在一次生物實驗中,我班同學爭先恐后地觀看顯微鏡下的實驗圖像,險些引發一場“戰爭”。事后我想,如果同學們能同時觀看顯微鏡下的圖像,那該多好呀!
我在一次使用智能手機拍照時突然想到,如果將手機拍照功能與顯微鏡進行有效整合,就能既滿足學生學習的需求,又有助于老師教學。于是,我設計了一款適用于不同類型顯微鏡的智能手機支架。該支架上的微調裝置可使托盤上的手機上下、左右及前后移動,使手機與顯微鏡的目鏡鏡頭精準對接。
數碼顯微鏡上的目鏡一頭大,一頭小,有時還需把目鏡拉長或縮短再使用。我將托盤與套筒分離,再用可升降撐桿把托盤與套筒對接,解決了目鏡直徑大、套筒小的問題,也解決了拉長或縮短目鏡時需要上下移動托盤的問題。
一、器材準備
智能手機、光學顯微鏡、不銹鋼螺母(內徑為0.5厘米的6個,內徑為0.8厘米的3個)、不銹鋼板(長度為17厘米,寬度為12.2厘米)、不銹鋼圓筒(直徑為3.6厘米,高度為2.8厘米)、臨時裝片、金屬支撐桿、改裝后的顯微鏡卡尺和無線同屏器。
二、支架的使用方法
(一)在數碼顯微鏡上使用
1.按常規方法調節顯微鏡,在低倍鏡或高倍鏡下找到清晰的像,將支架套在鏡筒上,使支架上的托盤與目鏡齊平。
2.把手機平放在托盤上,通過調節顯微鏡卡尺對手機進行前后左右移動。調節撐桿上的螺絲,讓手機在托盤上上下移動,使手機鏡頭與目鏡實現精準對接,直至手機屏幕上出現滿屏物象。
3.從手機屏幕上觀察并拍攝微觀圖像。
(二)在普通光學顯微鏡下使用
使用方法同上,只需在安裝支架之前在目鏡上套一個套筒,方便支架上的大尺寸套筒牢固地嵌入。
(三)多臺顯微鏡組合使用
1.將一臺顯微鏡的支架水平旋轉90°,并靠近另一臺顯微鏡,同時按常規方法調節另一臺顯微鏡,在低倍鏡或高倍鏡下找到清晰的像。
2.把手機放在平放的托盤上,手機鏡頭靠近另一臺顯微鏡的目鏡。通過前后左右調節微調裝置,使手機鏡頭與目鏡精準對接,直至手機屏幕出現滿屏物象。
3.從手機屏幕上觀察并拍攝微觀圖像。
(四)與投影儀或一體機組裝使用
將該裝置通過無線同步器,與多媒體教室的投影儀或一體機實現無線連接,把現場觀察到的顯微鏡下的內容在多媒體教室的屏幕上呈現,以直播的形式展示出來。
三、共享圖像
(一)把無線同屏器安裝在多媒體教室的投影儀或一體機上,通過無線同屏器將智能手機與教室的投影儀或一體機連接,接通電源,開啟投影儀或一體機。
(二)打開手機的“設置”菜單欄,點擊“更多連接方式”選項。
(三)找到無線同屏器傳送的信號源,并點擊連接。
(四)打開手機熱點,將計算機通過Wi-Fi接入手機熱點,或將手機與計算機都接入相同的路由器,實現手機與計算機互聯互通。
(五)運行“IP攝像頭”App, 根據提示選擇“開啟服務器”。此時,手機相當于一臺視頻服務器,為計算機提供視頻服務。
該裝置操作方便,實驗效果好,能高效實現微觀現象宏觀化及圖像共享。同學們能從手機屏幕上同時、同步觀察多臺顯微鏡下的標本圖像,還可用手機拍攝并保存實驗結果。
(指導老師:沈勇兵 劉霞娟 曾碧紅)
專家點評
湖南省武岡市第一中學沈孜萱同學的適用于顯微鏡的智能手機支架,從發明選題的方式上分析,屬于老題新做的項目,曾經也有青少年探討過這個課題。而從沈孜萱同學的創新實際出發,該選題源于同學們用顯微鏡開展實驗觀察學習的實際需求。沈孜萱同學能想同學之所想、急同學之所急,大膽創新、勇于實踐、敢于超越,其創新意識與毅力,值得肯定。
首先,能從學習中找到創新的課題不是一件容易的事情。因為受思維定勢的影響,我們常覺“它就應該這樣”,很難想到要改變或創新。能抓住這個課題,說明其創新意識已達到一定高度。其次,要完成這個作品,使它完全達到設計要求,必須將多學科的知識、技能等綜合應用,并且要耗費大量的課余時間,沒有良好的創新毅力是難以堅持的。
建議沈孜萱同學在學習中繼續尋找更新穎而又力所能及的課題,進一步提升自己的創新意識,鍛煉自己的毅力。