智能手機變身無線攝像頭助力物理課堂教學

羅 慧

(衢州紫港中學 浙江 衢州 324200)

智能手機變身無線攝像頭助力物理課堂教學

羅 慧

(衢州紫港中學 浙江 衢州 324200)

基于當下教師基本都擁有智能手機的現狀，提出了利用相應軟件將安卓系統手機或者IOS系統手機(蘋果)變身無線攝像頭的方法，助力物理課堂教學，使教師在作業展示時更貼近學生，習題教學時更具有示范性，實驗演示時更便于學生觀察.

智能手機 物理教學 無線攝像頭

1 問題的提出

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》指出：“信息技術對教育發展具有革命影響，必須予以高度重視”，要“強化信息技術應用，提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果”[1].

智能手機是21世紀最偉大的發明之一，最大的特點就是具有開放式的操作系統，且一般配備像素比較高的后置攝像頭.實物展示臺可以展示學生作業、操作演示、實驗器材等，具有實時性、靈活性，從而可以增強學生自信心，激發學生學習興趣，提高課堂教學效率.但筆者發現有的教室并沒有配備實物展示臺，即使配備了展示臺其視頻設備往往像素不高，且課堂上需手動調焦，并不斷調整實物位置，操作極其不便，為此筆者思考能否將智能手機變身無線攝像頭并應用于物理課堂教學，經過一段時間的研究和實踐小有收獲.

2 手機變身無線攝像頭

2.1 準備

需要用到的軟件為Droidcam手機端和PC端(用于安卓手機)，Airplayer和Bonjour(用于蘋果手機)(圖1)，可在網上搜索下載.為應對不同的教學環境使用除智能手機外還需配備360wifi、路由器、可彎曲手機支架.如果教室里沒有無線信號，可以利用無線路由器提供，無需接入Inter網；360wifi是一種無線網卡，可以讓教室里的臺式機接收無線信號讓手機和臺式機處于共同的局域網內；將手機作為實物投影儀時可以將手機卡在支架上，使手機可以固定擺放在任意角度.

圖1 需要的軟件

2.2 不同手機的連接方法

2.2.1 安卓系統手機(以小米3為例)

在電腦端和手機端分別安裝軟件Droidcam，并打開.確定手機和電腦在同一個局域網中，在手機上會顯示如圖2所示界面，將“WIFI IP”的IP地址輸入至電腦端的“Device IP”中，點擊“Start” (圖3)，就可以自動開啟手機攝像頭并在電腦中同步手機攝像頭畫面.效果如圖4所示.

圖2 連接無線信號

圖3 設置IP地址

圖4 電腦同步手機攝像頭畫面

2.2.2 IOS系統手機(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)，同時讓手機和電腦處在一個局域網中，在iPhone中打開控制中心(圖5)，點擊”Airplay鏡像”，選擇輸出設備Itoos(圖6)，即可實現手機與電腦同屏，即電腦顯示手機畫面，然后在手機端打開攝像頭軟件即可,效果如圖7所示.

圖5 控制中心

圖6 輸出設備Itoos

圖7 手機與電腦同屏

3 物理課堂教學應用

3.1 展示學生課堂練習

在本市的優質課評選活動上，8節課上共有8位學生在黑板上進行板演，僅有兩位學生能將題目做對，有幾位學生幾乎沒有動手，失去了板演的功能.是這幾位教師的“運氣“不好么？筆者以為不是這樣，很多學生在自己座位上做得很好，原因可能在于在黑板上板演時壓力過大影響了學生的思考.利用手機做無線攝像頭，教師可以走到學生中間，將學生的練習拍照直接在屏幕上顯示，可以快速地展示多位不同位置學生的典型案例，不受時間和空間的限制，同時也避免了學生板演的壓力，進一步體現了學生的主體地位.

3.2 教師解題示范

教師的勞動是一種示范性勞動，是通過教師自身的語言、動作等行為科學規范地展示教育內容的本質，把知識、技能社會行為規范轉化為學生的知識、才能、品行.教師引導學生解題的對象往往是在黑板或者是多媒體上的，而學生解題是在紙上的，對象的不同也會對習題教學的效率產生影響.教師可以嘗試在紙上進行習題教學，并在投影儀上展示解題過程，利用教師的示范性可以提高學困生處理問題的能力.

3.3 實驗展示

物理是一門實驗科學，課堂演示實驗可以幫助學生掌握操作技能，深入理解物理規律.傳統的實物投影只能自上而下地展示實驗過程，能夠調節的鏡頭角度有限，同時，投影儀的光學變焦倍數有限，無法滿足特別放大的要求.通過手機攝像頭像素高且自動對焦的功能可以很好地解決實驗的可視性問題，調動學生的參與度，確保實驗結論的可信度，進而提高課堂效率.課堂實踐舉例如下.

例1：測玻璃折射率[2]

該實驗教師往往利用多媒體模擬實驗告訴學生需要用P3去擋住P1和P2的像，學生不容易理解.將手機變身無線攝像頭并用支架固定(也可以手持)可以充當學生的“眼”，通過投影讓學生看到P1，P2和P1，P2的像，再用大頭針現場擋住P1和P2的像，學生全部明白了.將手機攝像按如圖8(a)所示擺放，手機觀察到的物和像效果如圖8(b)所示.

(a)用手機攝像

(b)通過手機觀察物和像效果

例2：觀察運動電荷在磁場中的圓周運動

洛倫茲力演示器能演示磁場對運動電子產生的洛倫茲力，可在三維空間觀察電子運動的徑跡，并能測定電子的荷質比.但是在觀察時，徑跡不夠明亮，即使是裝在內部涂滿無光黑漆的暗箱內部，實驗效果也受光線照射和鏡面反光的影響，教師往往關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，費時又會分散學生的注意力.筆者在做這個實驗時，將手機卡在支架上，調整位置，讓攝像頭對著徑跡(圖9)，蓋上黑色的幕布(后蓋)，此時儀器處在完全黑暗的空間中，智能手機充當了我們的眼睛(圖10)，在黑暗的環境下帶電粒子的運動徑跡更加清晰(圖11).

圖9 放在支架上的手機攝像頭對著徑跡

圖10 將暗箱用黑布遮蓋

圖11 拍攝到的粒子運動徑跡

4 結束語

綜上所述，當手機利用軟件成為無線攝像頭后，可以完美地替代教室原有的實物投影儀，具有成本低、操作簡便、圖像清晰等優點，能很好地提高物理的課堂效率.筆者在課堂上長期實踐應用這個方法，受到了學生和同行的一致好評.

1 孫少輝.從幾款app看安卓智能手機在中學物理教學中的應用.物理教學探討，2016,34(4):64～69

2 陳德曹.巧用攝像頭提高演示實驗可視度.林區教學,2015(3)：102～103

2017-02-05)