智能手机无线多功能示教装置

闫顺生

(唐山学院基础教学部 河北 唐山 063000)

很多的实验教学(例如分光计的调节和使用、牛顿环测凸透镜曲率半径等)需要用目镜观察实验现象，然而通常光学仪器目镜观察的视野很小，不能把实验影像供多名学生观看，因此教师在教学讲解、示范过程中受到很大的局限性，学生的学习效果也不理想．

为了解决仪器目镜观察视野小的难点，本人自制了一种智能手机无线多功能示教装置，可应用于视野放大技术领域．此装置利用智能手机的拍摄先进性、蛇形管支架的灵活性、笔记本屏幕或者其他显示器的放大性、同屏器、互联网等现代科技结合起来用于视野放大场合，不仅可以把视野小的实验现象加以同步放大、动态和静态演示，还可以录制视频和联网，技术先进，应用范围广．

1 装置介绍

智能手机无线多功能示教装置由智能手机、蛇形管支架、同屏器和显示装置构成，如图1所示．

图1 智能手机无线多功能示教装置示意图

其中显示装置可以是笔记本电脑、液晶电视和投影仪等．智能手机和显示装置通过同屏器3以无线方式匹配连接．智能手机放置在蛇形管支架2的卡槽内，蛇形管支架的底座可夹持在桌沿上或其他固定物上．

当需要视野放大观察物体时，调整蛇形管支架，使手机摄像头精确对准观察光学仪器的目镜或图像，调整合适放大倍数，使图像或物体同步放大显示在显示装置的屏幕上．

2 具体实施

首先是用同屏器建立一个局域网，确保智能手机和显示装置处于同一网络环境中；然后使用第三方录屏App或者使用原生Chromecast进行连接，实现智能手机和显示装置连接(以安卓手机和安卓录屏王App为例，智能手机内置安卓操作系统，与显示装置处于同一网络环境中，将Apowersoft安卓录屏王安装在显示装置，下载Apowersoft录屏王安卓App也安装在智能手机上，使智能手机和显示装置的屏幕同屏)；智能手机的手机摄像头紧贴光学仪器的目镜，把手机摄像头观测到的影像投射到显示装置上，完成智能手机拍摄的事物在显示装置上同步放大，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，底座通过蛇形管与卡槽连接；智能手机放置在蛇形管支架的卡槽中，蛇形管支架夹持智能手机；蛇形管可以任意弯曲，卡槽可360°调节，确保手机摄像头精准对准所摄物体，观察多种对象，应用多种场合,如图2和图3所示.

图2 示教装置观察和调节分光计情景

图3 示教装置无线远距离观察和调节牛顿环情景

智能手机和显示装置通过无线连接，在无线网络的有效范围内，智能手机和显示装置可分开布置，能扩大示教仪的使用空间；所述的显示装置可以是大屏幕投影仪，也可以是多台笔记本电脑．例如,教师可以在讲台上操作或讲解，而学生可以在下面通过笔记本电脑屏幕或者投影仪实时、动态的观察．

通过安装在智能手机和显示装置上的App都可以录制实验或教学视频，上传到网络上，便于制作课件和学生通过多媒体预习和学习．

通过手机摄像头、同屏笔记本电脑，手机摄像就可以实时、放大成像在屏幕上或者其他投影设备上，这样可以把不易于观察、演示、讲解的微观实验现象放大成现在较多同学前，便于学生观察，理解，教师授课．实验现象也可录制，转发于网络上，便于每一个学生学习观看．另外也可应用于课堂教学，例如把作业放置在手机摄像头前，放大，实时动态讲解， 效果好于传统投影仪，如图4所示．

图4 示教装置讲解作业静态和动态情景

3 总结

本装置充分利用智能手机的便利性和拍摄功能、蛇形管支架的灵活性和显示装置的放大性，通过同屏器、互联网等现代科技结合起来，用于视野放大教学，技术手段先进，应用范围广．可应用于多个视野小的实验，节约资金；可以录制视频和联网，便于制作课件和学生通过多媒体预习和学习；可远距离无线演示，移动方便，演示自由．本装置不仅应用于视野小的实验现象放大，也可应用于作业实时讲解，可替代投影仪，适合多种教学场合．

参 考 文 献

1 贺莉蓉,俞嘉隆,余建波,等.用CCD成像系统观测透射式牛顿环.物理实验，2005,25(6)：38～40