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            材料专业实验教学中二维码技术的运用分析

            发布时间:2018-06-06

              
              继2015年以来, 辽宁工业大学 (以下简称我校) 成为辽宁省首批向应用型大学转变的试点大学, 要求我校要建立与应用型人才培养目标相适应的实践教学体系与平台, 从而充分发挥实验教学在应用型人才培养中的重要作用。作为我校重点学科的材料科学与工程专业也随即成为辽宁省首批向应用型转变试点专业。结合材料学科理论教学内容抽象的特点, 有效地强化材料专业的实践教学环节成为必然。在培养学生实践能力、分析和解决实际问题能力方面, 具有其他教学环节无法替代的作用。

              
              随着互联网技术和手机智能化的快速普及和发展, 二维码技术已在媒体、仓储及电子商务等诸多领域得到广泛应用。在我国数字化教学资源建设全面启动的环境下, 有效运行实验教学模式改革, 实现“三位一体”的立体化实践教学体系的构建, 以二维码为技术手段进行技术革新已成为必然, 进而实现“教”与“学”的有机结合, 提高实验教学效果和教学质量。通过二维码技术在材料实验教学中的应用, 充分发挥二维码技术的优势来调动学生的积极性和主动性, 实现学生从被动学习方式向主动学习方式的转变。
              
              一、材料专业实验教学中存在的问题
              
              长期以来, 呆板的实验教学模式远不能适应当今社会对工程技术人才培养的需要, 对于学生兴趣的激发和能力的培养, 大多数实验教学都不同程度地存在着以下几方面问题: (1) 学校、专业教师及学生均存在“重理论, 轻实验”的思想, 忽视实验教学环节在专业课学习中的重要地位, 认为实验教学依附于理论教学, 与生产实际严重脱节; (2) 实验教学的授课内容局限于验证性实验, 对综合性设计性实验和创新性实验的开设较少, 既束缚了学生思想的积极性、主动性和灵活性, 还存在学生实践训练不足、动手能力不能满足实际工作的要求; (3) 实验教法传统化, 实验教学模式单一化, 造成学生对实验教学的兴趣和积极性差; (4) 实践管理手段单一, 部分实验仪器设备利用率低, 教学资源优化整合不够[1]; (5) 学生获取资料与现代化设备不能很好地衔接。
              
              自2015年以来, 随着我校成为辽宁省首批向应用型大学转变的试点大学, 要求我校要建立与应用型人才培养目标相适应的实践教学体系与平台, 从而充分发挥实验教学在应用型人才培养中的重要作用[2].在我校领导的高度重视和大力倡导下, “重理论, 轻实验”的思想得到明显改善, 对实验室建设和实验教师的能力和水平提出了更高的要求, 从实验室师资队伍建设、实验仪器设备管理、维护及改造等诸多方面做出了相应的调整, 并投入大量的资金进行实验仪器设备的更新和改造, 收效甚佳。同时, 我校通过实验室开放项目、大学生创新创业项目等诸多方面给学生提供动手实践的机会, 已取得了一定的成果。但仍存在如下问题:一是大部分在校学生不能积极主动地投入到实验教学实验环节中, 究其原因在于学生缺乏对实验实践环节的重视, 在动手实践环节中缺乏主动性、积极性;二是实验教学实践环节灵活性较差。原因在于:一方面学生必须在实验室并且依靠实验室教师的讲解才能认识实验仪器设备的使用方法和注意事项, 没有经过反思环节就开始进行实验环节的操作, 实验过程未能达到有意义学习的目的;另一方面学生实验结束后对部分实验仪器设备没有机会进行重复操作, 结合记忆衰退曲线对记忆的认识, 学生将不能很熟练地掌握该设备的操作。因此, 如何培养学生对实验实践教学的兴趣, 有效调动学生投入实验教学操作环节积极性, 让学生在头脑中形成学习和思考有机结合的良好氛围成为解决教学实践环节的首要问题。
              
              二、二维码技术在材料实验教学中的应用与实践
              
              随着移动互联网时代的真正到来以及智能手机的快速普及, 二维码技术也相继在生活、文化、教育等领域多角度、多层次融合, 成为引领时代潮流的趋势。二维码具有保密性高、编码范围广、信息容量大、成本低廉、网络跳转、信息获取等优点, 已被大部分人群所认可和使用[3].
              
              基于材料学科实验室资源库建设特点, 本文意在将材料学院理论课与实践环节有机结合, 以培养学生动手实践能力为目标, 以材料成型与控制工程专业的实验教学模式、效果评价机制为切入点, 基于二维码技术和移动互联网技术建设实验教学资源库, 将传统实验教学与数字教学资源、信息化教学平台形成有机的关联, 建设实验教学资源库, 构建适合高等教育学生培养的教学模式, 充分体现“教”与“学”的有机结合, 有效调动学生在实践教学过程中的主动性和积极性, 重视学生动手实践能力的培养。真正实现实验教学资源库开放共享的作用和功能。
              
              针对当代教育理念中“教”与“学”的特点, 将二维码技术引入到实验教学资源库建设, 建设包含实验仪器设备的基本情况、使用说明、注意事项、相应的操作视频及学生的反馈意见窗口的教学资源库平台, 对实验实践教学环节是一项创新。结合我校材料成型与控制工程专业学生的特点, 将基于二维码技术的教学资源库平台与传统的教学实践模式有机结合, 将实验教学环节分成三个部分, 即课前预习、课堂教学和课后复习。将二维码技术的教学资源库平台应用于课前预习、课堂学习和课后复习, 构建实验仪器设备的基本信息模块、实验仪器设备的使用操作步骤模块、操作过程中的注意事项模块、实验仪器设备操作视频模块和学生反馈信息模块, 实现“三位一体”的立体化实践教学体系的构建。
              
              (一) 二维码技术在材料实验教学课前预习中的应用
              
              以往实验教学环节的课前预习部分, 学生只能结合实验教材中对应实验进行预习, 并抄写实验目的和意义、实验操作步骤、实验原理等内容, 对实验所涉及的实验设备、操作方法和注意事项几乎是一无所知, 只有到了实验教室才能看到实验设备, 这势必严重限制了学生的思想和对实验设备操作的掌握熟练度。久而久之, 势必影响学生对实验的兴趣。因此, 如果学生在预习前能够给学生提供相关实验的视频和音频材料的二维码, 并辅以文字说明本实验的具体操作过程和注意事项的二维码, 能够有效地增加学生对本实验目的、意义和实验过程的了解, 让学生由凭空想象实验和被动进行实验过程转为自主学习和主动预习的过程, 一方面达到理论教学与实验环节相匹配;另一方面调动学生的积极性, 为实验课程的掌握和后期实验设备的开发利用做好铺垫。
              
              (二) 二维码技术在材料实验教学课教学中的效果
              
              传统的实验教学过程中, 教师在进行实验之前首先要将该实验所涉及的理论课程的相关内容与实验环节结合起来, 讲述本次实验的目的和意义, 然后再介绍本次实验所涉及的实验设备的使用方法、操作步骤和注意事项, 最后才开始进行实验环节的操作。在实验环节操作过程中, 由于学生刚刚认识实验设备, 一方面对设备生疏, 不能熟练进行操作, 损坏实验设备;另一方面由于学生操作不熟练, 造成实验结果误差的出现, 影响实验效果[4].
              
              通过二维码技术在材料实验教学课前预习中的应用, 可以有效解决这一问题。学生可以在预习中掌握实验设备的操作和注意事项, 对实验设备操作起来得心应手, 也会高质量地完成本次实验的学习任务, 并提出一些个人对本实验的建议和意见, 完成理论教学环节和实践教学环节的有机融合, 充分调动学生的积极性和主动性, 实现学生被动学习方式向主动学习方式的转变。
              
              (三) 二维码技术在材料实验教学课后学习中的反馈
              
              将二维码技术的教学资源库平台应用于课后复习环节, 同时增设学生反馈信息窗口[5].首先, 可以解决传统实验教学环节中所存在的课堂信息量大, 学生不能全部理解和吸收的“滞留”状态, 实现学生对实验设备、实验操作过程和注意事项进一步熟练掌握的目的。其次, 学生可以根据视频和文档所提供的信息, 利用实验室现有实验设备进行实验室开放项目和创新创业项目的开发和申报, 让学生主动进行设备新功能的开发和使用。最后, 增设学生反馈信息窗口, 搭建一个师生交流的平台, 为学生使用设备和教师答疑解惑建立互动空间, 也为实验教师更好地完善原有实验、开设新实验提供有利的依据。
              
              三、结束语
              
              以互联网时代的特点和智能手机普及的优势为契机, 利用二维码的特点和优势, 将二维码技术引入材料专业实验教学模式中, 充分发挥“三位一体”的立体化教学功能, 既能有效地调动学生的学习兴趣, 又能引导学生从被动学习向主动学习转变。学生可以较好地完成预习, 进行重复性学习, 强化对每个实验仪器设备的使用操作, 解决实验操作机会少所带来的动手实践能力培养不到位的弊端, 达到强化实验室教师在教学过程中对实验仪器设备的讲解, 并有效地将“教”与“学”有机的结合, 实现“教”与“学”的有的放矢, 达到提高实验教学效果和教学质量的目的。
              
              参考文献
              
              [1]高荣礼。材料类专业实验教学探索与实践[J].教育教学论坛, 2016 (3) :116-117.  
              [2]孟君晟, 史晓萍, 王振廷, 等。应用型本科材料类专业实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索, 2016, 35 (2) :201-204.  
              [3]杨军。关于二维码的研究和应用[J].应用科技, 2002, 29 (11) :11-13.  
              [4]师晓莉, 曹建春, 胡劲, 等。金相互动开放教学在金属学实验课程中的应用[J].中国教育技术装备, 2016 (10) :132-140.  
              [5]王威。基于二维码技术的引导型资源库建设研究[J].新校园, 2015 (12) :132-133.
            相关论文