新型多功能教鞭設(shè)計(jì)

濱州學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 劉玉美 祁曉麗

新型多功能教鞭設(shè)計(jì)

濱州學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 劉玉美 祁曉麗

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為一種常態(tài)，但隨之而來也出現(xiàn)了一些問題，過多依賴于PPT和激光筆，但有時(shí)又需要傳統(tǒng)教鞭來指示板書。基于此，把傳統(tǒng)教鞭和激光筆結(jié)合起來并進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種新型多功能教鞭，使老師能在PPT和板書之間轉(zhuǎn)換，具有伸縮、激光指示、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，方便老師使用。

多功能教鞭；方便；可伸縮；噪音小

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為一種常態(tài)，激光筆也逐漸取代了傳統(tǒng)教鞭。但與此同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問題，如有些老師受課程特點(diǎn)的影響，板書的使用會(huì)多于多媒體，所以在使用激光筆之余仍然需要教鞭，而傳統(tǒng)教鞭和激光筆之間的轉(zhuǎn)換則比較麻煩。此外，使用傳統(tǒng)教鞭在黑板上指示時(shí)也會(huì)發(fā)出比較大的聲音，而激光筆自帶的擴(kuò)音器也會(huì)產(chǎn)生一定的噪音。如果能設(shè)計(jì)出一款集激光筆和傳統(tǒng)教鞭于一體的新型多功能教鞭，且成本低廉、方便攜帶、噪音較小，這將會(huì)方便老師在多媒體和板書之間快速轉(zhuǎn)換，而且可以給學(xué)生營造一個(gè)比較安靜的課堂環(huán)境，從而提高上課效率。

2 功能需求分析

新型多功能教鞭是為了使用戶在傳統(tǒng)教鞭與激光筆之間靈活、快速轉(zhuǎn)換，攜帶方便等目標(biāo)而設(shè)計(jì)的，所以它的功能需求可以概括為：

（1）多媒體激光指示功能。這一功能沿用了傳統(tǒng)激光筆能夠指示重點(diǎn)內(nèi)容、上下翻動(dòng)PPT的特點(diǎn)，為大家在進(jìn)行PPT展示時(shí)使用。該功能主要通過一個(gè)簡單的紅外線模塊裝置來實(shí)現(xiàn)的，該裝置能夠發(fā)送出紅外射線，來指點(diǎn)PPT屏幕上的文字等，不僅讓學(xué)生的思維能夠跟隨老師的教授和引導(dǎo)，而且還可以突出重難點(diǎn)知識(shí)。

（2）伸縮功能。這一功能是對(duì)傳統(tǒng)教鞭的引用和改進(jìn)，主要是通過一根伸縮桿來實(shí)現(xiàn)的。該功能更加適合于那些受課程特點(diǎn)限制而慣用板書的老師們。該裝置由電機(jī)控制伸縮桿的上下伸縮，在需要指點(diǎn)黑板上的知識(shí)時(shí)，伸縮桿伸出，甚至在近距離指示PPT屏幕時(shí)也可以使用變長的教鞭。當(dāng)需要遠(yuǎn)距離指示PPT屏幕時(shí)，收回伸縮桿，使用紅外線指示功能即可。此外，在不使用多功能教鞭時(shí)，也可以使伸縮桿處于回收狀態(tài)，這樣方便攜帶。

（3）擴(kuò)音功能。這一功能是由一個(gè)簡單的擴(kuò)音器配合電池構(gòu)成，主要用于大教室或者聲音低的老師使用。

（4）防噪音功能。主要是針對(duì)伸縮桿的頭部采用了特殊材料，當(dāng)老師拉伸伸縮桿用于在黑板上進(jìn)行指點(diǎn)時(shí)，不會(huì)像傳統(tǒng)教鞭一樣發(fā)出聲音，起到了降噪的作用。

（5）攜帶方便。這一功能主要是通過外觀設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的。外觀設(shè)計(jì)成一支粗筆的樣式，且有筆夾，可以夾在衣服或包上，而它的材料選用輕便的復(fù)合材料，方便使用者攜帶。

（6）遙控功能。這一功能也沒有脫離原始激光教鞭的遙控功能，通過遙控器和安裝在電腦端的接收器將多功能教鞭與多媒體及電腦以無線的形式連接起來，采用無線射頻技術(shù)，在數(shù)十米之外也可操控，而且可繞過或穿過障礙物，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 外部框架設(shè)計(jì)

該新型多功能教鞭的外部框架是由高級(jí)復(fù)合塑料膠結(jié)而成，整體呈現(xiàn)圓柱形，可兩頭使用，方便紅外線功能和伸縮功能二者的轉(zhuǎn)換。最終的產(chǎn)品堅(jiān)固結(jié)實(shí)，方便攜帶。

圖1 整體結(jié)構(gòu)平面圖

如圖1所示，位于整體結(jié)構(gòu)平面圖中上部的是一個(gè)紅外線發(fā)射裝置。當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕時(shí)，則由集成電路內(nèi)部按編碼發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過功率管放大推動(dòng)紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。紅外線發(fā)射裝置及按鈕下方是PPT翻頁按鈕，再下面是整個(gè)動(dòng)力所在，即電源的部分，里面放置了兩個(gè)1.5V的紐扣電池，可從中間擰開，隨時(shí)更換電池。電源的下方依次是擴(kuò)音裝置按鈕及擴(kuò)音裝置，以及伸縮桿。在整體教鞭的外側(cè)，緊鄰紅外發(fā)射裝置的部分還設(shè)計(jì)了一個(gè)小夾子，類似于鋼筆上的小夾子，它的內(nèi)側(cè)充滿鋸齒，能有效的夾緊衣服、課本等方便放置的地方。

3.2 伸縮裝置設(shè)計(jì)

該部分是由一個(gè)普通的伸縮桿演變而成，將伸縮桿的手柄拆卸下來，粘合在教鞭的與紅外發(fā)射裝置相反的一端，通過在不同環(huán)境下使用者適當(dāng)?shù)睦靵碚{(diào)節(jié)長度。

3.3 遙控模塊設(shè)計(jì)

該遙控裝置是由一個(gè)RF射頻遙控器和一個(gè)接收器(USB接口)組成，RF射頻搖控器內(nèi)嵌有無線RF射頻發(fā)射器，在使用時(shí)只需將接收器插入電腦主機(jī)的USB接口，無需安裝驅(qū)動(dòng)即可正常工作，使用者只需點(diǎn)擊RF射頻遙控器的開關(guān)即可。具體原理圖見圖2。

圖2 遙控裝置原理圖

3.4 結(jié)構(gòu)比例設(shè)計(jì)

該產(chǎn)品的比例設(shè)計(jì)按照使用者的使用便捷程度做了嚴(yán)格的配比，盡最大可能使其最小化。

（1）按鈕雖然相對(duì)較大，但其實(shí)只有0.5厘米的直徑，摸起來更舒適，使用也更方便。

（2）圓柱形教鞭的整體直徑在2.5厘米左右，非常適合手持，拿起來會(huì)比較舒服。

（3）整體的長度控制在了13cm左右。

4 結(jié)束語

該新型多功能教鞭結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)過測試，各模塊運(yùn)行正常，操作方便，能夠很好地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，特別是傳統(tǒng)教鞭和激光筆的結(jié)合，使得老師能夠在PPT屏幕和板書之間順利進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以為學(xué)生更好地指示知識(shí)，增進(jìn)了與學(xué)生的互動(dòng)交流，提高了課堂的教學(xué)效果。

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[5]張屹峰.多媒體教室的自制激光筆交互系統(tǒng)[D].上海交通大學(xué),2013.

祁曉麗（1986—），山西晉中人，助教，主要研究方向：市場營銷。

濱州學(xué)院2015年“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201510449037）。

劉玉美（1993—），山東濰坊人，濱州學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院本科生。