運用無線同屏技術 構建物理探究課堂

陳 穎 韓敘虹

（北京市第八十中學，北京 100102）

·現代教學技術·

運用無線同屏技術 構建物理探究課堂

陳 穎 韓敘虹

（北京市第八十中學，北京 100102）

本文詳細介紹了AirPlay構建無線同屏的具體方法，以滑動摩擦力、力的合成、牛頓第二定律、平拋運動等多個教學實例為證，說明無線同屏技術在構建物理高效課堂中的實際應用.

AirPlay；無線同屏；教學實踐

關注身邊的科技發展，借助手機、平板電腦等的多功能，將現代技術跟物理課堂結合起來，實現課堂的實時、動態生成，促進師生的深度交流，并以此構建高效的探究課堂.筆者以滑動摩擦力、力的合成、牛頓第二定律、平拋運動等多個課題為例，介紹應用無線同屏技術進行物理課堂教學實踐的嘗試，以此拋磚引玉，以期引起同行教師借鑒與思考.

1 利用AirPlay構建無線同屏

無線同屏指的是將智能移動終端，如手機、平板電腦等設備的屏幕界面通過無線WiFi投影到投影儀上，實現教室投影大屏幕實時呈現手機或平板電腦的顯示界面.實現無線同屏的方法有多種，本文介紹的是其中最為成熟、且效果最佳的方法——利用AirPlay構建無線同屏.AirPlay是美國蘋果公司推出的一項無線同屏技術，可以通過WiFi將iPhone、iPad等IOS智能移動終端的屏幕內容完整地鏡像到投影設備上，具體操作方法如下.

（1）在與投影儀相連接的電腦中下載并安裝AirPlayer或Airserve軟件等，建立電腦接收端.根據不同的電腦系統需要下載不同的軟件，在Windows系統下可以下載并安裝“蘋果錄屏大師AirPlayer”（如圖1甲），而在Mac OS系統下則可以下載并安裝“Airserver”（如圖1乙）.安裝成功后打開軟件，完成電腦接收端的建設.

圖1 AirPlayer和Airserve軟件

（2）構建無線網絡，使得iPhone等移動終端與電腦接收端處于同一局域網中.AirPlay是通過WiFi傳輸信息，因此要求移動終端與電腦接收端共在一個網絡中.需要注意的是AirPlay暫不支持通過手機信號傳輸，因此用手機創建熱點網絡的方式傳輸信號是不可行的.

（3）打開iPhone等移動終端中的AirPlay鏡像與電腦連接，實現同屏.不同的iOS系統在操作上稍有不同，以iOS 10.1為例，只需要從手機屏幕底部邊緣向上滑動，就可以看到AirPlay的開關，點開開關，勾選需要投影到的電腦端（如圖2甲），即可實現無線同屏，屆時電腦屏幕上就會彈出與之連接的移動設備的鏡像窗口（如圖2乙），調節鏡像窗口的顯示模式，得到最佳的顯示效果.

圖2 手機連接界面和電腦鏡像界面

2 無線同屏技術在物理探究課堂中的應用

在物理探究課堂中，應用無線同屏技術，不僅可以實現現有多媒體設備的基本功能，還可以很好地解決或改善現有課堂存在的諸多問題.主要有以下優勢.

（1）解放教師活動空間，有利于師生深度交流.在常規課堂中，教師由于要操作電腦，活動范圍受限于講臺無法深入學生，不能實現與學生近距離交流.即便教師可以使用翻頁筆控制PPT課件，但仍然無法操作超鏈接的打開、其他程序的切換等指令.若通過無線同屏技術，只要將PPT課件或需要的其他文件程序導入iPhone等移動終端，就可以在iPhone等移動終端上打開課件，直接控制課件，打開超鏈接或切換其他程序，全程不再受限于講臺，可以很好地深入學生，與學生做近距離的深入互動.

（2）增強演示實驗的可視化.在課堂教學中，常遇到演示實驗儀器較小，不能移動等情況而影響實驗效果，例如在“探究滑動摩擦力”中教師往往會借助滑動摩擦力演示儀來說明滑動摩擦力的大小或方向，但是滑動摩擦力演示儀小且重，還需通電使用，不適合走動展示而影響學生觀察.利用無線同屏技術，只需將iPhone等移動終端的界面切換至“相機”，手機就迅速轉換為一個輕便、可移動的高清攝像頭了，這樣無論坐在教室哪個位置的學生都能清晰地看到滑動摩擦力演示儀上滑塊的運動情況了，更清晰地觀察到彈簧測力計的示數（如圖3）.再如，在演示平拋豎落儀時，通過攝像頭的投影展示，即可讓全班學生清晰地看到平拋豎落儀的構造，以及實驗演示的過程（如圖3）.

圖3 利用無線同屏技術增強演示實驗的可視化

（3）高速、便捷分享學生實驗設計方案，構建可視化的高效課堂.在物理探究課堂中，往往要求學生設計實驗方案并交流分享，在分享時學生需將設計方案拿至實物投影儀處再分享說明，整個過程耗時費力.利用無線同屏技術，將iPhone等移動終端的界面切換至“相機”，簡單一拍，學生的設計方案立即呈現在投影大屏幕上，學生即可開始分享交流.而在學生分享了不同的實驗方案后，還可以通過查看前后照片，讓學生比較分析，更有助于深入地交流討論.例如在設計驗證平拋運動豎直方向分運動的實驗方案時，通過無線同屏技術，便捷地記錄下兩組學生的實驗方案（如圖4所示），因為節省了上下講臺，設備調試的時間，因此在較短時間內，兩位學生完整地闡述了各自的實驗方案，其他學生還進行了比較總結.

圖4 利用無線同屏技術分享學生的方案設計

（4）實時記錄學生的行為，實現課堂動態生成.新課程理念下，學生即資源，如何利用學生課上的反饋動態生成課堂的教學資源，是新課程理念下的探究教學的要求.以探究力的合成的教學為例，課上，有部分學生僅記錄下測力計的讀數，標出合力與分力的方向，在紙上做出的是力的示意圖，此時教師沒有直接告訴學生應該如何，而是利用無線同屏技術，用手機記錄下多組學生所做的力的示意圖（如圖5所示），回看照片后問“現在我們記錄下了合力與分力的大小與方向，請同學們根據實驗結果歸納總結合力與分力之間存在的關系”.顯然，根據力的示意圖，學生無法得出正確結論，然后教師再追問“為什么‘看’不出來呢？”略微停頓后，再啟發學生：“同學們看看自己作的圖，我們畫的是力的什么圖？——示意圖.這些力的示意圖能否準確直觀地表示合力與分力的大小和方向呢？不能，那我們應該怎么做？（用什么來直觀準確地表示力的大小和方向？）”此時學生恍然大悟，應該是作力的圖示.

圖5 學生用力的示意圖表示合力與分力

課堂是學生的課堂，教學應是基于課堂的生成.無線同屏技術的應用，及時地幫助教師捕捉學生的課堂生成，讓師生之間的思維產生碰撞交流.再如，在力的合成實驗操作中，學生出現一些不正確的操作，同樣也可以通過無線同屏技術記錄下來（如圖6所示），運用可視化的行為再現，起到了很好的操作規范和指導實驗的功能.

（5）記錄多組學生的實驗數據和結果，同時呈現、共享.通過學生分組實驗，各組學生都得到了自己的實驗數據，在常規課堂中由于時間的限制，往往只能選取個別組上臺展示實驗數據和結果.而通過無線同屏技術，可以用手機的照相功能將多組學生的實驗結果記錄下來，通過回看照片，就可以連續地看到多組學生的實驗結果，讓大家感覺到實驗的結論不再是根據一個人或某一組的實驗結果得到，而是根據全班學生的共同實驗所得，這樣更有助于培養每位學生的成就感，激發他們投入科學探究的興趣和熱情.

圖6 學生在力的合成實驗中的錯誤操作

3 結語

促進學生物理核心素養的發展，是我們每位物理教師的共同心愿與責任，而學生的發展更離不開教師自身的進步.在科技迅猛發展的今天，不僅需要教師在教學上要不斷發展自己的專業水平和素養，開闊視野；同時，也需要我們教師要與時俱進，運用現代化的科技構建科學高效的物理課堂，顯然，無線同屏就是這樣一項既操作簡單又效果顯著的技術，值得教師們運用和借鑒.

2017－01－09）