[發(fā)明專利]光具座實(shí)驗(yàn)儀及光具座實(shí)驗(yàn)儀教學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010941903.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN111882961A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程陽;任英琦;李楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南四季竹信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/22
• 分類號(hào): G09B23/22
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓鵬程

本發(fā)明公開了一種光具座實(shí)驗(yàn)儀，包括導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上設(shè)置有多個(gè)元件，元件包括光源、凸透鏡和成像屏，光源、凸透鏡和成像屏分別通過底部設(shè)置的滑座與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；還包括：采集部，采集部具有角度采集單元和測距單元；信號(hào)傳輸部；其中，所述角度采集單元用于采集多個(gè)元件的角度信息，測距單元用于采集光源、凸透鏡和成像屏之間的距離信息，信號(hào)傳輸部用于接收采集部的數(shù)據(jù)信息并發(fā)送至上位機(jī)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于通過采集部，能夠?qū)W(xué)生在操作光具座過程中每個(gè)操作動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且上位機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)化算法對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，判斷學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程的操作動(dòng)作的動(dòng)作是否規(guī)范，是否能夠真正掌握、理解學(xué)科知識(shí)并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明教學(xué)儀器，尤其是涉及一種光具座實(shí)驗(yàn)儀，本發(fā)明還涉及一種光具座實(shí)驗(yàn)儀教學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

物理、化學(xué)、生物是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程,實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生理解能力、理論掌握能力以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)有著重要的意義。物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)包括認(rèn)知和操作兩個(gè)領(lǐng)域,在認(rèn)知領(lǐng)域方面的教學(xué)問題研究較多,而實(shí)驗(yàn)操作技能領(lǐng)域方面的研究比較少。實(shí)驗(yàn)教學(xué)考查的目標(biāo)就是對(duì)操作技能和教學(xué)結(jié)果進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問題,不斷改進(jìn),達(dá)到進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

光具座實(shí)驗(yàn)儀是中學(xué)物理、化學(xué)，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)儀器，當(dāng)采用傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，由于學(xué)生多，教師少，教師只能通過觀察個(gè)別學(xué)生的操作過程和結(jié)果來判斷學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)作、過程的掌握情況，不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單個(gè)學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行完整的觀察、指導(dǎo)和判斷，更不能對(duì)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出準(zhǔn)確的評(píng)判。學(xué)生是否能夠掌握操作技能、理解學(xué)科知識(shí)并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，是需要對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程的步驟是否科學(xué)，動(dòng)作是否規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化考評(píng)，結(jié)合正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，才能做出準(zhǔn)確的判斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種光具座實(shí)驗(yàn)儀，本發(fā)明還提供一種光具座實(shí)驗(yàn)儀教學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的光具座實(shí)驗(yàn)儀，包括導(dǎo)軌，在所述導(dǎo)軌上設(shè)置有多個(gè)元件，所述元件包括光源、凸透鏡和成像屏，所述光源、凸透鏡和成像屏分別通過底部設(shè)置的滑座與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；還包括：

采集部，所述采集部具有角度采集單元和測距單元；

信號(hào)傳輸部；

其中，所述角度采集單元用于采集所述光源、凸透鏡和成像屏的角度信息，所述測距單元用于采集光源、凸透鏡和成像屏之間的距離信息，所述信號(hào)傳輸部用于接收采集部的數(shù)據(jù)信息并發(fā)送至上位機(jī)。

具體的，所述角度采集單元包括：

第一角度傳感器，所述第一角度傳感器設(shè)置在所述光源的滑座上，用于測量光源的角度數(shù)據(jù)信息；

第二角度傳感器，所述第二角度傳感器設(shè)置在所述凸透鏡的滑座上，用于測量凸透鏡的角度數(shù)據(jù)信息；

第三角度傳感器，所述第三角度傳感器設(shè)置在所述成像屏的滑座上，用于測量成像屏的角度數(shù)據(jù)信息。

具體的，所述測距單元包括：

第一測距傳感器，所述第一測距傳感器設(shè)置在光源或凸透鏡的滑座上，用于測量光源到凸透鏡之間的距離數(shù)據(jù)信息；

第二測距傳感器，所述第二測距傳感器設(shè)置在成像屏或凸透鏡的滑座上，用于測量成像屏到凸透鏡之間的距離數(shù)據(jù)信息。

具體的，所述信號(hào)傳輸部為多個(gè)傳輸單元，所述傳輸單元分別設(shè)置在光源、凸透鏡和成像屏底部的滑座內(nèi)，均包括單片機(jī)，所述單片機(jī)的模擬信號(hào)輸入接口，用于通過模擬信號(hào)放大處理單元接收對(duì)應(yīng)元件上的傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)；單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信接口連接有無線發(fā)射模塊，用于將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)。