閆順生

(唐山學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部 河北 唐山 063000)

很多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)(例如分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用、牛頓環(huán)測凸透鏡曲率半徑等)需要用目鏡觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然而通常光學(xué)儀器目鏡觀察的視野很小，不能把實(shí)驗(yàn)影像供多名學(xué)生觀看，因此教師在教學(xué)講解、示范過程中受到很大的局限性，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也不理想．

為了解決儀器目鏡觀察視野小的難點(diǎn)，本人自制了一種智能手機(jī)無線多功能示教裝置，可應(yīng)用于視野放大技術(shù)領(lǐng)域．此裝置利用智能手機(jī)的拍攝先進(jìn)性、蛇形管支架的靈活性、筆記本屏幕或者其他顯示器的放大性、同屏器、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科技結(jié)合起來用于視野放大場合，不僅可以把視野小的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以同步放大、動態(tài)和靜態(tài)演示，還可以錄制視頻和聯(lián)網(wǎng)，技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用范圍廣．

1 裝置介紹

智能手機(jī)無線多功能示教裝置由智能手機(jī)、蛇形管支架、同屏器和顯示裝置構(gòu)成，如圖1所示．

圖1 智能手機(jī)無線多功能示教裝置示意圖

其中顯示裝置可以是筆記本電腦、液晶電視和投影儀等．智能手機(jī)和顯示裝置通過同屏器3以無線方式匹配連接．智能手機(jī)放置在蛇形管支架2的卡槽內(nèi)，蛇形管支架的底座可夾持在桌沿上或其他固定物上．

當(dāng)需要視野放大觀察物體時(shí)，調(diào)整蛇形管支架，使手機(jī)攝像頭精確對準(zhǔn)觀察光學(xué)儀器的目鏡或圖像，調(diào)整合適放大倍數(shù)，使圖像或物體同步放大顯示在顯示裝置的屏幕上．

2 具體實(shí)施

首先是用同屏器建立一個(gè)局域網(wǎng)，確保智能手機(jī)和顯示裝置處于同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中；然后使用第三方錄屏App或者使用原生Chromecast進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)和顯示裝置連接(以安卓手機(jī)和安卓錄屏王App為例，智能手機(jī)內(nèi)置安卓操作系統(tǒng)，與顯示裝置處于同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，將Apowersoft安卓錄屏王安裝在顯示裝置，下載Apowersoft錄屏王安卓App也安裝在智能手機(jī)上，使智能手機(jī)和顯示裝置的屏幕同屏)；智能手機(jī)的手機(jī)攝像頭緊貼光學(xué)儀器的目鏡，把手機(jī)攝像頭觀測到的影像投射到顯示裝置上，完成智能手機(jī)拍攝的事物在顯示裝置上同步放大，在尺度上有放大作用[1]．

蛇形管支架包括底座、蛇形管和卡槽，底座通過蛇形管與卡槽連接；智能手機(jī)放置在蛇形管支架的卡槽中，蛇形管支架夾持智能手機(jī)；蛇形管可以任意彎曲，卡槽可360°調(diào)節(jié)，確保手機(jī)攝像頭精準(zhǔn)對準(zhǔn)所攝物體，觀察多種對象，應(yīng)用多種場合,如圖2和圖3所示.

圖2 示教裝置觀察和調(diào)節(jié)分光計(jì)情景

圖3 示教裝置無線遠(yuǎn)距離觀察和調(diào)節(jié)牛頓環(huán)情景

智能手機(jī)和顯示裝置通過無線連接，在無線網(wǎng)絡(luò)的有效范圍內(nèi)，智能手機(jī)和顯示裝置可分開布置，能擴(kuò)大示教儀的使用空間；所述的顯示裝置可以是大屏幕投影儀，也可以是多臺筆記本電腦．例如,教師可以在講臺上操作或講解，而學(xué)生可以在下面通過筆記本電腦屏幕或者投影儀實(shí)時(shí)、動態(tài)的觀察．

通過安裝在智能手機(jī)和顯示裝置上的App都可以錄制實(shí)驗(yàn)或教學(xué)視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)上，便于制作課件和學(xué)生通過多媒體預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)．

通過手機(jī)攝像頭、同屏筆記本電腦，手機(jī)攝像就可以實(shí)時(shí)、放大成像在屏幕上或者其他投影設(shè)備上，這樣可以把不易于觀察、演示、講解的微觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大成現(xiàn)在較多同學(xué)前，便于學(xué)生觀察，理解，教師授課．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也可錄制，轉(zhuǎn)發(fā)于網(wǎng)絡(luò)上，便于每一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)觀看．另外也可應(yīng)用于課堂教學(xué)，例如把作業(yè)放置在手機(jī)攝像頭前，放大，實(shí)時(shí)動態(tài)講解， 效果好于傳統(tǒng)投影儀，如圖4所示．

圖4 示教裝置講解作業(yè)靜態(tài)和動態(tài)情景

3 總結(jié)

本裝置充分利用智能手機(jī)的便利性和拍攝功能、蛇形管支架的靈活性和顯示裝置的放大性，通過同屏器、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科技結(jié)合起來，用于視野放大教學(xué)，技術(shù)手段先進(jìn)，應(yīng)用范圍廣．可應(yīng)用于多個(gè)視野小的實(shí)驗(yàn)，節(jié)約資金；可以錄制視頻和聯(lián)網(wǎng)，便于制作課件和學(xué)生通過多媒體預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)；可遠(yuǎn)距離無線演示，移動方便，演示自由．本裝置不僅應(yīng)用于視野小的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大，也可應(yīng)用于作業(yè)實(shí)時(shí)講解，可替代投影儀，適合多種教學(xué)場合．

參 考 文 獻(xiàn)

1 賀莉蓉,俞嘉隆,余建波,等.用CCD成像系統(tǒng)觀測透射式牛頓環(huán).物理實(shí)驗(yàn)，2005,25(6)：38～40