《大學物理》教材中二維碼的 應用與設計研究

肖靜潔 諶宇 陳曙光

摘 要：文章針對目前二維碼教材使用中存在的不足，采用問卷調查法，面向剛修完《大學物理》課程的本科生，對教材中二維碼資源的使用情況與適用性進行了分析與研究，認為在設計二維碼教材時要注意三個方面問題：應按重要性安排各類二維碼資源（其中應以例題講解視頻資源為主）;嚴格把控二維碼資源的數量;注重二維碼資源的建設。研究為二維碼在教材中的優(yōu)化設計與制作提供了依據，使其能最大限度地在教育教學中發(fā)揮有效作用。

關鍵詞：二維碼教材;數字資源;大學物理;高等教育

中圖分類號：G436? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2019）24-0090-04

一、引言

教材是物化的教師，在教學過程中具有十分重要的地位，教材建設是教育領域中最基本的基礎建設[1]。然而，傳統的紙質教材形式單一、表現力弱，不能滿足學生的個性化需求;教學資源更新慢，無法適應現代社會的快速變化。隨著信息技術的發(fā)展，一種利用二維碼與移動信息技術，將數字資源嵌入紙質教材，使二者有機結合的新教材形態(tài)——二維碼教材，正在逐步成為課程教材的主流。二維碼教材充分利用網絡平臺，將部分動態(tài)過程、學習資料、視頻等通過二維碼接入網絡，學生可以根據二維碼實時查閱與學習;同時，還可以根據自己的實際需要，選用相應平臺的其他數字資源[2]。二維碼教材的出現不僅極大地豐富了教材的資源形式、實現了學習內容的延伸，同時給學習者營造出一種更自由便捷的學習環(huán)境[3]。大學課程內容多、難度大、變化快，二維碼與紙質教材的結合能在很大程度上契合這些特點，因此高等教育教材的建設也正在順應這一發(fā)展潮流。為了建設好新一代教材，提高教育教學效率，有必要對新形態(tài)教材中的二維碼資源類型、數量、分布、呈現位置等作理論分析與實證研究。

二、二維碼教材的特點

二維碼教材有如下特點與優(yōu)勢：①教輔合一且使用方便，新形態(tài)教材充分利用信息技術和數字資源，在不增加教材篇幅的條件下，對教學重點、難點、疑點進行全方位深度解析，學習者可以根據自身情況自主選擇，掃碼進入，開展學習，不受時間和空間的限制，具有極大的優(yōu)越性。②二維碼承載的資源種類豐富、形式多樣，與書本內容相輔相成，主要包括動畫演示、微課與慕課視頻、演示實驗、文檔資料、電子課件、復雜模型的動畫視頻講解等，通過形成直觀形象、把握動態(tài)過程、深刻理解重點、集中突破疑難，顯著降低學習難度，提升學習質量，增添學習的樂趣。③二維碼教材有助于實現課上課下聯動、傳統和現代融合的多維度、信息化、立體化教學模式[4]。④二維碼承載的資源還可隨時進行更新，形不變而神已變，不受印刷的限制。⑤二維碼教材可以提供大量習題供不同基礎的學生使用，并配有習題的參考答案、解題視頻，方便學習者進行進一步自我學習和檢測，同時還能減少紙質教輔資料的購買，更加環(huán)保。⑥傳統紙質教材傾向于單向向學習者傳輸知識，缺乏交互性，而二維碼教材可通過討論組的二維碼搭建供使用者交流和討論的橋梁，便于開展協作與探究學習，并且能對教材在使用中出現的問題作出及時有效的評價反饋。

盡管二維碼教材具有很多優(yōu)勢，但在實際使用過程中仍可能存在一些問題。首先是教材中嵌入的微課或慕課視頻錄像，其內容質量和時長如何把握值得研究，既要讓學生充分理解知識，又要避免過長導致學生難以專心看完[5]。其次，要注重數字資源的嵌入數量設計，應該依據哪些原則，什么數量才合適，避免過多或過少的問題，并且還需考慮占用學生課后時間、學生使用的意愿等問題。最后，還有二維碼資源的效率與效果問題，如何判斷哪些資源是最重要的和最有效的、哪些資源是學生最感興趣的。

三、二維碼教材的使用情況研究

考慮到對二維碼資源的類型、數量、設計、分布及使用等要求，本文選擇了由北京理工大學大學物理教學團隊編寫的含有二維碼學習資源的教材——《大學物理》[6]展開研究（高等教育出版社2017年出版，共四卷，該書二維碼數量門類基本齊全且豐富，以下簡稱《大學物理》）。通過制定相應的調查問卷，選取使用該教材的學生作為調查對象，目的是研究二維碼教材的使用情況以及存在的問題，為二維碼在教材中的優(yōu)化設計與制作提供依據，使其能最大限度地發(fā)揮有效作用。

1.《大學物理》二維碼數字資源分布情況

《大學物理》教材中以二維碼的形式嵌入了豐富的數字學習資源，學生可以利用智能手機掃描書本相應位置的二維碼，直接在高等教育出版社二維碼服務平臺獲得相應的數字學習資源。對教材中各類二維碼數量的統計結果如表1所示。

第一卷《力學與熱學》共有169個二維碼，第二卷《波動與光學》共有141個二維碼，第三卷《電磁學》共有156個二維碼，第四卷《近代物理》共有155個二維碼。四卷書中的二維碼數字資源都是以授課錄像為主，每一卷的知識點講解的二維碼數量為100個左右。該教材中的數字資源主要包含視頻和文檔，視頻又分為物理現象視頻和授課視頻。物理現象視頻主要是相關的實際物理現象的視頻與動畫（時長大概0-3分鐘）;授課視頻又包括學習導引（含課程緒論和每篇、章開頭的導引）、知識點講解、例題講解、小結（提要）等，以知識講解和例題講解為主，時長一般為4-15分鐘。文檔則是對相關物理人物、知識背景的文字補充介紹。

2.二維碼教材的使用情況調查研究

為了解《大學物理》教材中二維碼資源的切實性與有效性，我們進一步對其使用情況進行了調查分析。

（1）研究方法

采用調查問卷的方式，對二維碼教材的使用情況進行調查分析。根據調查目的、內容、對象與要求，確定從主觀和客觀兩個方面出發(fā)設計問卷。主觀問題主要涉及學生對教材上二維碼的直觀感受;客觀問題主要包括二維碼的內容、質量、設計、使用情況及效果。通過問卷調查，獲得有關數據與信息，分析二維碼教材在使用中需要完善的部分。

（2）問卷調查與數據收集

從使用過該教材的本科生中隨機抽取一部分學生作為調查對象，這些學生已經使用過本研究所選教材，對其中二維碼資源的內容、版式、使用效果等有切身的體會與認識。問卷以匿名形式進行，使調查具有公正性和客觀性。此次調查共回收70份有效問卷，其中男生占78.57%，女生占21.43%。

（3）統計與分析

對收集的數據與信息進行相關處理與分析的結果如下：

從基本情況來看，55.72%的學生對學習物理感興趣，其中男生中對學習物理感興趣的占61.81%，女生中對學習物理感興趣的占33.34%，可見男生對物理的學習興趣勝于女生;84.29%的學生《大學物理》學習成績較好或尚可。大多數學生認為該教材中的二維碼對學習很有幫助，與使用傳統紙質教材相比，學習效果得到較大改善;而二維碼資源的使用率還不夠理想，44.29%的學生只是偶爾使用，22.86%的學生會在上課時使用教材中的二維碼，且基本能在課堂中使用時兼顧教師的授課;除此之外，部分教師也會在課堂中主動要求學生掃描某個部分的二維碼，然后結合二維碼的內容進行講授。如果二維碼資源中包含一些有趣的內容，選擇掃碼閱讀觀看的學生占95.72%。

從整體上來看，70%的學生對二維碼內容的滿意程度為一般;88.57%的學生認為該二維碼教材中包含的各類數字資源的內容與紙質教材對應部分知識的相關性較高。40%的學生認為自己能認真觀看至結束的微課視頻時長為5-10分鐘，31.43%的學生選擇了10-20分鐘。

從二維碼設置這一方面來看，78.57%的學生覺得含物理現象的視頻對于理解知識、對現象進行更清晰直觀的了解具有很大幫助，12.86%認為幫助不大;對于放置學習導引的必要性，認為不太必要的學生占37.14%，認為有必要的占34.29%，認為很有必要的占25.71%;對置于章節(jié)后的小結的必要性，77.14%的學生偏向于很有必要。此外，由于《大學物理》課程中存在較多的實驗，88.57%的學生認為有必要將演示實驗視頻添加在二維碼教材中。對于二維碼在教材中的位置布局，91.43%的學生表示滿意。

對于二維碼在教材中的數量安排，82.86%的學生認為單頁上最多設置1-2個;當章節(jié)難度較大、二維碼較多時，70%的學生會挑選自己較為需要的視頻進行觀看，僅有11.43%的學生會認真地將每一個視頻都看完，還有18.57%會因為視頻太多而選擇放棄不看;對于該教材中數字資源分配的合理性，91.43%的學生認為合理。

二維碼作用的滿意度總體上趨于滿意。35.71%的學生對于二維碼教材能實現碎片化學習和隨時隨地學習這一作用表示滿意，認為很滿意和一般的均占30%。41.43%對于二維碼教材能在學習的過程中釋疑解惑這一作用表示滿意，非常滿意的學生占24.29%。41.43%對于二維碼教材具有啟發(fā)性、能幫助更快理解學習內容這一作用表示滿意，認為很滿意的占20%。38.57%對于二維碼教材生動有趣、能激起并保持學習驅動力和注意力這一作用表示滿意，認為很滿意的占24.29%。

資源類型不同，其重要性也有所不同，調查結果如圖1所示（根據學生按重要性將資源類型排序的結果），例題的講解視頻得分最高，為5.54，其次為教師授課視頻和動畫模擬視頻，均在5分以上，演示實驗視頻為4.57分，與物理應用有關的視頻、介紹科學家、科學思想、方法等內容的文檔則為3分以下。本次調查排序題的選項平均綜合得分是由問卷星系統根據所有填寫者對選項的排序情況自動計算得出的，它反映了選項的綜合排名情況，得分越高表示綜合排序越靠前。計算方法為：選項平均綜合得分=（Σ頻數×權值）/本題填寫人次，權值由選項被排列的位置決定，最高權值為參與排序的選項個數。

主觀感受上，學生普遍認為二維碼教材具有以下優(yōu)勢：提高了教材的趣味性，能吸引學生注意力;有助于學生更好地理解知識，提高了學習效果;不受時間空間局限，自由便捷;解決了從大量資源中尋找解答的難題，節(jié)省了檢索瀏覽的時間。多數學生覺得某個視頻很重要的原因是該部分知識是重點以及教師講課講得好。67.14%的學生覺得該教材中二維碼承載的學習資源觀看體驗比較好。對于是否喜歡在學習中使用教材中的二維碼，48.87%的學生選擇一般，還有14.29%表示不喜歡。60%的學生認為有必要在教材中添加含各類學習資源的二維碼進行輔助學習，30%表示無所謂，還有少部分表示沒必要。

四、二維碼教材設計與投入使用時應注意的問題

1.二維碼教材設計中應注意的問題

（1）根據教學目標，針對重、難、疑點等，設計與開發(fā)資源

教材本身是為學習者提供服務的，因此選擇二維碼中包含的資源種類時，應從學習者的實際需求、教學目標出發(fā)進行綜合考慮。將重要物理現象或詮釋抽象概念的動畫視頻、講解重難點的授課視頻、演示實驗視頻、導引、小結、文檔資源等按重要性依序安排。從學習者的選擇來看，例題講解視頻是大部分學生的首選資源，應作為重點考慮。

（2）嚴格把控二維碼資源的數量，調整布局

數量上，單頁上二維碼的數量不超過兩個，總數也不宜過多?？紤]到學習者使用的方便性，在教材排版設計時，將二維碼放置在頁面的外側，可以在頁面上預留出合適的位置，用于放置二維碼。

（3）注重二維碼資源的建設

二維碼承載的數字資源的建設，應注重質量和內容兩個方面。質量上主要體現在二維碼視頻的聲音和畫面是否清晰連貫;內容上則表現為是否與對應知識點密切相關、能否給學習者帶來幫助等。此外，不僅要使視頻時長符合學習者的學習習慣，還要讓文檔資源彰顯重要性，有效減少學習者在海量資源中搜尋解答耗費的時間。精簡內容，強化二維碼資源各方面作用，適當增添學習資源趣味性，在吸引更多學習者使用的基礎上有效提高使用效果。

（4）統籌全局，優(yōu)化細節(jié)

一方面，教材中二維碼下方的文字標注能夠準確描述二維碼中的資源，方便學習者選擇自己想看的學習資源。另一方面，可以考慮在教材的目錄后面或最后增加一頁，做一個二維碼的統計匯總，在數字教學資源匯總表中對資源類型、資源名稱、學習目的、來源、時長、大小、書中頁碼進行量化整理[7]，增加使用的便利性。

2.二維碼教材投入使用時應注意的問題

由于學生習慣于使用普通的紙質教材，因此需要多鼓勵學生掃描教材中的二維碼，使用其中的數字資源進行自主學習。調查結果顯示教材中二維碼的使用集中于課后時間，學生可以通過掃描二維碼做好預習、復習，以及對課堂上所學知識進行查漏補缺。在課堂上，教師也可以使用二維碼中的資源進行輔助教學，但是，要實現課堂上的二維碼使用，還需促進教師理念的創(chuàng)新，鼓勵教師積極參與二維碼教材的建設工作，根據對學生的了解與教學經驗優(yōu)化教材建設，同時加強對二維碼教材的認識，將二維碼資源與日常授課進行結合。

五、結論

本研究通過對二維碼使用情況的調查分析，總結出二維碼在教材中的優(yōu)化設計與制作方案。從整體的調查結果來看，學習者對于二維碼教材是比較滿意的，并且認為在教材中嵌入學習資源是有必要的。為了使二維碼教材與學習者的學習需求更加契合，還應在二維碼教材的設計中進行完善：①教材中的二維碼類型應該齊備，根據學習者需求按重要性對資源類型排序的結果，例題講解視頻應為首要考慮的資源，其余依次為知識點講解視頻、物理現象視頻、演示實驗視頻等。②各類資源按比例合理分配，每頁不超過兩個;推動優(yōu)質適用的教學資源、學習資源及在線學習環(huán)境建設等，精煉內容，將微課視頻時長控制在5-15分鐘，仔細篩選課程內容的重難點，豐富授課視頻的形式和趣味性，促進教與學的關系轉化[8]。③在使用的設計上力求便捷，使得二維碼資源能夠簡單明了地呈現給學習者。④在投入使用時大力促進二維碼教材的推廣，提高教材中二維碼資源的使用率。⑤應定期收集學習者在使用過程中的一些想法和建議，幫助優(yōu)化改善二維碼教材。

在教材中融入多種形式的數字資源，既能保留紙質教材的優(yōu)勢，又能豐富教材的表達形式;既可實現內容的擴展延伸，又可體現個性化教學，促進課堂教學和學生學習方式的變革。因此，二維碼在新型教材中的設計非常關鍵，毋庸置疑，二維碼教材在提升教學質量、促進學生的學習效果方面必將起到重要作用。

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（編輯：魯利瑞）