肖靜潔，諶 宇，陳曙光

（湖南大學(xué) 物理與微電子科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410000）

一、引言

教材是物化的教師，在教學(xué)過程中具有十分重要的地位，教材建設(shè)是教育領(lǐng)域中最基本的基礎(chǔ)建設(shè)[1]。然而，傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材形式單一、表現(xiàn)力弱，不能滿足學(xué)生的個(gè)性化需求；教學(xué)資源更新慢，無法適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的快速變化。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一種利用二維碼與移動(dòng)信息技術(shù)，將數(shù)字資源嵌入紙質(zhì)教材，使二者有機(jī)結(jié)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(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將部分動(dòng)態(tài)過程、學(xué)習(xí)資料、視頻等通過二維碼接入網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以根據(jù)二維碼實(shí)時(shí)查閱與學(xué)習(xí)；同時(shí)，還可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，選用相應(yīng)平臺(tái)的其他數(shù)字資源[2]。二維碼教材的出現(xiàn)不僅極大地豐富了教材的資源形式、實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)內(nèi)容的延伸，同時(shí)給學(xué)習(xí)者營造出一種更自由便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境[3]。大學(xué)課程內(nèi)容多、難度大、變化快，二維碼與紙質(zhì)教材的結(jié)合能在很大程度上契合這些特點(diǎn)，因此高等教育教材的建設(shè)也正在順應(yīng)這一發(fā)展潮流。為了建設(shè)好新一代教材，提高教育教學(xué)效率，有必要對(duì)新形態(tài)教材中的二維碼資源類型、數(shù)量、分布、呈現(xiàn)位置等作理論分析與實(shí)證研究。

二、二維碼教材的特點(diǎn)

二維碼教材有如下特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：①教輔合一且使用方便，新形態(tài)教材充分利用信息技術(shù)和數(shù)字資源，在不增加教材篇幅的條件下，對(duì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)進(jìn)行全方位深度解析，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身情況自主選擇，掃碼進(jìn)入，開展學(xué)習(xí)，不受時(shí)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(nèi)容相輔相成，主要包括動(dòng)畫演示、微課與慕課視頻、演示實(shí)驗(yàn)、文檔資料、電子課件、復(fù)雜模型的動(dòng)畫視頻講解等，通過形成直觀形象、把握動(dòng)態(tài)過程、深刻理解重點(diǎn)、集中突破疑難，顯著降低學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量，增添學(xué)習(xí)的樂趣。③二維碼教材有助于實(shí)現(xiàn)課上課下聯(lián)動(dòng)、傳統(tǒng)和現(xiàn)代融合的多維度、信息化、立體化教學(xué)模式[4]。④二維碼承載的資源還可隨時(shí)進(jìn)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(xí)題供不同基礎(chǔ)的學(xué)生使用，并配有習(xí)題的參考答案、解題視頻，方便學(xué)習(xí)者進(jìn)行進(jìn)一步自我學(xué)習(xí)和檢測(cè)，同時(shí)還能減少紙質(zhì)教輔資料的購買，更加環(huán)保。⑥傳統(tǒng)紙質(zhì)教材傾向于單向向?qū)W習(xí)者傳輸知識(shí)，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(xié)作與探究學(xué)習(xí)，并且能對(duì)教材在使用中出現(xiàn)的問題作出及時(shí)有效的評(píng)價(jià)反饋。

盡管二維碼教材具有很多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)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(nèi)容質(zhì)量和時(shí)長如何把握值得研究，既要讓學(xué)生充分理解知識(shí)，又要避免過長導(dǎo)致學(xué)生難以專心看完[5]。其次，要注重?cái)?shù)字資源的嵌入數(shù)量設(shè)計(jì)，應(yīng)該依據(jù)哪些原則，什么數(shù)量才合適，避免過多或過少的問題，并且還需考慮占用學(xué)生課后時(shí)間、學(xué)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(xué)生最感興趣的。

三、二維碼教材的使用情況研究

考慮到對(duì)二維碼資源的類型、數(shù)量、設(shè)計(jì)、分布及使用等要求，本文選擇了由北京理工大學(xué)大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的含有二維碼學(xué)習(xí)資源的教材——《大學(xué)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(shù)量門類基本齊全且豐富，以下簡稱《大學(xué)物理》）。通過制定相應(yīng)的調(diào)查問卷，選取使用該教材的學(xué)生作為調(diào)查對(duì)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(shè)計(jì)與制作提供依據(jù)，使其能最大限度地發(fā)揮有效作用。

1.《大學(xué)物理》二維碼數(shù)字資源分布情況

表1 教材中各類二維碼數(shù)量統(tǒng)計(jì)

第一卷《力學(xué)與熱學(xué)》共有169 個(gè)二維碼，第二卷《波動(dòng)與光學(xué)》共有141 個(gè)二維碼，第三卷《電磁學(xué)》共有156 個(gè)二維碼，第四卷《近代物理》共有155 個(gè)二維碼。四卷書中的二維碼數(shù)字資源都是以授課錄像為主，每一卷的知識(shí)點(diǎn)講解的二維碼數(shù)量為100 個(gè)左右。該教材中的數(shù)字資源主要包含視頻和文檔，視頻又分為物理現(xiàn)象視頻和授課視頻。物理現(xiàn)象視頻主要是相關(guān)的實(shí)際物理現(xiàn)象的視頻與動(dòng)畫（時(shí)長大概0-3 分鐘）；授課視頻又包括學(xué)習(xí)導(dǎo)引（含課程緒論和每篇、章開頭的導(dǎo)引）、知識(shí)點(diǎn)講解、例題講解、小結(jié)（提要）等，以知識(shí)講解和例題講解為主，時(shí)長一般為4-15 分鐘。文檔則是對(duì)相關(guān)物理人物、知識(shí)背景的文字補(bǔ)充介紹。

2.二維碼教材的使用情況調(diào)查研究

為了解《大學(xué)物理》教材中二維碼資源的切實(shí)性與有效性，我們進(jìn)一步對(duì)其使用情況進(jìn)行了調(diào)查分析。

（1）研究方法

采用調(diào)查問卷的方式，對(duì)二維碼教材的使用情況進(jìn)行調(diào)查分析。根據(jù)調(diào)查目的、內(nèi)容、對(duì)象與要求，確定從主觀和客觀兩個(gè)方面出發(fā)設(shè)計(jì)問卷。主觀問題主要涉及學(xué)生對(duì)教材上二維碼的直觀感受；客觀問題主要包括二維碼的內(nèi)容、質(zhì)量、設(shè)計(jì)、使用情況及效果。通過問卷調(diào)查，獲得有關(guān)數(shù)據(jù)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(diào)查與數(shù)據(jù)收集

從使用過該教材的本科生中隨機(jī)抽取一部分學(xué)生作為調(diào)查對(duì)象，這些學(xué)生已經(jīng)使用過本研究所選教材，對(duì)其中二維碼資源的內(nèi)容、版式、使用效果等有切身的體會(huì)與認(rèn)識(shí)。問卷以匿名形式進(jìn)行，使調(diào)查具有公正性和客觀性。此次調(diào)查共回收70 份有效問卷，其中男生占78.57%，女生占21.43%。

（3）統(tǒng)計(jì)與分析

（1）制定完整的簽證變更管理制度，一單一簽，同一個(gè)變更內(nèi)容，必須在一個(gè)簽證單中完成；同一個(gè)變更單中，涉及到不同專業(yè)的，需一并上報(bào)，防止不同專業(yè)中交叉重復(fù)工作項(xiàng)。

對(duì)收集的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行相關(guān)處理與分析的結(jié)果如下：

從基本情況來看，55.72%的學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理感興趣，其中男生中對(duì)學(xué)習(xí)物理感興趣的占61.81%，女生中對(duì)學(xué)習(xí)物理感興趣的占33.34%，可見男生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣勝于女生；84.29%的學(xué)生《大學(xué)物理》學(xué)習(xí)成績較好或尚可。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為該教材中的二維碼對(duì)學(xué)習(xí)很有幫助，與使用傳統(tǒng)紙質(zhì)教材相比，學(xué)習(xí)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(xué)生只是偶爾使用，22.86%的學(xué)生會(huì)在上課時(shí)使用教材中的二維碼，且基本能在課堂中使用時(shí)兼顧教師的授課；除此之外，部分教師也會(huì)在課堂中主動(dòng)要求學(xué)生掃描某個(gè)部分的二維碼，然后結(jié)合二維碼的內(nèi)容進(jìn)行講授。如果二維碼資源中包含一些有趣的內(nèi)容，選擇掃碼閱讀觀看的學(xué)生占95.72%。

從整體上來看，70%的學(xué)生對(duì)二維碼內(nèi)容的滿意程度為一般；88.57%的學(xué)生認(rèn)為該二維碼教材中包含的各類數(shù)字資源的內(nèi)容與紙質(zhì)教材對(duì)應(yīng)部分知識(shí)的相關(guān)性較高。40%的學(xué)生認(rèn)為自己能認(rèn)真觀看至結(jié)束的微課視頻時(shí)長為5-10 分鐘，31.43%的學(xué)生選擇了10-20 分鐘。

從二維碼設(shè)置這一方面來看，78.57%的學(xué)生覺得含物理現(xiàn)象的視頻對(duì)于理解知識(shí)、對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行更清晰直觀的了解具有很大幫助，12.86%認(rèn)為幫助不大；對(duì)于放置學(xué)習(xí)導(dǎo)引的必要性，認(rèn)為不太必要的學(xué)生占37.14%，認(rèn)為有必要的占34.29%，認(rèn)為很有必要的占25.71%；對(duì)置于章節(jié)后的小結(jié)的必要性，77.14%的學(xué)生偏向于很有必要。此外，由于《大學(xué)物理》課程中存在較多的實(shí)驗(yàn)，88.57%的學(xué)生認(rèn)為有必要將演示實(shí)驗(yàn)視頻添加在二維碼教材中。對(duì)于二維碼在教材中的位置布局，91.43%的學(xué)生表示滿意。

對(duì)于二維碼在教材中的數(shù)量安排，82.86%的學(xué)生認(rèn)為單頁上最多設(shè)置1-2 個(gè)；當(dāng)章節(jié)難度較大、二維碼較多時(shí)，70%的學(xué)生會(huì)挑選自己較為需要的視頻進(jìn)行觀看，僅有11.43%的學(xué)生會(huì)認(rèn)真地將每一個(gè)視頻都看完，還有18.57%會(huì)因?yàn)橐曨l太多而選擇放棄不看；對(duì)于該教材中數(shù)字資源分配的合理性，91.43%的學(xué)生認(rèn)為合理。

二維碼作用的滿意度總體上趨于滿意。35.71%的學(xué)生對(duì)于二維碼教材能實(shí)現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)和隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)這一作用表示滿意，認(rèn)為很滿意和一般的均占30%。41.43%對(duì)于二維碼教材能在學(xué)習(xí)的過程中釋疑解惑這一作用表示滿意，非常滿意的學(xué)生占24.29%。41.43%對(duì)于二維碼教材具有啟發(fā)性、能幫助更快理解學(xué)習(xí)內(nèi)容這一作用表示滿意，認(rèn)為很滿意的占20%。38.57%對(duì)于二維碼教材生動(dòng)有趣、能激起并保持學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力和注意力這一作用表示滿意，認(rèn)為很滿意的占24.29%。

圖1 學(xué)習(xí)者按重要性將資源類型排序結(jié)果

資源類型不同，其重要性也有所不同，調(diào)查結(jié)果如圖1 所示（根據(jù)學(xué)生按重要性將資源類型排序的結(jié)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(dòng)畫模擬視頻，均在5 分以上，演示實(shí)驗(yàn)視頻為4.57 分，與物理應(yīng)用有關(guān)的視頻、介紹科學(xué)家、科學(xué)思想、方法等內(nèi)容的文檔則為3 分以下。本次調(diào)查排序題的選項(xiàng)平均綜合得分是由問卷星系統(tǒng)根據(jù)所有填寫者對(duì)選項(xiàng)的排序情況自動(dòng)計(jì)算得出的，它反映了選項(xiàng)的綜合排名情況，得分越高表示綜合排序越靠前。計(jì)算方法為：選項(xiàng)平均綜合得分=（Σ 頻數(shù)×權(quán)值）/本題填寫人次，權(quán)值由選項(xiàng)被排列的位置決定，最高權(quán)值為參與排序的選項(xiàng)個(gè)數(shù)。

主觀感受上，學(xué)生普遍認(rèn)為二維碼教材具有以下優(yōu)勢(shì)：提高了教材的趣味性，能吸引學(xué)生注意力；有助于學(xué)生更好地理解知識(shí)，提高了學(xué)習(xí)效果；不受時(shí)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(shí)間。多數(shù)學(xué)生覺得某個(gè)視頻很重要的原因是該部分知識(shí)是重點(diǎn)以及教師講課講得好。67.14%的學(xué)生覺得該教材中二維碼承載的學(xué)習(xí)資源觀看體驗(yàn)比較好。對(duì)于是否喜歡在學(xué)習(xí)中使用教材中的二維碼，48.87%的學(xué)生選擇一般，還有14.29%表示不喜歡。60%的學(xué)生認(rèn)為有必要在教材中添加含各類學(xué)習(xí)資源的二維碼進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)，30%表示無所謂，還有少部分表示沒必要。

四、二維碼教材設(shè)計(jì)與投入使用時(shí)應(yīng)注意的問題

1.二維碼教材設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

（1）根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)重、難、疑點(diǎn)等，設(shè)計(jì)與開發(fā)資源

教材本身是為學(xué)習(xí)者提供服務(wù)的，因此選擇二維碼中包含的資源種類時(shí)，應(yīng)從學(xué)習(xí)者的實(shí)際需求、教學(xué)目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行綜合考慮。將重要物理現(xiàn)象或詮釋抽象概念的動(dòng)畫視頻、講解重難點(diǎn)的授課視頻、演示實(shí)驗(yàn)視頻、導(dǎo)引、小結(jié)、文檔資源等按重要性依序安排。從學(xué)習(xí)者的選擇來看，例題講解視頻是大部分學(xué)生的首選資源，應(yīng)作為重點(diǎn)考慮。

（2）嚴(yán)格把控二維碼資源的數(shù)量，調(diào)整布局

數(shù)量上，單頁上二維碼的數(shù)量不超過兩個(gè)，總數(shù)也不宜過多?？紤]到學(xué)習(xí)者使用的方便性，在教材排版設(shè)計(jì)時(shí)，將二維碼放置在頁面的外側(cè)，可以在頁面上預(yù)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(shè)

二維碼承載的數(shù)字資源的建設(shè)，應(yīng)注重質(zhì)量和內(nèi)容兩個(gè)方面。質(zhì)量上主要體現(xiàn)在二維碼視頻的聲音和畫面是否清晰連貫；內(nèi)容上則表現(xiàn)為是否與對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)、能否給學(xué)習(xí)者帶來幫助等。此外，不僅要使視頻時(shí)長符合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)習(xí)慣，還要讓文檔資源彰顯重要性，有效減少學(xué)習(xí)者在海量資源中搜尋解答耗費(fèi)的時(shí)間。精簡內(nèi)容，強(qiáng)化二維碼資源各方面作用，適當(dāng)增添學(xué)習(xí)資源趣味性，在吸引更多學(xué)習(xí)者使用的基礎(chǔ)上有效提高使用效果。

（4）統(tǒng)籌全局，優(yōu)化細(xì)節(jié)

一方面，教材中二維碼下方的文字標(biāo)注能夠準(zhǔn)確描述二維碼中的資源，方便學(xué)習(xí)者選擇自己想看的學(xué)習(xí)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(gè)二維碼的統(tǒng)計(jì)匯總，在數(shù)字教學(xué)資源匯總表中對(duì)資源類型、資源名稱、學(xué)習(xí)目的、來源、時(shí)長、大小、書中頁碼進(jìn)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(shí)應(yīng)注意的問題

由于學(xué)生習(xí)慣于使用普通的紙質(zhì)教材，因此需要多鼓勵(lì)學(xué)生掃描教材中的二維碼，使用其中的數(shù)字資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。調(diào)查結(jié)果顯示教材中二維碼的使用集中于課后時(shí)間，學(xué)生可以通過掃描二維碼做好預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，以及對(duì)課堂上所學(xué)知識(shí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。在課堂上，教師也可以使用二維碼中的資源進(jìn)行輔助教學(xué)，但是，要實(shí)現(xiàn)課堂上的二維碼使用，還需促進(jìn)教師理念的創(chuàng)新，鼓勵(lì)教師積極參與二維碼教材的建設(shè)工作，根據(jù)對(duì)學(xué)生的了解與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化教材建設(shè)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)二維碼教材的認(rèn)識(shí)，將二維碼資源與日常授課進(jìn)行結(jié)合。

五、結(jié)論

本研究通過對(duì)二維碼使用情況的調(diào)查分析，總結(jié)出二維碼在教材中的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制作方案。從整體的調(diào)查結(jié)果來看，學(xué)習(xí)者對(duì)于二維碼教材是比較滿意的，并且認(rèn)為在教材中嵌入學(xué)習(xí)資源是有必要的。為了使二維碼教材與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求更加契合，還應(yīng)在二維碼教材的設(shè)計(jì)中進(jìn)行完善：①教材中的二維碼類型應(yīng)該齊備，根據(jù)學(xué)習(xí)者需求按重要性對(duì)資源類型排序的結(jié)果，例題講解視頻應(yīng)為首要考慮的資源，其余依次為知識(shí)點(diǎn)講解視頻、物理現(xiàn)象視頻、演示實(shí)驗(yàn)視頻等。②各類資源按比例合理分配，每頁不超過兩個(gè)；推動(dòng)優(yōu)質(zhì)適用的教學(xué)資源、學(xué)習(xí)資源及在線學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)等，精煉內(nèi)容，將微課視頻時(shí)長控制在5-15 分鐘，仔細(xì)篩選課程內(nèi)容的重難點(diǎn)，豐富授課視頻的形式和趣味性，促進(jìn)教與學(xué)的關(guān)系轉(zhuǎn)化[8]。③在使用的設(shè)計(jì)上力求便捷，使得二維碼資源能夠簡單明了地呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。④在投入使用時(shí)大力促進(jìn)二維碼教材的推廣，提高教材中二維碼資源的使用率。⑤應(yīng)定期收集學(xué)習(xí)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(shù)字資源，既能保留紙質(zhì)教材的優(yōu)勢(shì)，又能豐富教材的表達(dá)形式；既可實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的擴(kuò)展延伸，又可體現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，促進(jìn)課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革。因此，二維碼在新型教材中的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，毋庸置疑，二維碼教材在提升教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果方面必將起到重要作用。