蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王韋帆

5G時(shí)代的來臨，不僅是信息傳輸速度的增加，更使人與人之間的信息交流向萬物交互過渡，是整個(gè)社會數(shù)字化變革的關(guān)鍵基石。在通信網(wǎng)絡(luò)的支撐下，二維碼這種電子標(biāo)簽技術(shù)在校園中的廣泛應(yīng)用，不僅豐富了校園文化生活，簡化了校園管理程序，更為廣大師生創(chuàng)建了自主、移動學(xué)習(xí)的大環(huán)境。

1 二維碼技術(shù)概述

1.1 二維碼的概念

二維碼，是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與新型光電信息技術(shù)的電子標(biāo)簽技術(shù)。它是運(yùn)用了比特流的概念，把文本、數(shù)字等數(shù)據(jù)字符信息，按照一定的幾何結(jié)構(gòu)形式，按照規(guī)則在一個(gè)平面的水平和垂直兩個(gè)角度上以黑白相間的方法進(jìn)行編排，黑點(diǎn)代表“1”，白點(diǎn)代表“0”，然后再使用圖像識別裝置或光電掃描裝置自動加以標(biāo)識，實(shí)現(xiàn)信息內(nèi)容的自動處理。

1.2 手機(jī)二維碼

手機(jī)二維碼，就是以二維碼標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，二維碼技術(shù)在手機(jī)上的運(yùn)用，它是融合了手機(jī)便捷性和二維碼優(yōu)勢的產(chǎn)物。

1.3 二維碼的分類

按照二維碼的編碼模式和結(jié)構(gòu)形狀不同，可分成行排形（Stacked）二維碼和矩陣形（Matrix）二維碼。

行排形二維碼繼承了傳統(tǒng)一維條形碼的編碼模式和識讀原理，根據(jù)需求堆積成二行或多行。在印制、識讀設(shè)備等方面可以和一維編碼技術(shù)并行，目前較有代表性的有Code49、Code16K、PDF417等。

矩陣形二維碼以黑點(diǎn)+白點(diǎn)的編排方式表示數(shù)據(jù)，目前典型代表有Code one、QR Code、Data Matrix、Grid Matrix、Compact Matrix等。

其中QR Code辨識迅速、信息密度高、存儲空間小，適用于漢字編碼，可以直接被智能手機(jī)識別軟件讀出，在校園信息化建設(shè)中主要采用該方式進(jìn)行編碼，具體流程（如圖1所示）。該二維碼圖片（如圖2所示）通過四個(gè)角落里的三個(gè)“回”字形小方塊定位，不管從什么方位掃描，都可以正確辨別二維碼中的信息。圖片中黑白相間的小塊用于保存信息，其疏密程度代表存儲密度。

圖1 二維碼編碼過程Fig.1 QR code encoding process

圖2 QR二維碼Fig.2 QR code

1.4 二維碼的特點(diǎn)

二維碼存儲容量大、編碼密度高、編碼范圍廣、不僅具備容錯(cuò)功能，且糾錯(cuò)能力強(qiáng)。例如：A4紙大小的二維碼，可以保存大概三十萬字的圖書。同時(shí)還具備制作成本低、操作簡單、識別率高等優(yōu)點(diǎn)。

2 二維碼在高校應(yīng)用的可行性

二維碼的制作、發(fā)布門檻低、成本低。校園中智能手機(jī)的普及率也已高達(dá)99%以上，師生借助手機(jī)可輕松完成二維碼的識讀。

3 二維碼在校園信息化中的應(yīng)用

以師生為主體，二維碼在校園中的應(yīng)用分為“掃”與“被掃”兩類：(1)師生每人被分配一張包含個(gè)人信息的二維碼（包含姓名、電話、宿舍號、班級。必要時(shí)可包含證件照片、身份證號等），在校園不同場所出示代表自己身份的二維碼，被識讀掃描后，完成身份認(rèn)證。本文將此碼稱為“電子身份二維碼”。假如該碼被盜取，應(yīng)立即掛失，生成新的二維碼。(2)校園中景觀介紹、演出講座海報(bào)、臨時(shí)通知等以二維碼形式張貼或轉(zhuǎn)發(fā)至師生，師生用手機(jī)掃描二維碼，獲取相關(guān)信息。它是拓展閱讀、快速存儲的利器。

3.1 安全管理信息化

校園安全是學(xué)校管理的重中之重。校門、圖書館、宿舍樓或特殊實(shí)驗(yàn)場所的門禁系統(tǒng)與二維碼技術(shù)結(jié)合，師生持電子身份二維碼被識別后，方可進(jìn)入。臨時(shí)訪客通過臨時(shí)二維碼進(jìn)行身份認(rèn)證。這減少了人員進(jìn)出管理的工作量，很大程度上保證了學(xué)校的安全。

3.2 考勤（簽到）信息化

新生入學(xué)報(bào)到、課堂簽到（特別是上課人數(shù)多，冒名頂替較多的大班課）、大型會議（演講、演出）入場、教職員工考勤等，均可通過二維碼考勤管理系統(tǒng)，高效快速地實(shí)現(xiàn)人數(shù)統(tǒng)計(jì)。

二維碼考勤管理系統(tǒng)所需設(shè)備主要包含：二維碼識讀裝置、二維碼制作軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心等（如圖3所示）。在教室（大禮堂、實(shí)訓(xùn)室等）門口安裝二維碼識讀裝置，師生進(jìn)入時(shí)只需出示“電子身份二維碼”被掃描識別，后臺電腦上可實(shí)時(shí)查看出勤情況。二維碼具有唯一性，極大提升了考勤效率和準(zhǔn)確率。

圖3 二維碼考勤系統(tǒng)流程Fig.3 QR code attendance system process

二維碼簽到是非接觸式的信息識別。在疫情防控期間，既保證核酸檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性和準(zhǔn)確性，也最大程度保障師生安全。

3.3 課堂內(nèi)外教學(xué)信息化

二維碼存儲量大，可在其中編輯文字、圖像和URL地址，且即拍即現(xiàn)。不僅提高教學(xué)資源應(yīng)用率、提升課堂效率，更是開展信息化教學(xué)的好幫手。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)中，二維碼可實(shí)現(xiàn)快速資料推送。對重要概念，定理等，教師可將生成的二維碼傳遞給學(xué)生，學(xué)生用手機(jī)掃描二維碼，把重點(diǎn)圖文資料保存到手機(jī)，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，輕松便捷。

高數(shù)課堂案例：拉格朗日中值定理——“拉格朗日中值定理又稱拉氏定理，它是羅爾中值定理的推廣，同時(shí)也是柯西中值定理的特殊情形”。課前教師預(yù)測到部分學(xué)生對羅爾中值定理和柯西中值定理有所遺忘，因此在教學(xué)課件中附上解釋說明的二維碼（如圖4所示）。學(xué)生根據(jù)需要選擇是否掃碼學(xué)習(xí)。冗長的文字解釋，用小小的二維碼取代，快速進(jìn)行了課堂內(nèi)外知識切換，是教師進(jìn)行分層次教學(xué)的有效手段。

圖4 羅爾中值定理、柯西中值定理的二維碼Fig.4 Two-dimensional code of Rolle's mean value theorem and Cauchy's mean value theorem

使用教材中的二維碼，可以使靜態(tài)文本向動態(tài)多媒體擴(kuò)展。比如學(xué)生用手機(jī)掃描教材或課件上的二維碼，可迅速拓展至與課程相關(guān)的課外資源；掃描實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備上的二維碼，可以查看設(shè)備的操作方法及注意事項(xiàng)等。二維碼走進(jìn)課堂，不僅突破了平面媒體的限制，更為學(xué)生創(chuàng)造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，提高了學(xué)習(xí)便利性。

3.4 社交、活動信息化

師生可將個(gè)人聯(lián)系信息生成二維碼。其中可包含常規(guī)的姓名、聯(lián)系電話，還可包含主流的微信號、抖音號等，也可包含微博、社交網(wǎng)絡(luò)的URL等，形成個(gè)性鮮明、信息全面的電子社交名片。師生、生生間借助電子社交名片的傳遞，相互了解，開啟溝通之門。

校園內(nèi)的講座通知、活動宣傳、投票競猜、餐飲優(yōu)惠信息等以二維碼的形式轉(zhuǎn)發(fā)于師生，不僅節(jié)約海報(bào)空間，便于快速宣傳。

3.5 考試考務(wù)信息化

學(xué)生憑“電子身份二維碼”考試，識讀器掃描二維碼后，自動連接到考試管理平臺調(diào)出考生報(bào)名時(shí)上傳的信息，方便監(jiān)考老師驗(yàn)證考生身份。二維碼進(jìn)入考務(wù)辦，取代了紙質(zhì)準(zhǔn)考證，不僅有效防止通過更換準(zhǔn)考證照片進(jìn)行代考的現(xiàn)象，而且無紙辦公，綠色節(jié)能。

3.6 圖書管理信息化

二維碼與圖書管理系統(tǒng)結(jié)合，可為每冊書制作“圖書二維碼”（包含書名、作者名、檢索書號、位置信息等）。學(xué)生用手機(jī)掃描館內(nèi)二維碼，登錄本館的門戶網(wǎng)站，進(jìn)行圖書檢索。接下來掃描檢索頁上的圖書二維碼，按照二維碼中的位置信息，快速取到所需圖書。借書時(shí)，同學(xué)在自動終端機(jī)上掃描“電子身份二維碼”和“圖書二維碼”，完成借閱；還書時(shí)，同學(xué)僅需掃描圖書二維碼，即可還書；圖書管理者利用圖書二維碼內(nèi)包含的書籍信息進(jìn)行整理工作。不僅縮減了書籍管理的工作量，提升了管理書籍的效能，方便師生借閱。

學(xué)生也可使用“電子身份二維碼”登錄校園移動數(shù)字圖書館網(wǎng)站，閱讀下載電子資料，欣賞數(shù)字音響作品等。極大拓展了自主學(xué)習(xí)資源庫。

3.7 思政教育信息化

將學(xué)校升國旗場所、德育課堂教學(xué)基地等活動范圍用二維碼標(biāo)識，通過手機(jī)識讀二維碼后，利用學(xué)校專題網(wǎng)站開展愛國主義、思想品德、校訓(xùn)校風(fēng)等教育，使校園思政教育活動更為便捷，更具互動性。

3.8 校園公共資源信息化

我們?yōu)樾@中的典型建筑、景觀、公共設(shè)施，特色植物等制作“景觀二維碼”（包含景觀名稱、入校年份、景觀介紹、背景故事，亦或在相應(yīng)的網(wǎng)站網(wǎng)頁配上音頻解說），建立起校園景觀二維碼數(shù)據(jù)庫，讓學(xué)校公共景觀資源納入信息化管理。景觀二維碼可粘貼在對應(yīng)景觀處，也可在校園網(wǎng)上展示，為學(xué)生、家長、教師提供了深層次了解學(xué)校的途徑。

3.9 事務(wù)咨詢信息化

家長、學(xué)生、社會人士都可掃描學(xué)院官方網(wǎng)站上的二維碼，開啟學(xué)校教育智能問答。電腦客服回復(fù)消息的具體內(nèi)容是學(xué)校自行提前設(shè)置的各種文字、圖片、有聲視頻和鏈接，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無休的問題回復(fù)模式。

3.10 資產(chǎn)管理信息化

二維碼與資產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)合，為每個(gè)機(jī)械、設(shè)備、儀器制作“物資二維碼”（包含編號、名稱、型號、購買日期、使用場所、管理人、存放信息、售后聯(lián)系等）。資產(chǎn)盤點(diǎn)時(shí)，只需識別“物資二維碼”，手機(jī)上就會呈現(xiàn)設(shè)備對應(yīng)信息，方便核對清點(diǎn)。二維碼進(jìn)入國資處，有效提升資產(chǎn)管理的準(zhǔn)確度和資產(chǎn)盤點(diǎn)的有效性，也為后期的用途追溯、決策支撐提供了基礎(chǔ)。

4 二維碼應(yīng)用注意

二維碼應(yīng)用的優(yōu)勢很多,但安全性問題也不容小覷。因此將學(xué)生信息融入二維碼的制作時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)，信息不可貪多求全，盡量不涉及隱秘信息（比如父母姓名，家庭詳細(xì)地址等）。其次建立安全意識，不掃描來源未知的二維碼，對于包含個(gè)人信息的各類二維碼憑證也不能隨意扔掉。

5 結(jié)語

校園信息化的建設(shè)，讓校園里的一切，包括教師、學(xué)生、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、建筑物、書籍、甚至是特色植物都“在線”，構(gòu)成了一張可移動的物聯(lián)網(wǎng)，校園里的一切活動都留下了印記。