在教育信息化的浪潮中，學(xué)校的課堂教學(xué)迫切地需要一種能集黑板和多媒體投影之所長(zhǎng)而又無(wú)其所短，既能方便地引入和呈現(xiàn)數(shù)字化信息資源、又能根據(jù)需要隨時(shí)增減調(diào)整內(nèi)容。

　　交互式電子白板的出現(xiàn)，為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了希望。

　　1 交互式電子白板系統(tǒng)組成與功能指標(biāo)

　　1.1 交互式電子白板系統(tǒng)

　　交互式電子白板系統(tǒng)是指包含了交互式電子白板、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和投影設(shè)備等基本組件，以計(jì)算機(jī)軟硬件為核心，以大尺寸交互顯示界面為特色的一種媒體組合。其中，硬件系統(tǒng)的核心組件由白板(Whiteboard) 、投影機(jī)(Projector) 、計(jì)算機(jī)(Computer)和感應(yīng)筆(E - Pen ,又稱白板筆、鼠標(biāo)筆) 組成。

　　1.2 交互式電子白板的功能指標(biāo)

　　交互式電子白板應(yīng)具有的功能：

　　(1)代替幕布的內(nèi)容展示功能

　　(2)具有普通白板功能

　　(3)交互控制功能

　　(4)記錄存儲(chǔ)功能

　　(5)資源庫(kù)功能

　　(6)網(wǎng)絡(luò)通傳、交流功能

　　(7)輔助教學(xué)功能

　　(8)多字體識(shí)別功能

　　2 交互式電子白板系統(tǒng)的主要硬件建設(shè)

　　2.1 交互式電子白板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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　　圖1 交互式電子白板的系統(tǒng)組成

　　2.2 交互式電子白板的方案設(shè)計(jì)

　　2.2.1 電子白板

　　電子白板產(chǎn)生于90 年代后期，它一般指這樣一種電子設(shè)備：建立在大小接近黑板的普通白色書寫板的基礎(chǔ)上，操作者能在其界面上用鼠標(biāo)筆和普通筆如粉筆在黑板上板書一樣自由書寫，但與普通白板或黑板不同的是通過(guò)該界面或附在界面上的感應(yīng)器，電子白板能將書寫筆的位置與運(yùn)動(dòng)信息送至計(jì)算機(jī)或獨(dú)立的處理器中，將書寫筆的軌跡轉(zhuǎn)化成圖形數(shù)據(jù)，把板書內(nèi)容存儲(chǔ)并打印出來(lái)，這是電子白板產(chǎn)品的基本功能，部分經(jīng)過(guò)改良的電子白板產(chǎn)品還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的交互操作，如將板書保存成特定格式計(jì)算機(jī)文件，并聯(lián)網(wǎng)用電子郵件發(fā)送等。電子白板可分為復(fù)寫式電子白板(Cype-boards)，外圍式電子白板(Peripheral-boards)和交互式電子白板(Interactive whiteboards)三類。為了實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)信息化，采用交互式電子白板。

　　2.2.2 交互式電子白板

　　交互式電子白板是一種教育的或會(huì)議輔助人機(jī)交互設(shè)備，它可以配合投影機(jī)、電腦等工具，實(shí)現(xiàn)無(wú)塵書寫、隨意書寫、遠(yuǎn)程交流等功能，從硬件原理上，交互式電子白板融合了大屏幕顯示技術(shù)、精確定位測(cè)試技術(shù)等，有多種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電子白板精確定位，具有代表性的是電磁感應(yīng)、紅外線、電阻、超聲波、CCD 等技術(shù)。為了更方便教學(xué)，采用紅外線交互電子白板。下面，對(duì)紅外技術(shù)的原理以及優(yōu)勢(shì)作以分析。

　　紅外技術(shù)的原理：由密布在顯示區(qū)四周的紅外線接收和發(fā)射管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個(gè)掃描平面網(wǎng)，當(dāng)有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)絡(luò)中的某對(duì)水平和垂直紅外掃描線時(shí)，就可以通過(guò)被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X、Y 坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的定位。

　　采用紅外技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：

　　(1)定位準(zhǔn)確，精度高

　　(2)無(wú)需專用筆，可用手指教鞭等進(jìn)行書寫或觸摸操作

　　(3)不怕劃傷，即便白板中有任何劃傷也不影響操作使用

　　(4)使用壽命較長(zhǎng)

　　(5)反應(yīng)快

　　(6)造價(jià)低

　　2.2.3 交互式電子白板的功能分析

　　(1)代替投影幕布的內(nèi)容展示功能 交互白板的尺寸一般和黑板或普通投影機(jī)的屏幕差不多，板面采用高亮度、低反光率高檔材料，有的還具有橫向和縱向的滑動(dòng)軌道，可以將其移動(dòng)到合適的位置接收來(lái)自投影器的信息，因此完全可以用它代替投影機(jī)幕布來(lái)展示各種數(shù)字化教學(xué)信息。

　　(2)普通白板功能 如圖(2)，交互式電子白板可以單獨(dú)使用，此時(shí)它具有普通白板的所有屬性和功能，使用方法就和使用黑板一樣。教師可以用配套的幾種彩色感應(yīng)筆(如紅、藍(lán)、綠、黑等) 在白板上進(jìn)行書寫、畫圖、作表格，而且不像寫粉筆字那樣費(fèi)力。當(dāng)需要修改時(shí)，只需用附帶的物理擦板擦除即可。

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　　圖2 電子白板的工作原理框圖

　　(3)交互控制功能 當(dāng)交互式電子白板與計(jì)算機(jī)、投影機(jī)配合使用時(shí)，屏板和感應(yīng)筆便成為簡(jiǎn)便易用的觸摸式屏幕、虛擬鍵盤和鼠標(biāo)，可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互控制操作，如使用虛擬鍵盤輸入文字和數(shù)字，感應(yīng)筆作為鼠標(biāo)，可以進(jìn)行單擊、雙擊、右擊、拖放、移動(dòng)等控制。通過(guò)白板操作各項(xiàng)應(yīng)用軟件，可以讓教學(xué)更加生動(dòng)高效，而且就像坐在計(jì)算機(jī)前控制計(jì)算機(jī)一樣方便快捷、輕松自在。

　　(4)記錄存儲(chǔ)功能 當(dāng)交互白板與投影機(jī)、計(jì)算機(jī)配合使用時(shí)，當(dāng)用感應(yīng)筆在白板上將教學(xué)的內(nèi)容直接書寫、繪畫、說(shuō)明、修改、擦除、標(biāo)注時(shí)，白板上的所有內(nèi)容可以同步顯示和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上以備后用，這樣教師就可以把注意力完全集中在重要內(nèi)容的講解上。一旦情況需要，還可以用附帶的電子擦板擦除筆記。課后，可以把計(jì)算機(jī)中保存下來(lái)的板書內(nèi)容復(fù)制到軟盤、刻成光盤或者直接用打印機(jī)打印出來(lái)分發(fā)給學(xué)生，減輕學(xué)生課上記筆記的負(fù)擔(dān)，以集中精力聽講和思考。另外，將課堂教學(xué)的實(shí)際進(jìn)展情況詳細(xì)記錄下來(lái)，也有利于教師的課后總結(jié)與反思，方便教研組的研討，從而促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng)。

　　(5)資源庫(kù)功能 交互式電子白板的應(yīng)用軟件一般具有強(qiáng)大的資源庫(kù)功能，包含四個(gè)模塊，分別是多媒體教學(xué)資料模塊、課堂教學(xué)模塊、教師模塊、學(xué)生模塊庫(kù)。內(nèi)容非常豐富，涉及領(lǐng)域也非常廣，而且其內(nèi)容可任意添加或刪除，不僅方便了教師授課過(guò)程中的隨時(shí)調(diào)用，增加了課堂信息量，而且克服了過(guò)去多媒體投影系統(tǒng)下使用課件和幻燈片講稿教學(xué)材料高度結(jié)構(gòu)化和固化的問(wèn)題。資源庫(kù)總框架圖如圖(3)所示：

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　　圖3 交互式電子白板資源庫(kù)總框架圖

　　(6)網(wǎng)絡(luò)通信、交流功能 交互式電子白板一般都內(nèi)置了網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，師生在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)能隨時(shí)直接上網(wǎng)，而不必先退出白板工作界面，再進(jìn)入計(jì)算機(jī)工作界面啟動(dòng)其它網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。交互白板還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳送(包括音頻和視頻信息) ,以實(shí)現(xiàn)資源共享和遠(yuǎn)程交流。這樣一方面可以加強(qiáng)班級(jí)之間、學(xué)生之間的交流與合作，另一方面在遠(yuǎn)程教學(xué)、在線培訓(xùn)、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議中也特別有用。

　　(7)輔助教學(xué)功能 專門為教學(xué)開發(fā)的交互白板一般還配備了各種輔助教學(xué)的軟件，可以幫助教師搜集教學(xué)材料、制作課件和教案，在課堂上為師生提供交流、討論的平臺(tái)，使教學(xué)活動(dòng)更豐富、有效。例如，通過(guò)虛擬物理實(shí)驗(yàn)室、虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、幾何畫板、五線譜譜曲等輔助軟件，可以大大增強(qiáng)教師授課的多樣性，克服傳統(tǒng)授課的不足，從而保證授課質(zhì)量。

　　2.2.4 特殊功能的實(shí)現(xiàn)—多字體識(shí)別技術(shù)

　　在傳統(tǒng)的教學(xué)媒介—黑板中，由于教師手寫字體的隨意性和主觀性，使得這種媒介產(chǎn)生了許多難以克服的局限性。在有限的課堂時(shí)間中，學(xué)生常常由于黑板上的模糊的字跡而使思維停留在黑板上的一兩句話中，造成聽課效率大大降低，同時(shí)也會(huì)影響學(xué)生的視力健康。

　　從大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)調(diào)查研究報(bào)告看，已公認(rèn)環(huán)境因素是近視眼形成的主要原因之一，并指出環(huán)境條件是決定近視眼形成的客觀因素，這又不禁使我想到現(xiàn)在越來(lái)越多的學(xué)生戴上眼鏡的原因。積于這種情況的分析思考，設(shè)計(jì)了多字體識(shí)別技術(shù)。而在交互式電子白板中，安裝一種Com 口小金剛書寫板，就可以直接在白板的屏幕上實(shí)現(xiàn)手寫輸入。這樣無(wú)論教師在黑板上寫的是草書、行書還是其它從沒見過(guò)的字體，電子白板都能快速準(zhǔn)確的識(shí)別，展現(xiàn)給學(xué)生工整的宋體字。這樣就避免了由于黑板上的字跡模糊而造成的課堂效率低和影響學(xué)生視力健康的問(wèn)題。

　　3 交互式電子白板的最終實(shí)現(xiàn)

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　　圖4 交互式電子白板系統(tǒng)工作原理圖

　　在圖(4)中，交互白板是系統(tǒng)的主體，它既是感應(yīng)筆書寫與操作的界面，又是計(jì)算機(jī)的顯示器和投影器的幕布，感應(yīng)筆具有書寫筆和計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的雙重功能。 筆尖可以在白板上書寫，同時(shí)筆尖相當(dāng)于鼠標(biāo)左鍵，可以單擊和雙擊，筆筒上的按鈕相當(dāng)于鼠標(biāo)右鍵。 計(jì)算機(jī)顯示屏上的內(nèi)容可以通過(guò)投影機(jī)投射到白板上。 當(dāng)感應(yīng)筆在白板上書寫或操作時(shí)，通過(guò)紅外掃描以及白板與計(jì)算機(jī)之間的饋線將數(shù)字信息輸送到計(jì)算機(jī)中，并迅速通過(guò)投影機(jī)投射到白板上呈現(xiàn)出來(lái)。從而實(shí)現(xiàn)交互白板的各類基本操作。 此外，軟件系統(tǒng)是交互白板系統(tǒng)極重要的組成部分，除了具備支持以上基本的白板操作和功能之外，一般還配備了多種擴(kuò)展組件以完成一些輔助功能。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　隨著多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，黑板和多媒體大屏幕投影在教學(xué)中已顯的格格不入，而交互式電子白板正順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展和教學(xué)的需要。我們有理由相信它會(huì)成為未來(lái)中國(guó)課堂教學(xué)的必選媒體。