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构建实验教学与设备管理新模式中二维码的应用

  2021-05-15    60  上传者:管理员

摘要:为适应智慧校园与移动应用平台的建设与发展,满足教育环境信息化的要求,本文根据《实验教学规程》,将二维码作为教学的纽带,引入实验教学中,在多种信息技术之间架起桥梁,将传统教学与数字化资源无缝对接,提高实验教学的交互性和教学资源的利用率,激发学生对实验内容的学习兴趣,增强学生的自主探究性学习、情景学习和协作学习效果。将二维码引入实验设备管理中的各个基础业务流程,还便于对实验设备进行全生命周期的管理,为实时地跟踪和掌握实验教学设备的使用情况,提供重要的参考依据。

  • 关键词:
  • 二维码
  • 实验教学
  • 智慧教育
  • 移动数据
  • 设备管理
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1、引言


随着智慧校园移动平台和大数据的发展,移动端的应用已越来越多地融合到高校的日常教学和管理中,应用于不同场景的各种慕课平台和网络教学平台也层出不穷。但是,反观实验课程的教学,因其操作性强和现场教学的特点,传统的实验教学模式,无法快速采集、响应和监控教学行为的过程数据,远远不能满足智慧教育环境信息化和数字化的要求[1]。而实验设备的管理,通常也多围绕设备的采购、入库及存放、使用和报废管理,对设备使用和维修的动态过程管理鲜有涉及,无法进行实时、全面的大数据积累,从而难以对设备的具体使用情况进行监控和分析。

鉴于此,本文利用二维码技术具有便捷、安全、准确及成本低等优势,将二维码引入实验教学与管理中。通过移动端构建开放式的教学模式,提升实验教学质量。同时,将二维码技术运用于实验设备管理中,构建实验设备的移动管理模式,对实验设备进行全生命周期的动态监控与跟踪,有利于实验设备过程管理向数字化、信息化的方向发展[2]。


2、教学与管理新模式


2.1 框架设计

在智慧教育环境和统一数据交换平台下,构建移动实验教学和设备管理的新模式。如图1所示,框架设计自底向上主要分为基础层、数据层、应用层、服务层和用户层。

基础层:系统运行所依赖的支撑软件系统、硬件基础设施、网络环境等。包括存放各院系级教学资源的服务器及网络访问服务。

数据层:对已有的分布于各院系的教学资源按照统一的标准进行筛选、同步和整合,在统一数据交换平台,建立实验教学公共资源库,包括各种教学课件、教案、相关实验设备信息、题库等。向共享信息资源库,订阅从其它业务系统发布的学生与实验课程任课老师及设备管理人员最新用户信息、教学信息、排课信息、选课信息、设备信息等,同时为用户层访问门户时的身份认证与权限设置提供依据。

应用层:实验设备管理系统,实验课程辅助教学平台,与人事系统、教务系统、资产管理系统等其它相关业务系统,一起构成了智慧校园教学资源门户的应用层和信息集成展示的平台,从而积极推动和监督人事处、教务处、各个学院、资产管理部门等多个业务部门从管理层面上来共同维护和保障相关信息的实时性、一致性、准确性和完整性。

服务层:实验设备移动端管理平台,为实验设备管理人员提供了查看设备基本情况、使用情况、报修反馈记录、报修情况跟踪等多个移动端的服务。实验课程辅助移动教学平台,则考虑到了实验课程教学有别于课堂教学的特殊性,提供了从实验课前的预习环节开始,引导和启发学生快速进入虚拟的实验教学场景[3],到实验现场的实践操作环节,再到实验结束后的评价等三个阶段的移动端服务,贯穿实验教学过程的多个环节,从而构建了全方位开放式的实验课程教学模式。

用户层:对应于实验设备管理和实验教学的多个场景,在移动端为实验设备管理人员、实验教学人员及学生提供碎片化服务。

2.2 移动端设备管理

将二维码技术与实验设备管理的特点相结合,在已有设备管理系统的基础上,构建实验设备移动管理的新模式,开发移动端实验设备管理平台,实现对实验设备全生命周期的管理。利用移动端的易用性,扫描实验设备的二维码,设备管理人员可以随时随地快速了解某具体设备的基础信息、维修情况、使用情况和预约信息,对维修结果进行现场实时报备和反馈。

2.3 移动端实验教学

依托实验设备管理平台和实验课程资源平台,将二维码技术运用于实验课程的辅助教学过程中,构建了实验课程的移动端辅助教学的新模式,开发实验课程移动端辅助教学系统。如图2所示,主要包括:学生在课前预习时扫码,直接查看该课程的任课教师、实验内容及安排等信息,查看该课程各次实验任务及相关实验设备的基本信息,操作文档、注意事项及操作视频;在实验现场扫码,学生可进行线上提问,任课老师可以在实验现场查看提问的分布情况,有针对性地进行集中答疑,提高现场实验指导的效率,同时为后期对实验课程实践环节活动设计的优化提供参考;通过扫码,任课老师还可在实验现场直接对某位学生的现场表现进行评价,以便为最终的学习成绩评判提供参考依据。


3、研究成果的特色


(1)支持碎片化学习

依托移动校园平台和网络教学平台,根据实验课程碎片化学习的特点[4],老师在实验课前进行各种学习资源和实验教学活动的设计,通过生成二维码,上传实验操作文档、实验报告模板和操作视频到网络学习平台。也可以直接将二维码打印在纸质教材中,供学生随时随地快速搜索和获取,进行下载学习。这样可以激发学生的自主性学习,有效提高学习效率。

(2)构建情景学习模式

预习是实验过程中必不可少的教学环节。在传统的预习过程中学生由于没有接触到相应的实验器材,只能凭空想象其中的操作环节,造成预习效果差。而通过扫描实验指导书上的二维码,可以直接观看教师相应的讲解示范过程,学习过程轻松,理解起来透彻。在实验室教学过程中,学生用手机扫描某设备的二维码标签,可以快速获取该设备的结构原理和使用说明及注意事项,现场播放或反复播放不超过5分钟的该设备的操作步骤微视频,进行情景式学习,避免误操作,发生事故。在实验课后,老师还可利用二维码,发布相关实验内容的考查,便于对实验教学效果进行评价,及时收集反馈意见,改进教学质量。

(3)强调过程的交互性

在实验过程中,教师不可能全程监看每个小组的实验进展情况。但如果在实验开始前,任课教师事先将在实验过程中可能出现的问题罗列出来,在实验现场中,遇到问题的学生可以扫描二维码后直接进行提问,任课老师则可直接查看当前提问的问题分布情况,获取并了解各个小组的实验进展情况,对集中出现的问题现场进行解答,从而提高教师指导实验的效率,避免因同一类问题重复出现而多次指导或者多个小组同时求助而排队等候的问题。整个实验过程中,二维码作为纽带,加强了师生间的互动与沟通,从实时互动(R)的维度上为今后尝试建立基于SMART理论模型(服务、管理、应用平台、资源和技术为一体)的智慧课堂提供参考[5]。

(4)促进设备移动管理

将二维码技术运用于设备基本信息管理、维修管理和教学实践使用管理及评价管理等基础业务流程中,配合手机扫描设备的二维码标签,设备管理人员可以对实验设备实现质量追溯和全生命周期管理两大核心目标[6],随时随地推送设备的基本信息、维修记录和使用效果反馈,有助于收集和完善设备管理“大数据”,为今后的决策分析提供参考依据。同时,可以提高设备的利用率,促进实验设备的信息化管理。


4、结语


本文提出了运用二维码构建实验教学和设备管理新模式。在实际运用中,根据实验课程碎片化学习和操作性强的特点,老师在实验课前进行学习资源和实验教学活动的设计,通过生成网址二维码,上传实验操作文档和操作视频,供学生随时随地快速搜索和获取各种实验教学资源(如实验设备的介绍和使用视频),提高了教学资源的利用率。在实验现场,使用二维码快速收集学生提问,集中答疑,提高实验教学的交互性和效率,激发学生对实验内容的学习兴趣,增强学生的自主探究性学习、情景学习和协作学习效果[7]。实验课后,通过使用二维码,任课教师可方便快捷地对学生进行实验现场的评价,以便对最终学生的综合评判提供参考依据。经实际应用和研究表明,利用移动端和二维码技术优势,将二维码贯穿于实验教学的全过程和各个环节,便于对实验教学过程行为的数据采集、统计、分析和挖掘,进一步提升智慧实验教学的质量。


参考文献:

[1]杨晓,施於人,王国超.“互联网+实验教学”的建设问题研究.现代教育技术,2016(07):106-110

[2]周凌霄.二维码+App在监测设备管理中的应用.中国无线电,2020(12):64-65

[3]俞飞,等.基于生态校园虚拟数字化的实验教学平台建设探索.实验技术与管理,2020(09):266-269

[4]王梨清,李红美.基于微信公众平台的移动学习资源设计、开发及应用.现代教育技术,2018(06):67-73

[5]晋欣泉,等.智慧课堂的数据流动机制与生态系统构建.中国远程教育,2019(04):74-76

[6]张小蒙,王益民.基于全生命周期理论的高校大型仪器设备管理.实验室科学,2017(01):182-184

[7]祝智庭,肖玉敏,雷云鹤.面向智慧教育的思维教学.现代远程教育研究,2018(01):47-49


文章来源:王筱芸,蔡榆榕,林先津.运用二维码构建实验教学与设备管理新模式[J].福建电脑,2021,37(05):157-159.

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期刊名称:电子技术与软件工程

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主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国电子学会

出版地方:北京

专业分类:科技

国际刊号:2095-5650

国内刊号:10-1108/TP

创刊时间:2012年

发行周期:半月刊

期刊开本:16开

见刊时间:7-9个月

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