希沃授課助手在物理教學(xué)中的應(yīng)用*
——以“通電導(dǎo)線在磁場中受到的力”教學(xué)為例

葉峻銘 張軼炳

(寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院 寧夏 銀川 750021)

1 引言

隨著時(shí)代的進(jìn)步，越來越多的高科技產(chǎn)品用于教育行業(yè)之中.近年來，智能手機(jī)和平板電腦在課堂教學(xué)中已得到廣泛應(yīng)用.

對于物理教學(xué)而言，課堂中經(jīng)常需要作圖與進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn).不借助教輔工具的幫助畫出標(biāo)準(zhǔn)的圖形其實(shí)是非常困難的，教師平時(shí)由于忘帶工具或迫于教學(xué)時(shí)間，時(shí)常徒手作圖，導(dǎo)致其所作圖形與標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn).物理終究是一門基于實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，所以平時(shí)課堂中的演示實(shí)驗(yàn)非常多.但由于空間與實(shí)驗(yàn)本身器材規(guī)格的限制，教師在講臺上演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些學(xué)生不能仔細(xì)地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且教師為維持課堂秩序，不可能允許所有學(xué)生圍在講臺附近觀看實(shí)驗(yàn).從以上現(xiàn)象中可看出，傳統(tǒng)的教學(xué)中有多處不便.但將希沃授課助手應(yīng)用于物理課堂教學(xué)之中，這些問題都將迎刃而解.

“希沃授課助手”是一款由希沃公司自主研發(fā)的基于無線WIFI網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)助手軟件.希沃授課助手電腦版可以通過運(yùn)行于移動終端的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)手持移動終端與PC及智能平板等多個(gè)平臺的互相聯(lián)動.在課堂中，可通過智能手機(jī)對電腦進(jìn)行操控，實(shí)現(xiàn)移動教學(xué).接下來，筆者將簡要介紹希沃授課助手的使用需求、使用步驟以及在物理教學(xué)中的功能，并以人教版高中《物理·選修3-1》中“通電導(dǎo)線在磁場中受到的力”一課的教學(xué)為例進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用.

2 移動端與電腦端的連接方案

2.1 連接方案的軟硬件需求分析

對于硬件而言，首先需要有一臺電腦和一部智能手機(jī).由于需要將電腦和手機(jī)連接到同一局域網(wǎng)，兩者都要具備連接WIFI的功能.在教室計(jì)算機(jī)不具備無線網(wǎng)卡的情況下，可在淘寶購買免驅(qū)USB無線網(wǎng)卡[1](比如水星MW150US，淘寶價(jià)格30元以下，如圖1所示).

圖1 USB無線網(wǎng)卡

筆記本電腦則無需購買無線網(wǎng)卡.但考慮到學(xué)校為每位教師分發(fā)一臺工作筆記本電腦或讓教師個(gè)人購買筆記本電腦將耗費(fèi)大量資金，購買USB無線網(wǎng)卡與之相比更加簡便實(shí)惠.

在軟件方面，先在手機(jī)端下載希沃授課助手(可在應(yīng)用商店里下載)，再在計(jì)算機(jī)端下載希沃授課助手PC端(百度希沃授課助手并下載官方版).

2.2 移動端與電腦端的連接步驟

在教室計(jì)算機(jī)主機(jī)的USB端插入U(xiǎn)SB無線網(wǎng)卡，一般會自動安裝驅(qū)動(如果不能自動安裝，請雙擊USB盤里的安裝程序).如果已有無線網(wǎng)卡(如筆記本自帶)，請?zhí)^此步驟.在計(jì)算機(jī)主機(jī)上安裝希沃授課助手PC端，安裝后運(yùn)行界面如圖2所示.然后需要將電腦與手機(jī)置于同一局域網(wǎng)之中，其方法共有3種.

圖2 希沃授課助手PC端界面

(1)如果電腦端有網(wǎng)絡(luò)，可在圖2的PC端界面中勾選[啟動熱點(diǎn)]，接著打開手機(jī)端的希沃授課助手，將手機(jī)連接至如圖2所示的WIFI中，熱點(diǎn)的名稱和密碼都在PC端明確顯示，可以隨意修改名稱及密碼.手機(jī)連接熱點(diǎn)之后，掃一下計(jì)算機(jī)上希沃授課助手的二維碼，即可實(shí)現(xiàn)連接.此方法的優(yōu)點(diǎn)在于不需經(jīng)過校園無線網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)PC端與移動端的連接，減輕了校園網(wǎng)的負(fù)擔(dān).

(2)將PC端與移動端一起連接至校園網(wǎng)，再掃一下計(jì)算機(jī)上希沃授課助手的二維碼，實(shí)現(xiàn)連接.

(3)如果PC端沒有網(wǎng)絡(luò)，學(xué)校也沒有校園網(wǎng)，此時(shí)可借助手機(jī)熱點(diǎn)完成連接.首先，打開手機(jī)熱點(diǎn)，將電腦連接至手機(jī)熱點(diǎn)，再掃一下計(jì)算機(jī)上希沃授課助手的二維碼，實(shí)現(xiàn)連接.

連接成功后，PC端只會出現(xiàn)連接成功的提示，而手機(jī)上出現(xiàn)的界面則具有多種方便的功能，如圖3所示.

圖3 希沃授課助手移動端界面

3 在物理教學(xué)中希沃授課助手的功能分析

如圖3中移動端界面所示，希沃授課助手具有移動展臺、課件演示、屏幕同步、文件上傳、觸摸板等功能.接下來，筆者將逐一介紹其功能.

3.1 移動展臺

移動展臺中有手機(jī)直播和拍照上傳的功能.點(diǎn)擊移動展臺后，移動端界面如圖4所示.

圖4 手機(jī)直播與拍照上傳功能的界面

底部的功能與手機(jī)拍照功能類似，可點(diǎn)擊切換不同功能.第一種是直播，直播是直接將手機(jī)攝像頭拍攝的畫面同屏至電腦屏幕，利用攝像頭實(shí)時(shí)演示實(shí)驗(yàn)或展示物品，即在屏幕同步狀態(tài)下攝像頭所攝內(nèi)容都會實(shí)時(shí)動態(tài)地顯示在投影儀上，利用此功能可以方便地向?qū)W生展示詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程.第二種是普通，普通其實(shí)就是拍照上傳，將照片拍下后按下上傳鍵可將拍下的照片直接顯示在電腦界面.通過此功能，教師可以及時(shí)捕捉學(xué)生在做題中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤或者閃光點(diǎn)，進(jìn)行拍照并上傳，同屏在大屏幕上，讓學(xué)生在相互糾錯(cuò)中及時(shí)找到自己解答中存在的問題.通過對典型錯(cuò)誤的糾正，可以更快地掌握做題的方法.

3.2 課件演示

在上課的過程中，教師經(jīng)常需要在學(xué)生中間巡視或者給予及時(shí)的幫助和指導(dǎo).但是一旦需要播放PPT的時(shí)候，又要立即走回講臺用鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊，往往會造成課堂的短暫中斷，希沃授課助手則可以幫助教師隨時(shí)隨地控制講臺上電腦端的PPT.只需要點(diǎn)擊圖5中的“演示課件”按鈕即可.

圖5 演示課件界面

點(diǎn)擊該按鈕后，會出現(xiàn)如圖6所示的界面.雖然平時(shí)課堂中使用翻頁筆，教師也可以做到離開講臺控制PPT.但相較于翻頁筆而言，希沃授課助手還可做到批注、聚焦、撤銷的功能.其中批注筆共有3種顏色，以便區(qū)分不同內(nèi)容，如圖6底部功能欄所示.

圖6 手機(jī)端批注功能

3.3 屏幕同步

屏幕同步共有兩種，一種是手機(jī)屏幕同步，另一種是電腦桌面同步，如圖7所示.

手機(jī)屏幕同步是將手機(jī)屏幕內(nèi)容顯示在電腦屏幕上，此時(shí)在手機(jī)上打開照相機(jī)，其效果與移動展臺中的直播是相同的，不過直播功能簡化了中間的操作步驟.同時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)我們還可以利用智能手機(jī)自帶的傳感器和軟件將測試數(shù)據(jù)通過軟件直觀地顯示出來，并借助希沃授課助手投屏在大屏幕上，省去在電腦上外接各種傳感器和安裝軟件的麻煩.比如，測聲音的頻率及響度都可借助手機(jī)軟件完成[2]，并投屏至電腦展現(xiàn)在學(xué)生面前.

圖7 手機(jī)屏幕同步界面

電腦桌面同步是將電腦屏幕內(nèi)容顯示在手機(jī)屏幕上.此時(shí)，用手指和手寫筆在手機(jī)屏幕上操作，可以把手機(jī)充當(dāng)鼠標(biāo)和鍵盤使用.

3.4 觸摸板和文件上傳

觸摸板相當(dāng)于把手機(jī)屏幕當(dāng)成可觸摸的電腦屏幕，但是觸摸模式下無法在移動端屏幕上看到計(jì)算機(jī)屏幕內(nèi)容，只能看到鼠標(biāo)移動，并提供左右鍵功能.如果想把手機(jī)當(dāng)做鼠標(biāo)和鍵盤用，可用手指或手寫筆在手機(jī)操作，將手機(jī)當(dāng)做電腦的鼠標(biāo)和鍵盤使用.并且點(diǎn)擊觸摸板右下角的“三點(diǎn)”圖標(biāo)，會出現(xiàn)如圖8所示的新的4種功能——打開鍵盤、切換窗口、關(guān)閉窗口、返回桌面.從而真正實(shí)現(xiàn)用手機(jī)完全操控電腦的目標(biāo).

圖8 手機(jī)觸摸板界面

文件上傳功能體現(xiàn)在，可以方便地將移動端中各種類型文件上傳到電腦端運(yùn)行.以上傳圖片為例，可以直接在手機(jī)上對圖片進(jìn)行批注分析并實(shí)時(shí)同屏到投影儀上.如果上傳的是PPT或Word文檔等，則上傳完畢后直接開啟電腦并同屏到手機(jī)，此時(shí)如果將手機(jī)當(dāng)做鼠標(biāo)和鍵盤使用，就能方便地操作計(jì)算機(jī)端了.文件上傳與拍照上傳又有所區(qū)別.拍照上傳是現(xiàn)拍現(xiàn)傳，是一種即時(shí)行為.而文件上傳一般是將已經(jīng)存儲好的文件上傳至電腦，然后進(jìn)行展示.并且，文件上傳功能可以上傳圖片、視頻、文檔等文件，如圖9所示.

圖9 手機(jī)文件上傳界面

4 希沃授課助手在“通電導(dǎo)線在磁場中受到的力”教學(xué)中的應(yīng)用

在學(xué)習(xí)“通電導(dǎo)線在磁場中受到的力”本節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師需要進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材有一對N極與S極相對的磁鐵、一根導(dǎo)體棒、兩條鱷魚夾導(dǎo)線、一塊標(biāo)有正負(fù)極的9 V電池、一個(gè)J2448安培力演示器，組裝形式如圖10所示.

圖10 “通電導(dǎo)線在磁場中受到的力”實(shí)驗(yàn)器材組裝圖

在實(shí)驗(yàn)過程中，需要改變磁場方向與電流方向，并觀察安培力的方向是否發(fā)生改變.從實(shí)驗(yàn)效果方面來看，需要讓學(xué)生觀察導(dǎo)體棒運(yùn)動的方向，從而判斷出安培力的方向.但由于學(xué)生人數(shù)較多，并且實(shí)驗(yàn)觀察目標(biāo)過小(比如電池的正負(fù)極)等方面的原因，會導(dǎo)致學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的效果難以達(dá)到教師的預(yù)期.此時(shí)，利用希沃授課助手移動展臺中的直播功能，只需要讓一位學(xué)生幫教師手持手機(jī)或?qū)⑹謾C(jī)用手機(jī)支架固定進(jìn)行直播，就可以讓全班學(xué)生通過投影看到放大后的實(shí)驗(yàn)過程，更加清楚地觀察教師在講臺上的實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，教學(xué)效果進(jìn)一步提升.

在講解PPT時(shí)，可在手機(jī)上通過“演示課件”操控電腦，對PPT進(jìn)行標(biāo)注，將重點(diǎn)圈出或劃線，還可進(jìn)行作圖、翻頁等操作，真正實(shí)現(xiàn)離開講臺式的教學(xué).當(dāng)學(xué)生在完成課堂練習(xí)時(shí)，將學(xué)生作圖、推導(dǎo)、計(jì)算等方面的錯(cuò)誤點(diǎn)通過移動展臺的拍照上傳功能實(shí)時(shí)上傳，讓學(xué)生們進(jìn)行評價(jià)分析，并指出錯(cuò)誤，因?yàn)閷W(xué)生的錯(cuò)誤經(jīng)常都是典型的，許多人都會犯相同的錯(cuò)誤.這種方式可以讓學(xué)生切身感受融入課堂的感覺，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性與課堂參與度，更好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性.但需要注意的是，在進(jìn)行這種拍照上傳、現(xiàn)場糾錯(cuò)的模式之前，教師應(yīng)先對學(xué)生做一段時(shí)間的思想工作.因?yàn)閷W(xué)生到了高中之后變得十分內(nèi)向，上課不愿主動舉手發(fā)言，更別說教師拍攝自己的作業(yè)上傳至大屏幕進(jìn)行展示.因此，教師在一開始先挑選性格開朗、外向的學(xué)生進(jìn)行作業(yè)展示，這樣的學(xué)生會配合教師的工作，同時(shí)也不會造成學(xué)生的心理負(fù)擔(dān).并且，教師在這個(gè)過程中應(yīng)不斷提倡本活動的優(yōu)越性，在教師長期的引導(dǎo)和熏陶下，消除學(xué)生對拍照糾錯(cuò)的抵觸心理.從而在不造成學(xué)生心理負(fù)擔(dān)的情況下，實(shí)現(xiàn)全班學(xué)生積極參與拍照糾錯(cuò)的目標(biāo).

5 結(jié)束語

教師通過信息技術(shù)與課程整合開創(chuàng)教學(xué)新模式，進(jìn)而充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性，使得課堂效率進(jìn)一步提升.希沃授課助手作為信息技術(shù)產(chǎn)物的一員，在物理課堂中具有相當(dāng)多實(shí)用的功能，但其不僅僅適用于物理學(xué)科，其他學(xué)科同樣可以使用希沃授課助手.其中更多的創(chuàng)新及使用還需實(shí)踐者去進(jìn)一步地發(fā)現(xiàn)與完善.