二维码技术构建《土木工程材料》实验虚拟资源库的研究

1/7二维码技术构建土木工程材料实验虚拟资源库的研究二维码技术构建土木工程材料实验虚拟资源库的研究一、引言土木工程材料课程是一门重要的土木工程类专业的专业基础课，而实验教学是土木工程材料课程的重要内容。随着科学技术的发展，土木工程材料发展速度的加快，相应的各种材料的标准和规范也在发生着变化。但目前的实验教学内容却没跟上形势的发展，导致学生知识面窄，对新材料、新标准、新方法的了解较少，认识肤浅，实际应用能力差，毕业后进入建设第一线时的盲目和不知所措状况较突出。传统实验教学模式难以改变目前面临的现状，而各种新技术的出现为解决这一困境提供了可能。二、二维码技术简介“二维码技术”是用某种特定的几何形体按一定规律在平面上分布黑白相间的图形记录数据符号信息的应用技术。二维码可存储多种形式的信息，具有可加密、纠错能力强、可靠性强、制作成本低等特点。随着国内4G移动互联网以及智能手机、平板电脑等移动终端的普及，扫描二维码这种信息交流的方式正在改变着我们的生活。值得2/7注意的是，年轻人恰恰是对这些新兴技术最为崇尚的群体。因而，适时把扫描“二维码”的现代技术手段引入土木工程材料实验教学活动之中，不但方便快捷，也很符合青年学生的行为习惯。学生可以直接获取数字资源，减少学习环境的切换，可以进行专注深入的学习。同时，利用二维码搭建的学习支架有助于提升学习效果和小组协作的交流。三、虚拟资源库的建设针对目前土木工程材料实验课程中的问题，确保资源库数据的科学性、前沿性，在资源库的建设过程中，将组织具有土木本文由论文联盟HTTP/收集整理工程材料专业知识、丰富的实验教学经验的课题组成员，进行土木工程材料实验虚拟资源库的构建。修订实验教学大纲和实验指导书依托新材料新规范建设的虚拟资源库与现有的教学大纲及实验指导书不相匹配，因此需要基于虚拟资源库的数据编写土木工程材料试验教学大纲及实验指导书。新实验教学大纲和实验指导书的修订将改变传统的土木工程材料实验教授的方式验证型实验，完善综合、设计、探究性实验，以使学生掌握理论知识，锻炼学生的动手能力和独立解决问题的能力。在修订实验教学大纲和实验指导书的同时，将新规范、新理论、新材料编入，视角更多3/7的放在近年来在土木工程领域广泛使用的新型材料，并添加相关的实验内容、实验方法与手段，完善资源库，提高学生的视野，激发学生的学习兴趣。制作实验教学课件本课题基于虚拟仿真技术制作，以录像和动画为主的土木工程材料实验教学课件。该课件不仅包括大纲规定的课内8个学时的实材实验，还补充了工程中常用的钢材拉伸、冷弯性能等常用材料的实验录像。依托土木工程实验教学示范中心这一平台，完善授课录像及实验课多媒体课件，在常规网络教学内容的基础上，根据每次实验内容补充丰富的工程实例、工程案例和由于材料不符合要求导致的工程事故，突出实践取向，构建基于工程案例的网络资源库。同时加入全国大学生混凝土材料设计大赛作品，建立理论知识和实际操作的资源库。紧密联系土木工程材料发展最前沿，将高性能混凝土、绿色混凝土、自密实混凝土及自保温建筑材料等新型土木工程材料的研究动态、发展趋势、实验制备和检查方法等纳入网络教学数据库。将以上搜集、制作的课件结合实验教学目标、实验体系、教学大纲、实验内容、实验方法与手段、电子教案、实验教材、实验资源等转化成网上辅助教学资源，以完善4/7网络辅助教学。整合构建资源库将构建的实验动画、视频以及辅助教学资源整合、归类，形成各自标签，然后上传网络形成二维码资源库以供学生扫描、查看。本课题采用二维码识别生成器，将构建的实验视频、动画、仪器及操作步骤等相关信息整合起来，形成各自标签，只要用手机或者PAD扫一扫二维码，就可以对土木工程材料实验的名称、实验原理、实验方法和操作步骤全部熟悉。这可以使生成的二维码具有一定的识别性。更新维护资源库随着科技的发展，土木工程新材料、新技术、新标准不断出现，会造成原有二维码资源库的滞后与错误。为保证本课题所建设资源库的科学严谨性和前沿性，需要依据最新的材料标准和规范重新进行实验并制作课件，以对资源库及时进行相关的修正和更新。四、资源库的应用二维码虚拟实验资源库的建设以培养具有创新精神、科研精神和较强实践能力的人才为目标。在实验教学中充分运用二维码资源库操作简单、互动直观的优点，改变教学理念，优化教学内容，培养终生学习的能力。转变师生观念，突出实验教学重要性5/7传统实验教学多以验证性实验为主，学生只要按照实验指导书中的方法和步骤进行操作，得到相应的实验数据，验证材料性能。因此学生普遍存在对土木工程材料实验课的轻视，造成学生学习兴趣不高，课堂效果不好。欲从根本上改变这种境况，需要转变师生观念，突出实验教学在理论分析和工程实际中的作用，同时完善综合、设计、探究性实验，增加学生学习兴趣。实验教学方式改革改革将从传统实验教学模式过渡到“学生为主体，教师为主导”的教学模式，而二维码虚拟实验资源库的建设将成为这一改革的有力武器。课前任课老师通过发放相关实验资源的二维码信息，学生在课下扫描二维码查看相关实验的实验教学目标、实验体系、实验内容、实验方法与手段等网上辅助教学资源。同时在观看仿真动画与视频的过程中，对关键性的操作步骤或重点地方会出现相关的问题，回答完成问题后才能继续观看。对于课堂上学生出现的实验操作过程遗忘等问题，可以在各实验仪器贴上相关资源的二维码，以便学生进行查漏补缺。建立开放性实验室，为学生自主学习提供便利。在课堂上未完成的实验，课后学生可以进行网上预约。通过扫描二维码进入预约界面，同时需要进行未完成实验的学习以及相关实验安全、操作流程和实验注意事项的测试，只有6/7通过测试才可以进入实验室进行实验。对于学生自主设计或感兴趣的实验，需要通过扫描二维码上传详细的实验指导书以及实验安全问题预估报告，通过实验指导老师评估，可在实验员指导下进行实验。完善学生考评体制以往实验成绩在学生总成绩的比重比较低，实验学习考核形式简单，主要是填写实验汇报。因此需要提高实验成绩的比重，完善考核形式。二维码虚拟实验资源库可以丰富考核机制，学生通过扫描二维码，填写个人信息进入资源库学习，并进行相关实验的习题测试。任课教师能够在终端查看到学生学习进度以及测试成绩，通过这种方式丰富学生考评机制。教师可对学生在测试过程中高频出现的错误点进行讲解。五、资源库应用总结分析应用效果总结整合现有资源构建的二维码虚拟资源库形成了一种新的教学设计与教学方式，其具有资源集成度高、便于交互等优点，为土木工程材料实验的课程建设与教学改革提供了一种新的思路。通过两个月的实践应用，我们发现二维码技术作为一种新的教学媒体，营造了生动活泼的课堂氛围，实现了教学环境的数字化、智能化、网络化，对学生创造能力、分析解决问题能力、动手能力等的提高7/7具有重要作用。虚拟资源库在实践中遇到的问题及解决方案二维码技术的发展已相当成熟，但在实验教学中的应用还处在初级阶段。随着教学进度的不断进行，在实践中逐渐显现出一些问题扫描二维码进入资源库学习需要大量手机流量。通过联系三大电信运营商获悉，目前的移动网络业务包月费用相对于学生而言偏高。学生遗失二维码。对于在课堂上发放的二维码图像，部分学生不注意保存，致使在后