CN112002154B - 一种应用于网络课堂的理化实验备课系统 - Google Patents

一种应用于网络课堂的理化实验备课系统 Download PDF

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Abstract

本发明的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，包括备课平台和处理器，所述备课平台包括录制单元和桌体，所述录制单元包括定位影音获取模块和动态影音获取模块，所述录制单元获取的影音信息传送至处理器进行整理并存储；所述桌体的台面为长方形，所述台面的短边上设置有滑轨，所述台面的长边上设置有滑槽，两个所述定位影音获取模块分别设置在台面两个短边的滑轨上，两个所述动态影音获取模块分别设置在台面两个长边的滑槽内；所述台面中部设置有活动展台用于辅助实验，提供专业的备课平台供老师做实验，通过录制单元进行全方位的影音获取，便于学生更加清楚直观的了解实验过程，有助于学生理解教学内容。

Description

一种应用于网络课堂的理化实验备课系统
技术领域
本发明涉及基于信息技术的现代化教学技术领域，具体涉及一种应用于网络课堂的理化实验备课系统。
背景技术
网络教学被广泛使用，教师通过网络课堂对学生进行跨地域教学，理化实验作为教学的一个重要组成部分，也需要适应网络教学，现有的理化实验网络课程只是通过简单的实验过程录制，由教师进行讲解，其实验过程向学生展示的并不充分。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，包括备课平台和处理器，所述备课平台包括录制单元和桌体，所述录制单元包括定位影音获取模块和动态影音获取模块，所述录制单元获取的影音信息传送至处理器进行整理并存储；所述桌体的台面为长方形，所述台面的短边上设置有滑轨，所述台面的长边上设置有滑槽，两个所述定位影音获取模块分别设置在台面两个短边的滑轨上，两个所述动态影音获取模块分别设置在台面两个长边的滑槽内；所述台面中部设置有活动展台用于辅助实验。
进一步，所述定位影音获取模块包括基座和第一连接件，所述基座卡接在滑轨上，所述第一连接件一端与基座连接，另一端上设置有摄像头和拾音器，所述第一连接件为多根铰接的挠性杆。
进一步，所述动态影音获取模块包括滑块和第二连接件，所述滑块尺寸与所述滑槽匹配并设置于滑槽内，所述第二连接件一段与滑块连接，另一端上设置有摄像头和拾音器，所述第二连接件为多根铰接的挠性杆。
进一步，所述拾音器为定向拾音器。
进一步，所述滑块上固定连接有伺服电机，所述伺服电机转轴上设置有齿轮，所述长边上设置有与所述齿轮匹配的齿条，所述齿轮和齿条啮合使所述伺服电机开启时所述滑块在所述滑槽内滑动。
进一步，所述活动展台包括四个活动块和驱动组件，所述活动块为正方体，所述正方体一角缺失，四个所述活动块两两相邻设置使缺失的一角靠近形成一容纳腔，所述驱动组件设置在容纳腔正下方用于驱动一个或多个活动块向上运动。
进一步，所述驱动组件包括直线电机和推动机构，所述推动机构包括长方体推台，所述长方体推台四个侧面铰接有L型铁板，所述长方体推台侧面位于铰接点上方设置有电磁铁，所述直线电机设置在长方体推台下方用于驱动长方体推台上下运动。
进一步，设置有弹簧，所述弹簧一端连接在长方体推台上位于所述铰接点下方，另一端连接在L型铁板远离电磁铁的侧板上，所述弹簧处于压缩状态。
进一步，所述录制单元还包括佩戴式拾音器用于采集老师的声音信息。
进一步，所述录制单元还包括自由拾音器。
本发明的有益效果：提供专业的备课平台供老师做实验，通过录制单元进行全方位的影音获取，便于学生更加清楚直观的了解实验过程，有助于学生理解教学内容。
附图说明
用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明实施例中备课平台的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中备课平台的活动展台部分升起的结构示意图；
图3是本发明实施例中活动展台及推动的结构示意图；
图4是本发明实施例中动态影音获取模块及其驱动机构的结构示意图；
图5是本发明实施例中推动机构的结构示意图；
图6是本发明实施例中电磁铁的位置关系示意图。
11-定位影音获取模块；111-基座；112-第一连接件；12-动态影音获取模块；121-滑块；122-第二连接件；123-伺服电机；124-齿轮；20-台面；21-滑轨；22-滑槽；23-活动展台；231-活动块；232-容纳腔；24-齿条；30-推动机构；31-长方体推台；32-L型铁板；33-弹簧；34-电磁铁。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步的说明，这是本发明的较佳实施例。
本实施例的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，包括备课平台和处理器，所述备课平台包括录制单元和桌体，所述录制单元包括定位影音获取模块11和动态影音获取模块12，所述录制单元获取的影音信息传送至处理器进行整理并存储；所述桌体的台面20为长方形，所述台面20的短边上设置有滑轨21，所述台面20的长边上设置有滑槽22，两个所述定位影音获取模块11分别设置在台面20两个短边的滑轨21上，两个所述动态影音获取模块12分别设置在台面20两个长边的滑槽22内；所述台面20中部设置有活动展台23用于辅助实验。
对于化学实验来说，实验一般过程需要准备实验材料，添加试剂，观察化学变化过程等，定位影音获取模块11设置在两个短边上，用于拍摄固定角度的实验过程，两个摄像头对实验区域进行覆盖，在通过动态影音获取12模块在台面20长边上运动获取影音信息，以补充不足部分，设置两种影音获取模块不仅仅是为了满足全方位的拍摄，可以理解的是，实验过程存在反应和变化，这些变化从不同角度观察会有不一样的感受，如果是在实验现场进行观察，学生可以通过移动进行多个角度的观察，将实验过程按时间长度分配，那么学生对一次实验的观察是不可能做到全方位的，通过本发明提供的两种影音获取单元可以同时记录多种角度的实验过程信息，让学生进行观察学习，提升教学质量，作为老师的备课手段，减少了老师的工作量，只需要进行一次实验，便可以向学生展示完整的实验过程；
对于物理实验来说，包括电学、力学、运动学以及它们的结合等，同样存在如上述化学实验需要多角度观察的问题，并且物理实验的空间性要求更高，其实验过程的动态场景更过，设置动态影音获取模块12能够更好的捕捉实验过程，同时还设置有活动展台23进行空间调整，以辅助实验。
作为优选的方案，所述定位影音获取模块11包括基座111和第一连接件112，所述基座111卡接在滑轨21上，所述第一连接件112一端与基座111连接，另一端上设置有摄像头和拾音器，所述第一连接件112为多根铰接的挠性杆。
基座111上设置有与滑轨21匹配的槽，将基座111卡接在滑轨21上，可以调整定位影音获取模块11的初始位置，挠性杆之间的铰接是阻滞性铰接，即铰接处存在阻力，转动铰接点后可以保持两根挠性杆的相对位置，每一根挠性杆可以进行一定程度的形变，从而调整摄像头和拾音器的位置，通过滑动调整初始位置配合挠性杆之间的调整，可以满足多种位置需求；
将摄像头和拾音器绑定，形成一个组合的模块，针对性的摄像和录音，让学生有身临其境的感觉，更容易理解实验过程；
挠性杆可以选用鹅颈管，在鹅颈管端头处设置铰接头，比如说两根需要铰接的两根鹅颈管，在一个端头处焊接两个挂耳，另一个端头处焊接一个销子，销子穿过挂耳，形成铰接，销子选用具有弹性的中空金属管，金属管的直径略大于挂耳通孔的直径，使挂耳通孔卡住销子，形成阻滞力。
作为优选的方案，所述拾音器为定向拾音器。
作为优选的方案，所述动态影音获取模块12包括滑块121和第二连接件122，所述滑块121尺寸与所述滑槽22匹配并设置于滑槽22内，所述第二连接件122一段与滑块121连接，另一端上设置有摄像头和拾音器，所述第二连接件122为多根铰接的挠性杆。
作为优选的方案，所述滑块121上固定连接有伺服电机123，所述伺服电机123转轴上设置有齿轮124，所述长边上设置有与所述齿轮124匹配的齿条24，所述齿轮124和齿条24啮合使所述伺服电机123开启时所述滑块121在所述滑槽22内滑动。
齿轮124与齿条24啮合，通过伺服电机123驱动，用于带动动态影音获取模块12进行影音信息采集，比如说做小球运动轨迹实验，小球的运动轨迹能够被动态影音获取模块12更好的获取到，动态影音获取模块12的移动可以通过事先设定好程序，实际上这里的程序指的是对伺服电机123的控制，主要包括电机正反转和转速控制，具体表现为动态影音获取模块12的移动方向和移动速度。
作为优选的方案，所述活动展台23包括四个活动块231和驱动组件，所述活动块231为正方体，所述正方体一角缺失，四个所述活动块231两两相邻设置使缺失的一角靠近形成一容纳腔232，所述驱动组件设置在容纳腔232正下方用于驱动一个或多个活动块231向上运动。
作为优选的方案，所述驱动组件包括直线电机和推动机构30，直线电机图中未示出，所述推动机构30包括长方体推台31，所述长方体推台31四个侧面铰接有L型铁板32，所述长方体推台31侧面位于铰接点上方设置有电磁铁34，所述直线电机设置在长方体推台31下方用于驱动长方体推台31上下运动。
推动机构30上铰接的L行铁板32用于推动活动块231，其使用过程为，每一个L型铁板32对应一个活动块231，同时也对应一个电磁铁34，当需要推动某一个活动块231时，将对应的电磁铁34通电，电磁铁34吸住L型铁板32，直线电机推着长方体推台31向上运动是，这块被电磁铁34吸住的L型铁板32便推着该活动块231向上运动，需要推动多个活动块231就将相应的电磁铁34通电即可，这样可控的活动展台23为理化试验提供空间上的辅助，比如说打点计时器实验，需要有一个有高差的空间。
作为优选的方案，设置有弹簧33，所述弹簧33一端连接在长方体推台31上位于所述铰接点下方，另一端连接在L型铁板32远离电磁铁34的侧板上，所述弹簧33处于压缩状态。
电磁铁34的磁力随着距离增大衰减很大，通过弹簧33将L型铁板32顶住，确保L型铁板32能够被吸住；如果没有开启电磁铁34，长方体推台31向上运动时，弹簧33提供的力也不能将活动块231顶起。
作为优选的方案，所述录制单元还包括佩戴式拾音器用于采集老师的声音信息。
将整个实验过程中的人声、实验产生的声音分别录制，避免嘈杂，同时让后期的声音处理更为便捷，单独输入的声音其编辑更为方便。
作为优选的方案，所述录制单元还包括自由拾音器。
设置一个自由拾音器，作为一个单独的设备，可以放置在台面20任意位置，老师可以根据实验的发声点，自行决定放置的位置，补充了影音获取模块的不足。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“根部”、“内”、“外”、“外围”、“里侧”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。
在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，包括备课平台和处理器，所述备课平台包括录制单元和桌体，所述录制单元包括定位影音获取模块和动态影音获取模块，所述录制单元获取的影音信息传送至处理器进行整理并存储；所述桌体的台面为长方形，所述台面的短边上设置有滑轨，所述台面的长边上设置有滑槽，两个所述定位影音获取模块分别设置在台面两个短边的滑轨上，两个所述动态影音获取模块分别设置在台面两个长边的滑槽内；所述台面中部设置有活动展台用于辅助实验；
所述活动展台包括四个活动块和驱动组件，所述活动块为正方体，所述正方体一角缺失，四个所述活动块两两相邻设置使缺失的一角靠近形成一容纳腔，所述驱动组件设置在容纳腔正下方用于驱动一个或多个活动块向上运动；
所述驱动组件包括直线电机和推动机构，所述推动机构包括长方体推台，所述长方体推台四个侧面铰接有L型铁板，所述长方体推台侧面位于铰接点上方设置有电磁铁，所述直线电机设置在长方体推台下方用于驱动长方体推台上下运动。
2.根据权利要求1所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，所述定位影音获取模块包括基座和第一连接件，所述基座卡接在滑轨上，所述第一连接件一端与基座连接，另一端上设置有摄像头和拾音器，所述第一连接件为多根铰接的挠性杆。
3.根据权利要求1所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，所述动态影音获取模块包括滑块和第二连接件，所述滑块尺寸与所述滑槽匹配并设置于滑槽内，所述第二连接件一段与滑块连接，另一端上设置有摄像头和拾音器，所述第二连接件为多根铰接的挠性杆。
4.根据权利要求2所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，所述拾音器为定向拾音器。
5.根据权利要求3所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，所述滑块上固定连接有伺服电机，所述伺服电机转轴上设置有齿轮，所述长边上设置有与所述齿轮匹配的齿条，所述齿轮和齿条啮合使所述伺服电机开启时所述滑块在所述滑槽内滑动。
6.根据权利要求1所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，设置有弹簧，所述弹簧一端连接在长方体推台上位于所述铰接点下方，另一端连接在L型铁板远离电磁铁的侧板上，所述弹簧处于压缩状态。
7.根据权利要求1所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，所述录制单元还包括佩戴式拾音器用于采集老师的声音信息。
8.根据权利要求1所述的一种应用于网络课堂的理化实验备课系统，其特征在于，所述录制单元还包括自由拾音器。
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