失的情況下依然可以進(jìn)行掃描，因此初中乃至小學(xué)生都可以輕松掌握掃描技巧。

③ QR Code的數(shù)據(jù)可加密，支持多種語(yǔ)言。它提供嵌入代碼信息保密協(xié)議，數(shù)據(jù)可以很容易地加密，還可以處理各種不同的語(yǔ)言，以便于教育界的國(guó)際交流。

④ 制作成本低廉，讀取設(shè)備普及。QR Code的制作軟件在互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)試用，其讀取也不需要專業(yè)的讀碼器，配備了攝像頭的智能移動(dòng)終端，如手機(jī)、Pad和平板電腦等都可以，是師生們都能用得上的技術(shù)。

3 二維碼運(yùn)用于中學(xué)生物課堂教學(xué)的常見模式探索

3.1 拓展課、興趣課常用鏈接模式

此模式比較初級(jí)，往往適合于教師展示使用，如“上海常見生物”拓展課。以前教師講到“中華絨螯蟹”主題時(shí)，如要將相關(guān)“大閘蟹”網(wǎng)站上生活周期等相關(guān)學(xué)習(xí)資料給學(xué)生看，則需要重新建立鏈接或者下載制作PPT?，F(xiàn)在，教師可以在上課前直接利用火狐、360瀏覽器等的工具欄中央的二維碼小圖標(biāo)來(lái)生成一個(gè)二維碼。教師將這個(gè)二維碼放到自己上課的PPT相關(guān)位置上，學(xué)生使用手機(jī)掃描二維碼，就可以看到網(wǎng)站上面的內(nèi)容，大大提高了知識(shí)的容量，也增加了互動(dòng)性。雖然目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多教師嘗試?yán)枚S碼來(lái)輔助上課，但在模式上，由于中學(xué)常規(guī)基礎(chǔ)課時(shí)的限制，以及學(xué)生不允許隨意使用手機(jī)等管理問題。二維碼往往就跟上述模式一樣，變成了一個(gè)超級(jí)鏈接。如何發(fā)揮它在生物學(xué)教學(xué)上的真正作用，值得教師進(jìn)一步探索。

3.2 復(fù)合型學(xué)習(xí)材料探究式學(xué)習(xí)模式

教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，進(jìn)行二維碼復(fù)合學(xué)習(xí)材料的制作，幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，獲取更多學(xué)習(xí)資源、鞏固學(xué)習(xí)效果?，F(xiàn)有的紙質(zhì)教材或?qū)W習(xí)材料往往是線性的，且知識(shí)點(diǎn)有一定的封閉性，將二維碼與之整合，可以形成基于二維碼的復(fù)合型學(xué)習(xí)材料。二維碼可將教材上的知識(shí)點(diǎn)從內(nèi)容的深度和廣度進(jìn)行拓展，此類材料易制作、成本低、可以多次編輯。復(fù)合型學(xué)習(xí)材料探究式學(xué)習(xí)模式，改變了生物教材的封閉單一性，如細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、有絲分裂、神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)等知識(shí)，用文本與圖像的單一呈現(xiàn)不利于發(fā)展學(xué)生的形象思維。針對(duì)一些適合學(xué)生自主探究的主題，教師可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的二維碼復(fù)合學(xué)習(xí)材料，開展一些合理的探究活動(dòng)，讓學(xué)生在自由探索中發(fā)散思維。具體模式圖如圖1所示。

將二維碼復(fù)合學(xué)習(xí)材料引入中學(xué)生物課堂，讓學(xué)生在課堂上開展探究式學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了探究活動(dòng)的整體連貫性也讓學(xué)生的體驗(yàn)更深入。此類模式也適合于預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，可增強(qiáng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與個(gè)性化。當(dāng)學(xué)生對(duì)當(dāng)前內(nèi)容已經(jīng)理解，或者順利開展，學(xué)生還可以有選擇地進(jìn)行知識(shí)擴(kuò)充，以強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的記憶。

3.3 實(shí)驗(yàn)課探究式學(xué)習(xí)模式

一般地，在顯微鏡中的圖像不需要任何工具，直接用手機(jī)就可以拍攝，只要將手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)目鏡即可。接著利用手機(jī)將拍攝好的圖像上傳至電腦，使用在線“草料二維碼生成器”，郵箱注冊(cè)賬號(hào)后即可上傳本地圖片快速在線生成二維碼，將圖片保存至手機(jī)，學(xué)生便可繼續(xù)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)；也可將拍攝好的圖片和視頻分類存入網(wǎng)絡(luò)云盤，將云盤地址制成相應(yīng)二維碼，學(xué)生掃描即可獲取地址，便于學(xué)生在手機(jī)上觀看到清晰的圖片。在一定程度上解決了目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的多媒體顯示模糊，學(xué)生無(wú)法清楚觀看到現(xiàn)象的問題；另外，學(xué)生沉重可以重溫重要實(shí)驗(yàn)知識(shí)，如觀察牛蛙的脊髓反射實(shí)驗(yàn)、微生物接種和培養(yǎng)等，更方便有趣，免去重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟的麻煩。

教師可以將實(shí)驗(yàn)課跟復(fù)合型學(xué)習(xí)材料探究式學(xué)習(xí)模式相結(jié)合，如高中觀察牛蛙的脊髓反射實(shí)驗(yàn)。事先將各個(gè)重要步驟的解釋做成視頻，然后發(fā)下預(yù)習(xí)學(xué)案，將重要的步驟寫在第一欄；第二欄配上二維碼，學(xué)生如果不明白就可以掃描二維碼進(jìn)行學(xué)習(xí)；第三欄則留空白作為學(xué)生實(shí)際操作中遇到的問題或者實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師再發(fā)復(fù)習(xí)學(xué)案，每一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也配二維碼發(fā)給學(xué)生。學(xué)生可以將自己的實(shí)驗(yàn)跟視頻進(jìn)行比對(duì)，看效果是否一致。教師也可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將學(xué)生做得好的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果拍下，制成二維碼與所有學(xué)生共享，這樣實(shí)際教學(xué)效果更佳。初中很多學(xué)校已經(jīng)嘗試了觀察鯽魚的解剖等實(shí)驗(yàn)，均取得不錯(cuò)效果。值得提醒的是，如果是探究實(shí)驗(yàn)，不應(yīng)事先告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，否則就失去了探究實(shí)驗(yàn)的意義。二維碼的價(jià)值在于幫助學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，而不是代替學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。

3.4 增強(qiáng)型學(xué)習(xí)環(huán)境模式

增強(qiáng)型學(xué)習(xí)環(huán)境模式是指在原有物理學(xué)習(xí)環(huán)境（即現(xiàn)實(shí)的實(shí)體學(xué)習(xí)環(huán)境）的基礎(chǔ)上，利用二維碼的媒介作用將物理學(xué)習(xí)環(huán)境與數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境相連接，教師可以根據(jù)真實(shí)情境進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)指導(dǎo)的設(shè)計(jì)，用移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行資源或指導(dǎo)幫助信息的推送，規(guī)劃學(xué)生課外探究學(xué)習(xí)的路徑，幫助其實(shí)現(xiàn)有意義的探究學(xué)習(xí)。

在高中階段，該模式可以用于植物物種多樣性的調(diào)查，在校園或公園草地和小樹林區(qū)選定樣方地或在教學(xué)樓的南面和北面，根據(jù)植物密度確定樣方面積，在不同地點(diǎn)設(shè)置二維碼，提醒學(xué)生注意安全、調(diào)查方法和各個(gè)區(qū)域面積等各種實(shí)用信息。此外，能用于情境感知的資源推送，例如初中校園植物觀察等探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)，可事先發(fā)動(dòng)學(xué)生在需要觀察的植物上粘貼二維碼，學(xué)生在觀察時(shí)掃描二維碼即可獲得與此植物相關(guān)的數(shù)字資源，如詳細(xì)的植物文字介紹、圖片或者視頻。二維碼資源中還可以包含教師對(duì)于學(xué)生探究的指引，例如提示學(xué)生注意觀察葉子邊緣的鋸齒，或是詳細(xì)的語(yǔ)音講解不同植物的生長(zhǎng)環(huán)境等幫助學(xué)生充分學(xué)習(xí)。二維碼資源能增強(qiáng)探究學(xué)習(xí)的趣味性與主動(dòng)性，例如在初中學(xué)習(xí)昆蟲的生存環(huán)境中，可以設(shè)計(jì)幫助小昆蟲找房子的主題故事，在野外昆蟲常出現(xiàn)地點(diǎn)粘貼二維碼，學(xué)生掃描后可以獲取相關(guān)學(xué)習(xí)提示。教師還能利用二維碼規(guī)劃課外實(shí)習(xí)等學(xué)習(xí)路徑，使學(xué)生有針對(duì)地學(xué)習(xí)，避免學(xué)習(xí)的盲目與偏航。學(xué)生在課外的活動(dòng)中，以主動(dòng)掃碼來(lái)獲取資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，其參與度與活躍度大大提升。具體模式圖如圖2所示。

目前已經(jīng)有專門的公司開發(fā)了集微課錄制、截圖標(biāo)注和二維碼生成于一體的投影展臺(tái)，不僅小巧如臺(tái)燈，價(jià)格也只相當(dāng)于一個(gè)普通手機(jī)，可見將來(lái)二維碼的使用將越來(lái)越普及和便捷。學(xué)生對(duì)于二維碼技術(shù)支持的各類學(xué)習(xí)熱情高漲，但如果沒有合理的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)支撐，則容易停留在參觀與瀏覽的層面。因此，如何利用二維碼技術(shù)輔助生物課內(nèi)教學(xué)和課外探究式活動(dòng)，幫助學(xué)生在各類情境中主動(dòng)探索完成知識(shí)的建構(gòu)，需要更多的實(shí)踐和研究。信息技術(shù)終究是技術(shù)，如何使用就看師生們的智慧了。

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