智能手機(jī)變身無(wú)線攝像頭助力物理課堂教學(xué)

羅 慧

(衢州紫港中學(xué) 浙江 衢州 324200)

智能手機(jī)變身無(wú)線攝像頭助力物理課堂教學(xué)

羅 慧

(衢州紫港中學(xué) 浙江 衢州 324200)

基于當(dāng)下教師基本都擁有智能手機(jī)的現(xiàn)狀，提出了利用相應(yīng)軟件將安卓系統(tǒng)手機(jī)或者IOS系統(tǒng)手機(jī)(蘋果)變身無(wú)線攝像頭的方法，助力物理課堂教學(xué)，使教師在作業(yè)展示時(shí)更貼近學(xué)生，習(xí)題教學(xué)時(shí)更具有示范性，實(shí)驗(yàn)演示時(shí)更便于學(xué)生觀察.

智能手機(jī) 物理教學(xué) 無(wú)線攝像頭

1 問(wèn)題的提出

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命影響，必須予以高度重視”，要“強(qiáng)化信息技術(shù)應(yīng)用，提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果”[1].

智能手機(jī)是21世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，最大的特點(diǎn)就是具有開(kāi)放式的操作系統(tǒng)，且一般配備像素比較高的后置攝像頭.實(shí)物展示臺(tái)可以展示學(xué)生作業(yè)、操作演示、實(shí)驗(yàn)器材等，具有實(shí)時(shí)性、靈活性，從而可以增強(qiáng)學(xué)生自信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率.但筆者發(fā)現(xiàn)有的教室并沒(méi)有配備實(shí)物展示臺(tái)，即使配備了展示臺(tái)其視頻設(shè)備往往像素不高，且課堂上需手動(dòng)調(diào)焦，并不斷調(diào)整實(shí)物位置，操作極其不便，為此筆者思考能否將智能手機(jī)變身無(wú)線攝像頭并應(yīng)用于物理課堂教學(xué)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究和實(shí)踐小有收獲.

2 手機(jī)變身無(wú)線攝像頭

2.1 準(zhǔn)備

需要用到的軟件為Droidcam手機(jī)端和PC端(用于安卓手機(jī))，Airplayer和Bonjour(用于蘋果手機(jī))(圖1)，可在網(wǎng)上搜索下載.為應(yīng)對(duì)不同的教學(xué)環(huán)境使用除智能手機(jī)外還需配備360wifi、路由器、可彎曲手機(jī)支架.如果教室里沒(méi)有無(wú)線信號(hào)，可以利用無(wú)線路由器提供，無(wú)需接入Inter網(wǎng)；360wifi是一種無(wú)線網(wǎng)卡，可以讓教室里的臺(tái)式機(jī)接收無(wú)線信號(hào)讓手機(jī)和臺(tái)式機(jī)處于共同的局域網(wǎng)內(nèi)；將手機(jī)作為實(shí)物投影儀時(shí)可以將手機(jī)卡在支架上，使手機(jī)可以固定擺放在任意角度.

圖1 需要的軟件

2.2 不同手機(jī)的連接方法

2.2.1 安卓系統(tǒng)手機(jī)(以小米3為例)

在電腦端和手機(jī)端分別安裝軟件Droidcam，并打開(kāi).確定手機(jī)和電腦在同一個(gè)局域網(wǎng)中，在手機(jī)上會(huì)顯示如圖2所示界面，將“WIFI IP”的IP地址輸入至電腦端的“Device IP”中，點(diǎn)擊“Start” (圖3)，就可以自動(dòng)開(kāi)啟手機(jī)攝像頭并在電腦中同步手機(jī)攝像頭畫(huà)面.效果如圖4所示.

圖2 連接無(wú)線信號(hào)

圖3 設(shè)置IP地址

圖4 電腦同步手機(jī)攝像頭畫(huà)面

2.2.2 IOS系統(tǒng)手機(jī)(以iPhone6為例)

先在電腦端依次安裝軟件——蘋果錄屏大師Airplayer和Bonjour(輔助軟件)，同時(shí)讓手機(jī)和電腦處在一個(gè)局域網(wǎng)中，在iPhone中打開(kāi)控制中心(圖5)，點(diǎn)擊”Airplay鏡像”，選擇輸出設(shè)備Itoos(圖6)，即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)與電腦同屏，即電腦顯示手機(jī)畫(huà)面，然后在手機(jī)端打開(kāi)攝像頭軟件即可,效果如圖7所示.

圖5 控制中心

圖6 輸出設(shè)備Itoos

圖7 手機(jī)與電腦同屏

3 物理課堂教學(xué)應(yīng)用

3.1 展示學(xué)生課堂練習(xí)

在本市的優(yōu)質(zhì)課評(píng)選活動(dòng)上，8節(jié)課上共有8位學(xué)生在黑板上進(jìn)行板演，僅有兩位學(xué)生能將題目做對(duì)，有幾位學(xué)生幾乎沒(méi)有動(dòng)手，失去了板演的功能.是這幾位教師的“運(yùn)氣“不好么？筆者以為不是這樣，很多學(xué)生在自己座位上做得很好，原因可能在于在黑板上板演時(shí)壓力過(guò)大影響了學(xué)生的思考.利用手機(jī)做無(wú)線攝像頭，教師可以走到學(xué)生中間，將學(xué)生的練習(xí)拍照直接在屏幕上顯示，可以快速地展示多位不同位置學(xué)生的典型案例，不受時(shí)間和空間的限制，同時(shí)也避免了學(xué)生板演的壓力，進(jìn)一步體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位.

3.2 教師解題示范

教師的勞動(dòng)是一種示范性勞動(dòng)，是通過(guò)教師自身的語(yǔ)言、動(dòng)作等行為科學(xué)規(guī)范地展示教育內(nèi)容的本質(zhì)，把知識(shí)、技能社會(huì)行為規(guī)范轉(zhuǎn)化為學(xué)生的知識(shí)、才能、品行.教師引導(dǎo)學(xué)生解題的對(duì)象往往是在黑板或者是多媒體上的，而學(xué)生解題是在紙上的，對(duì)象的不同也會(huì)對(duì)習(xí)題教學(xué)的效率產(chǎn)生影響.教師可以嘗試在紙上進(jìn)行習(xí)題教學(xué)，并在投影儀上展示解題過(guò)程，利用教師的示范性可以提高學(xué)困生處理問(wèn)題的能力.

3.3 實(shí)驗(yàn)展示

物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，課堂演示實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生掌握操作技能，深入理解物理規(guī)律.傳統(tǒng)的實(shí)物投影只能自上而下地展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，能夠調(diào)節(jié)的鏡頭角度有限，同時(shí)，投影儀的光學(xué)變焦倍數(shù)有限，無(wú)法滿足特別放大的要求.通過(guò)手機(jī)攝像頭像素高且自動(dòng)對(duì)焦的功能可以很好地解決實(shí)驗(yàn)的可視性問(wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與度，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度，進(jìn)而提高課堂效率.課堂實(shí)踐舉例如下.

例1：測(cè)玻璃折射率[2]

該實(shí)驗(yàn)教師往往利用多媒體模擬實(shí)驗(yàn)告訴學(xué)生需要用P3去擋住P1和P2的像，學(xué)生不容易理解.將手機(jī)變身無(wú)線攝像頭并用支架固定(也可以手持)可以充當(dāng)學(xué)生的“眼”，通過(guò)投影讓學(xué)生看到P1，P2和P1，P2的像，再用大頭針現(xiàn)場(chǎng)擋住P1和P2的像，學(xué)生全部明白了.將手機(jī)攝像按如圖8(a)所示擺放，手機(jī)觀察到的物和像效果如圖8(b)所示.

(a)用手機(jī)攝像

(b)通過(guò)手機(jī)觀察物和像效果

例2：觀察運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

洛倫茲力演示器能演示磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電子產(chǎn)生的洛倫茲力，可在三維空間觀察電子運(yùn)動(dòng)的徑跡，并能測(cè)定電子的荷質(zhì)比.但是在觀察時(shí)，徑跡不夠明亮，即使是裝在內(nèi)部涂滿無(wú)光黑漆的暗箱內(nèi)部，實(shí)驗(yàn)效果也受光線照射和鏡面反光的影響，教師往往關(guān)燈拉窗以盡量讓教室光線減弱，但這樣操作比較影響課堂效果，費(fèi)時(shí)又會(huì)分散學(xué)生的注意力.筆者在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將手機(jī)卡在支架上，調(diào)整位置，讓攝像頭對(duì)著徑跡(圖9)，蓋上黑色的幕布(后蓋)，此時(shí)儀器處在完全黑暗的空間中，智能手機(jī)充當(dāng)了我們的眼睛(圖10)，在黑暗的環(huán)境下帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡更加清晰(圖11).

圖9 放在支架上的手機(jī)攝像頭對(duì)著徑跡

圖10 將暗箱用黑布遮蓋

圖11 拍攝到的粒子運(yùn)動(dòng)徑跡

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)手機(jī)利用軟件成為無(wú)線攝像頭后，可以完美地替代教室原有的實(shí)物投影儀，具有成本低、操作簡(jiǎn)便、圖像清晰等優(yōu)點(diǎn)，能很好地提高物理的課堂效率.筆者在課堂上長(zhǎng)期實(shí)踐應(yīng)用這個(gè)方法，受到了學(xué)生和同行的一致好評(píng).

1 孫少輝.從幾款app看安卓智能手機(jī)在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用.物理教學(xué)探討，2016,34(4):64～69

2 陳德曹.巧用攝像頭提高演示實(shí)驗(yàn)可視度.林區(qū)教學(xué),2015(3)：102～103

2017-02-05)