希沃授课助手在物理教学中的应用*——以“通电导线在磁场中受到的力”教学为例

叶峻铭 张轶炳

(宁夏大学物理与电子电气工程学院 宁夏 银川 750021)

1 引言

随着时代的进步，越来越多的高科技产品用于教育行业之中.近年来，智能手机和平板电脑在课堂教学中已得到广泛应用.

对于物理教学而言，课堂中经常需要作图与进行演示实验.不借助教辅工具的帮助画出标准的图形其实是非常困难的，教师平时由于忘带工具或迫于教学时间，时常徒手作图，导致其所作图形与标准相差甚远.物理终究是一门基于实验的学科，所以平时课堂中的演示实验非常多.但由于空间与实验本身器材规格的限制，教师在讲台上演示实验时，有些学生不能仔细地观察到实验现象，并且教师为维持课堂秩序，不可能允许所有学生围在讲台附近观看实验.从以上现象中可看出，传统的教学中有多处不便.但将希沃授课助手应用于物理课堂教学之中，这些问题都将迎刃而解.

“希沃授课助手”是一款由希沃公司自主研发的基于无线WIFI网络的教学助手软件.希沃授课助手电脑版可以通过运行于移动终端的应用，实现手持移动终端与PC及智能平板等多个平台的互相联动.在课堂中，可通过智能手机对电脑进行操控，实现移动教学.接下来，笔者将简要介绍希沃授课助手的使用需求、使用步骤以及在物理教学中的功能，并以人教版高中《物理·选修3-1》中“通电导线在磁场中受到的力”一课的教学为例进行结合应用.

2 移动端与电脑端的连接方案

2.1 连接方案的软硬件需求分析

对于硬件而言，首先需要有一台电脑和一部智能手机.由于需要将电脑和手机连接到同一局域网，两者都要具备连接WIFI的功能.在教室计算机不具备无线网卡的情况下，可在淘宝购买免驱USB无线网卡[1](比如水星MW150US，淘宝价格30元以下，如图1所示).

图1 USB无线网卡

笔记本电脑则无需购买无线网卡.但考虑到学校为每位教师分发一台工作笔记本电脑或让教师个人购买笔记本电脑将耗费大量资金，购买USB无线网卡与之相比更加简便实惠.

在软件方面，先在手机端下载希沃授课助手(可在应用商店里下载)，再在计算机端下载希沃授课助手PC端(百度希沃授课助手并下载官方版).

2.2 移动端与电脑端的连接步骤

在教室计算机主机的USB端插入USB无线网卡，一般会自动安装驱动(如果不能自动安装，请双击USB盘里的安装程序).如果已有无线网卡(如笔记本自带)，请跳过此步骤.在计算机主机上安装希沃授课助手PC端，安装后运行界面如图2所示.然后需要将电脑与手机置于同一局域网之中，其方法共有3种.

图2 希沃授课助手PC端界面

(1)如果电脑端有网络，可在图2的PC端界面中勾选[启动热点]，接着打开手机端的希沃授课助手，将手机连接至如图2所示的WIFI中，热点的名称和密码都在PC端明确显示，可以随意修改名称及密码.手机连接热点之后，扫一下计算机上希沃授课助手的二维码，即可实现连接.此方法的优点在于不需经过校园无线网络即可实现PC端与移动端的连接，减轻了校园网的负担.

(2)将PC端与移动端一起连接至校园网，再扫一下计算机上希沃授课助手的二维码，实现连接.

(3)如果PC端没有网络，学校也没有校园网，此时可借助手机热点完成连接.首先，打开手机热点，将电脑连接至手机热点，再扫一下计算机上希沃授课助手的二维码，实现连接.

连接成功后，PC端只会出现连接成功的提示，而手机上出现的界面则具有多种方便的功能，如图3所示.

图3 希沃授课助手移动端界面

3 在物理教学中希沃授课助手的功能分析

如图3中移动端界面所示，希沃授课助手具有移动展台、课件演示、屏幕同步、文件上传、触摸板等功能.接下来，笔者将逐一介绍其功能.

3.1 移动展台

移动展台中有手机直播和拍照上传的功能.点击移动展台后，移动端界面如图4所示.

图4 手机直播与拍照上传功能的界面

底部的功能与手机拍照功能类似，可点击切换不同功能.第一种是直播，直播是直接将手机摄像头拍摄的画面同屏至电脑屏幕，利用摄像头实时演示实验或展示物品，即在屏幕同步状态下摄像头所摄内容都会实时动态地显示在投影仪上，利用此功能可以方便地向学生展示详细的实验过程.第二种是普通，普通其实就是拍照上传，将照片拍下后按下上传键可将拍下的照片直接显示在电脑界面.通过此功能，教师可以及时捕捉学生在做题中出现的各种错误或者闪光点，进行拍照并上传，同屏在大屏幕上，让学生在相互纠错中及时找到自己解答中存在的问题.通过对典型错误的纠正，可以更快地掌握做题的方法.

3.2 课件演示

在上课的过程中，教师经常需要在学生中间巡视或者给予及时的帮助和指导.但是一旦需要播放PPT的时候，又要立即走回讲台用鼠标进行点击，往往会造成课堂的短暂中断，希沃授课助手则可以帮助教师随时随地控制讲台上电脑端的PPT.只需要点击图5中的“演示课件”按钮即可.

图5 演示课件界面

点击该按钮后，会出现如图6所示的界面.虽然平时课堂中使用翻页笔，教师也可以做到离开讲台控制PPT.但相较于翻页笔而言，希沃授课助手还可做到批注、聚焦、撤销的功能.其中批注笔共有3种颜色，以便区分不同内容，如图6底部功能栏所示.

图6 手机端批注功能

3.3 屏幕同步

屏幕同步共有两种，一种是手机屏幕同步，另一种是电脑桌面同步，如图7所示.

手机屏幕同步是将手机屏幕内容显示在电脑屏幕上，此时在手机上打开照相机，其效果与移动展台中的直播是相同的，不过直播功能简化了中间的操作步骤.同时，有些实验我们还可以利用智能手机自带的传感器和软件将测试数据通过软件直观地显示出来，并借助希沃授课助手投屏在大屏幕上，省去在电脑上外接各种传感器和安装软件的麻烦.比如，测声音的频率及响度都可借助手机软件完成[2]，并投屏至电脑展现在学生面前.

图7 手机屏幕同步界面

电脑桌面同步是将电脑屏幕内容显示在手机屏幕上.此时，用手指和手写笔在手机屏幕上操作，可以把手机充当鼠标和键盘使用.

3.4 触摸板和文件上传

触摸板相当于把手机屏幕当成可触摸的电脑屏幕，但是触摸模式下无法在移动端屏幕上看到计算机屏幕内容，只能看到鼠标移动，并提供左右键功能.如果想把手机当做鼠标和键盘用，可用手指或手写笔在手机操作，将手机当做电脑的鼠标和键盘使用.并且点击触摸板右下角的“三点”图标，会出现如图8所示的新的4种功能——打开键盘、切换窗口、关闭窗口、返回桌面.从而真正实现用手机完全操控电脑的目标.

图8 手机触摸板界面

文件上传功能体现在，可以方便地将移动端中各种类型文件上传到电脑端运行.以上传图片为例，可以直接在手机上对图片进行批注分析并实时同屏到投影仪上.如果上传的是PPT或Word文档等，则上传完毕后直接开启电脑并同屏到手机，此时如果将手机当做鼠标和键盘使用，就能方便地操作计算机端了.文件上传与拍照上传又有所区别.拍照上传是现拍现传，是一种即时行为.而文件上传一般是将已经存储好的文件上传至电脑，然后进行展示.并且，文件上传功能可以上传图片、视频、文档等文件，如图9所示.

图9 手机文件上传界面

4 希沃授课助手在“通电导线在磁场中受到的力”教学中的应用

在学习“通电导线在磁场中受到的力”本节内容时，教师需要进行演示实验，实验器材有一对N极与S极相对的磁铁、一根导体棒、两条鳄鱼夹导线、一块标有正负极的9 V电池、一个J2448安培力演示器，组装形式如图10所示.

图10 “通电导线在磁场中受到的力”实验器材组装图

在实验过程中，需要改变磁场方向与电流方向，并观察安培力的方向是否发生改变.从实验效果方面来看，需要让学生观察导体棒运动的方向，从而判断出安培力的方向.但由于学生人数较多，并且实验观察目标过小(比如电池的正负极)等方面的原因，会导致学生观察实验的效果难以达到教师的预期.此时，利用希沃授课助手移动展台中的直播功能，只需要让一位学生帮教师手持手机或将手机用手机支架固定进行直播，就可以让全班学生通过投影看到放大后的实验过程，更加清楚地观察教师在讲台上的实验操作细节，教学效果进一步提升.

在讲解PPT时，可在手机上通过“演示课件”操控电脑，对PPT进行标注，将重点圈出或划线，还可进行作图、翻页等操作，真正实现离开讲台式的教学.当学生在完成课堂练习时，将学生作图、推导、计算等方面的错误点通过移动展台的拍照上传功能实时上传，让学生们进行评价分析，并指出错误，因为学生的错误经常都是典型的，许多人都会犯相同的错误.这种方式可以让学生切身感受融入课堂的感觉，提高学生学习兴趣、学习积极性与课堂参与度，更好地发挥学生的主观能动性.但需要注意的是，在进行这种拍照上传、现场纠错的模式之前，教师应先对学生做一段时间的思想工作.因为学生到了高中之后变得十分内向，上课不愿主动举手发言，更别说教师拍摄自己的作业上传至大屏幕进行展示.因此，教师在一开始先挑选性格开朗、外向的学生进行作业展示，这样的学生会配合教师的工作，同时也不会造成学生的心理负担.并且，教师在这个过程中应不断提倡本活动的优越性，在教师长期的引导和熏陶下，消除学生对拍照纠错的抵触心理.从而在不造成学生心理负担的情况下，实现全班学生积极参与拍照纠错的目标.

5 结束语

教师通过信息技术与课程整合开创教学新模式，进而充分调动学生的主动性、积极性，使得课堂效率进一步提升.希沃授课助手作为信息技术产物的一员，在物理课堂中具有相当多实用的功能，但其不仅仅适用于物理学科，其他学科同样可以使用希沃授课助手.其中更多的创新及使用还需实践者去进一步地发现与完善.