新型多功能教鞭設(shè)計(jì)

濱州學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 劉玉美 祁曉麗

新型多功能教鞭設(shè)計(jì)

濱州學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 劉玉美 祁曉麗

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為一種常態(tài)，但隨之而來(lái)也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，過(guò)多依賴(lài)于PPT和激光筆，但有時(shí)又需要傳統(tǒng)教鞭來(lái)指示板書(shū)。基于此，把傳統(tǒng)教鞭和激光筆結(jié)合起來(lái)并進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種新型多功能教鞭，使老師能在PPT和板書(shū)之間轉(zhuǎn)換，具有伸縮、激光指示、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，方便老師使用。

多功能教鞭；方便；可伸縮；噪音小

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為一種常態(tài)，激光筆也逐漸取代了傳統(tǒng)教鞭。但與此同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如有些老師受課程特點(diǎn)的影響，板書(shū)的使用會(huì)多于多媒體，所以在使用激光筆之余仍然需要教鞭，而傳統(tǒng)教鞭和激光筆之間的轉(zhuǎn)換則比較麻煩。此外，使用傳統(tǒng)教鞭在黑板上指示時(shí)也會(huì)發(fā)出比較大的聲音，而激光筆自帶的擴(kuò)音器也會(huì)產(chǎn)生一定的噪音。如果能設(shè)計(jì)出一款集激光筆和傳統(tǒng)教鞭于一體的新型多功能教鞭，且成本低廉、方便攜帶、噪音較小，這將會(huì)方便老師在多媒體和板書(shū)之間快速轉(zhuǎn)換，而且可以給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)比較安靜的課堂環(huán)境，從而提高上課效率。

2 功能需求分析

新型多功能教鞭是為了使用戶(hù)在傳統(tǒng)教鞭與激光筆之間靈活、快速轉(zhuǎn)換，攜帶方便等目標(biāo)而設(shè)計(jì)的，所以它的功能需求可以概括為：

（1）多媒體激光指示功能。這一功能沿用了傳統(tǒng)激光筆能夠指示重點(diǎn)內(nèi)容、上下翻動(dòng)PPT的特點(diǎn)，為大家在進(jìn)行PPT展示時(shí)使用。該功能主要通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的紅外線模塊裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該裝置能夠發(fā)送出紅外射線，來(lái)指點(diǎn)PPT屏幕上的文字等，不僅讓學(xué)生的思維能夠跟隨老師的教授和引導(dǎo)，而且還可以突出重難點(diǎn)知識(shí)。

（2）伸縮功能。這一功能是對(duì)傳統(tǒng)教鞭的引用和改進(jìn)，主要是通過(guò)一根伸縮桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該功能更加適合于那些受課程特點(diǎn)限制而慣用板書(shū)的老師們。該裝置由電機(jī)控制伸縮桿的上下伸縮，在需要指點(diǎn)黑板上的知識(shí)時(shí)，伸縮桿伸出，甚至在近距離指示PPT屏幕時(shí)也可以使用變長(zhǎng)的教鞭。當(dāng)需要遠(yuǎn)距離指示PPT屏幕時(shí)，收回伸縮桿，使用紅外線指示功能即可。此外，在不使用多功能教鞭時(shí)，也可以使伸縮桿處于回收狀態(tài)，這樣方便攜帶。

（3）擴(kuò)音功能。這一功能是由一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)音器配合電池構(gòu)成，主要用于大教室或者聲音低的老師使用。

（4）防噪音功能。主要是針對(duì)伸縮桿的頭部采用了特殊材料，當(dāng)老師拉伸伸縮桿用于在黑板上進(jìn)行指點(diǎn)時(shí)，不會(huì)像傳統(tǒng)教鞭一樣發(fā)出聲音，起到了降噪的作用。

（5）攜帶方便。這一功能主要是通過(guò)外觀設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。外觀設(shè)計(jì)成一支粗筆的樣式，且有筆夾，可以?shī)A在衣服或包上，而它的材料選用輕便的復(fù)合材料，方便使用者攜帶。

（6）遙控功能。這一功能也沒(méi)有脫離原始激光教鞭的遙控功能，通過(guò)遙控器和安裝在電腦端的接收器將多功能教鞭與多媒體及電腦以無(wú)線的形式連接起來(lái)，采用無(wú)線射頻技術(shù)，在數(shù)十米之外也可操控，而且可繞過(guò)或穿過(guò)障礙物，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 外部框架設(shè)計(jì)

該新型多功能教鞭的外部框架是由高級(jí)復(fù)合塑料膠結(jié)而成，整體呈現(xiàn)圓柱形，可兩頭使用，方便紅外線功能和伸縮功能二者的轉(zhuǎn)換。最終的產(chǎn)品堅(jiān)固結(jié)實(shí)，方便攜帶。

圖1 整體結(jié)構(gòu)平面圖

如圖1所示，位于整體結(jié)構(gòu)平面圖中上部的是一個(gè)紅外線發(fā)射裝置。當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕時(shí)，則由集成電路內(nèi)部按編碼發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率管放大推動(dòng)紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。紅外線發(fā)射裝置及按鈕下方是PPT翻頁(yè)按鈕，再下面是整個(gè)動(dòng)力所在，即電源的部分，里面放置了兩個(gè)1.5V的紐扣電池，可從中間擰開(kāi)，隨時(shí)更換電池。電源的下方依次是擴(kuò)音裝置按鈕及擴(kuò)音裝置，以及伸縮桿。在整體教鞭的外側(cè)，緊鄰紅外發(fā)射裝置的部分還設(shè)計(jì)了一個(gè)小夾子，類(lèi)似于鋼筆上的小夾子，它的內(nèi)側(cè)充滿(mǎn)鋸齒，能有效的夾緊衣服、課本等方便放置的地方。

3.2 伸縮裝置設(shè)計(jì)

該部分是由一個(gè)普通的伸縮桿演變而成，將伸縮桿的手柄拆卸下來(lái)，粘合在教鞭的與紅外發(fā)射裝置相反的一端，通過(guò)在不同環(huán)境下使用者適當(dāng)?shù)睦靵?lái)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。

3.3 遙控模塊設(shè)計(jì)

該遙控裝置是由一個(gè)RF射頻遙控器和一個(gè)接收器(USB接口)組成，RF射頻搖控器內(nèi)嵌有無(wú)線RF射頻發(fā)射器，在使用時(shí)只需將接收器插入電腦主機(jī)的USB接口，無(wú)需安裝驅(qū)動(dòng)即可正常工作，使用者只需點(diǎn)擊RF射頻遙控器的開(kāi)關(guān)即可。具體原理圖見(jiàn)圖2。

圖2 遙控裝置原理圖

3.4 結(jié)構(gòu)比例設(shè)計(jì)

該產(chǎn)品的比例設(shè)計(jì)按照使用者的使用便捷程度做了嚴(yán)格的配比，盡最大可能使其最小化。

（1）按鈕雖然相對(duì)較大，但其實(shí)只有0.5厘米的直徑，摸起來(lái)更舒適，使用也更方便。

（2）圓柱形教鞭的整體直徑在2.5厘米左右，非常適合手持，拿起來(lái)會(huì)比較舒服。

（3）整體的長(zhǎng)度控制在了13cm左右。

4 結(jié)束語(yǔ)

該新型多功能教鞭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)測(cè)試，各模塊運(yùn)行正常，操作方便，能夠很好地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，特別是傳統(tǒng)教鞭和激光筆的結(jié)合，使得老師能夠在PPT屏幕和板書(shū)之間順利進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以為學(xué)生更好地指示知識(shí)，增進(jìn)了與學(xué)生的互動(dòng)交流，提高了課堂的教學(xué)效果。

[1]賴(lài)彪,金海鷹,賈惠芹.USB-RS232轉(zhuǎn)換卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2011.

[2]馬履中,謝俊,尹小琴.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2015.

[3]肖文雅,王燕,包新彩.一種基于手套的激光教鞭[J].福建電腦,2016,32(5):52-52.

[4]余錫存,曹?chē)?guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2014.

[5]張屹峰.多媒體教室的自制激光筆交互系統(tǒng)[D].上海交通大學(xué),2013.

祁曉麗（1986—），山西晉中人，助教，主要研究方向：市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)。

濱州學(xué)院2015年“國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201510449037）。

劉玉美（1993—），山東濰坊人，濱州學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院本科生。