简析交互白板

文章编号：1006-6268（2008）07-0

摘要：交互白板是高新科技发展的产物,是国际上新近崛起的替代传统黑板与粉笔的数字化教学演示设备。本文归纳了交互白板的类型及各自的优缺点，分析了交互白板的人性化设计，对交互白板用于教学时需要考虑的因素作了初步的探索，为教学交互白板的选购与使用提供了参考。

关键词：交互白板；技术；设计

中图分类号：TN141文献标识码：B

Analysis of Interactive Whiteboard

Zhang Zu-qin

(Modern Educational Technology Centre, Yancheng Teachers University, Jiangsu,224002)

Abstract: Interactive-whiteboard is a product of the development of high technology. It is a newly rising digital demonstrating equipment, and is used as a substitute for blackboards and chalks in the traditional method of teaching. This paper summarizes the types and the respective advantages and disadvantages of the interactive-whiteboard， analyzes its personified design ,and makes preliminary explores of the necessary factors to be taken into account when it is used for teaching. This provides a reference for purchasing and using teaching interactive-whiteboards.

Keywords: interactive-whiteboard；technology ；design

数字化教育时代，将现代多媒体技术与传统教学板书更为有效地结合已成为广大师生的共同渴望。在这种需求背景下，交互白板应运而生，它将替代黑板成为课堂教学的主流技术。本文简述了交互白板的概念，根据其所采用的精确定位技术对交互白板进行了大体分类，论述了交互白板的人性化设计，分析了交互白板选购时应考虑的主要因素。

1 交互白板简述

交互白板(interactive white board)又称交互式电子白板、互动式电子白板、互动白板或电子白板。目前在理论界，交互白板还没有形成简明、统一的定义。简而言之，交互白板是汇集微电子技术、计算机技术和电子通信技术等高科技手段研发的、具有人机和人际多重交互功能的电子感应屏板，在计算机、投影机等设备的支持下工作，是电子感应白板(硬件)和白板操作系统(软件)的集成。最早出现的电子白板为复印型电子白板，具有复印和扫描等功能，但不能与计算机进行双向通信。从复印型白板到交互白板是白板发展史上的飞跃，实现了白板与计算机之间的交互通信和操作。目前在教学领域、视频会议领域使用的绝大多数是交互白板。

2 交互白板的类型

交互白板依据不同的标准可有不同的分类。相对而言，从实现技术角度对交互白板进行分类更具认识上的实际意义。精确定位测试技术是交互白板功能实现的一项关键技术，目前市场上具有多种技术可以实现电子白板的精确定位，每种技术都有不同的特点和优势。本文依据精确定位测试技术对目前市场上的主流交互白板进行分类。

2.1 电磁感应技术白板

其定位实现的基本原理是：显示区域由水平和垂直两个方向排列的电磁波接收线圈膜组成，使用发射电磁波的专用笔间歇式发射电磁波，当笔靠近电磁波接收线圈膜时，线圈会感应到笔所发射的电磁波，离笔越近的线圈组感应到的电动势越高。根据水平方向和垂直方向感应到的电动势，通过计算即可获得笔所指向位置的横坐标和纵坐标，从而实现坐标定位。使用电磁感应技术的交互白板定位相对精确，书写有压感，显示区域均匀度较好，使用寿命较长，反应速度一般。其不足之处是必须使用专用笔，不能作触摸操作，害怕划伤，易受到强电磁波的影响，难以实现大面积白板的制作。电磁感应是电子白板运用较早又相对成熟的技术，目前这类白板市场占有份额较大且相对稳定。

2.2 红外线技术白板

其实现定位的基本原理是：由密布在显示区域四周的红外发射和接收对管产生水平和垂直方向红外线，构成平面扫描网格，当有物体阻挡住网格中某对水平和垂直红外扫描线时，就可以通过被阻挡的这对红外线确定该物体的横坐标和纵坐标，从而实现坐标定位。使用红外线技术的交互白板定位精度较高，反应速度较快，不怕划伤，使用寿命较长，无需配备专用笔，运用手指或教鞭等即可进行书写，可以实现大面积白板的制作。其不足之处是没有压感反应（虽然可以通过软件弥补），且易受到强红外光线的影响。基于其难以比拟的优势，目前红外线技术白板市场份额呈快速增长趋势。

2.3 电阻膜技术白板

其实现定位的基本原理是：显示区域由水平线电阻膜、绝缘网格、导电膜、绝缘网格、垂直电阻膜等多层膜组成，对电阻膜加上一个固定电压，当没有外力作用时，因导电膜不接触电阻膜而不能测得电压，不会发生定位信息反应；当有物体作用于电阻膜某一点时，会有电流通过导电膜并被测试电路测得电压。这个电压与触摸点的位置有关，通过水平和垂直两个方向测得的电压，可以换算到物体触摸点位置的横坐标和纵坐标，从而实现坐标定位。使用电阻膜技术的交互白板定位相对精确，无需使用专用笔，可以直接进行触摸操作。这类白板的不足之处是响应速度较慢，书写比较吃力，面板一旦划伤则不能使用，且难以实现大面积白板的制作。该类白板市场占有率呈快速下滑趋势。

2.4超声波技术白板

其实现定位的基本原理是：在显示区域的一边放置两个具有固定距离的超声波接收器，使用超声波发射笔。当笔在屏幕表面移动时，所发射的超声波沿屏幕表面被接收器所检测，因超声波传输速度较慢，由收到超声波的时间可以换算出笔与两个接收器之间的距离。根据三点定位原理，即根据三角形已知三个边的长和其中两点的位置可以确定第三个点的位置，而确定超声波发射笔所在顶点的位置，从而实现距离定位。使用超声波技术的交互白板定位相对精确，可以进行大面积白板的制作。但其存在定位精度不均匀，受强噪音和温度影响较大，需要使用专用笔书写等不足，目前市场占有率呈下滑趋势。

2.5 CCD光扫描技术白板

其定位实现基本原理是：在显示区域的一边设置两个具有固定距离的CCD线阵探测器和红外发射器，在显示区域的另外三边设置光线反射膜。在没有物体阻挡时，CCD线阵探测器检测到的是一条完整光带；当显示区域中有物体阻挡光线传播路径时，CCD线阵探测器检测到的光带中会出现无反光区域。根据CCD线阵探测器检测到的无反光区域可以计算出物体在显示区域的位置，从而实现角度换算定位。使用CCD光扫描技术的交互白板不需要使用专用笔，可以实现大面积面板的制作，其最大优点是可以多点同时触摸。在电子白板中运用CCD光扫描技术是一项较新的工艺，尚未完全成熟，目前仅有少数厂家进行尝试生产，远未普及。

总体而言，红外线技术白板综合性能较好，是目前最适合教育行业的产品，也是在教育领域最受欢迎的产品。当然，由于各类技术的产品都有缺陷，因此有些交互白板生产厂家会结合其中的两种或两种以上技术进行生产，如红外+超声波电子白板等，以改善或克服因采用单一技术而形成的缺点。

另外,按照大小及安装方式，交互白板可分为壁挂式、滑道式、移动式、壁橱式和便携式等交互白板。

3 交互白板的人性化设计

交互白板将在教学领域得到广泛使用的一个重要因素是其具有以下几项人性化的设计。

3.1 人机交互设计

交互式电子白板最大的特色在于保留了传统黑板的任意板书功能，同时实现了与计算机的交互控制。教师在教学过程中，可以一边讲解，一边利用手指或感应笔在白板的板面上进行点、圈、拖放、添加注解、任意书写教学信息等操作，也可以随时在白板上直接操作计算机(无需到计算机上操作)，从而使忙碌于黑板与电脑之间的教师变得更轻松，教师更能够充分发挥自己的"肢体语言(表情、手势、语气等)"，实现师生之间情感交流，同时也避免了课堂上由于教师频繁往返于黑板与主控台之间而分散学生注意力的问题，让教师的"教"与学生的"学"更加轻松、精彩。

3.2 实时记录设计

交互式电子白板可以实时记录白板上的所有内容。课堂上的所有教学内容会自动生成图文并茂的电子文档，教师可以随时调出记录的任何一页进行重复讲解、补充说明或强调重点内容，学生课后也可以随时调阅与回放，这可以使学习者省去记笔记的时间，不会因为集中精力记笔记而忽略听讲与思考。

3.3 无污染设计

交互式电子白板用感应笔或手指代替鼠标和粉笔，结束了教师与学生"吃"粉笔灰的历史，可以做到无纸化教学与办公，而且交互式电子白板一次可储存几百页的板书内容，当写满白板又不需要保存时，只要轻轻一敲，文字、图形即刻被"擦掉"，真正做到省时省力，实现现代化的"无尘、无污"教学。

3.4 数字化整合设计

从整体来看，交互式电子白板是以黑板与多媒体讲台整合技术为主体，包括了内置音响系统等，配合话筒等语音设备，使交互白板的功能更加丰富、多样，在应用性上得到了全面的补充和完善。另外，与其它设备的连接也变得更加简单，如文档摄像机、电脑、或DVD播放机等，只需随手插在连接壁板上即可，而且在接口上也更有针对性，对于数字、高清接口等考虑得比较周全。

3.5 资源共享设计

交互式电子白板广泛包括各种支持教学的跨学科数据和常用的背景库、图库、链接库等，内容非常丰富，涉及领域非常广，其内容可任意添加或删除、导出或分支导入，教师能够自由插入图片、课件、模板等。同时，交互式电子白板可以实现多点教学共享一个教学画面的远程教学，远端的教室不仅可以与主教室的课程同步，还可以同时看到老师在主教室的讲授情景，使得教学空间距离缩减为零，真正实现远程互动功能。并且学生可以参与教师的教学，聆听历史性的演讲，观看DVD或VCR纪录片，或者在网上游览艺术博物馆等等，这些都极大地、高效地实现了信息资源共享。

4 选购交互白板主要考虑因素

交互白板的选用具有很多的共性，课堂教学是交互白板广泛应用的领域之一，这里仅以教学用交互白板的选购为例来分析相关因素。

4.1 板面

包括板面尺寸、数量、板面利用率等。板面尺寸是标示交互白板大小的，通常是用交互白板对角线的长度来衡量，单位是in。另外，有些厂家也用板面面积来表示交互白板的大小，板面面积是指交互白板的实际尺寸大小，单位是mm，通常是指长×宽。交互白板的板面尺寸不是越大越好，应根据实际的教学需要进行选购。

面板数量是指购买交互白板时厂家配置的面板数量。一般情况下，交互白板会配有1~4块面板，面板数量在2块以上的交互白板可以多面连续书写，教师能方便地多屏展示教学内容，更加有利于教学效果的提高。

板面利用率是指交互白板的书写面积或感应面积与板面面积之比，它表明了交互白板在实际使用时可以书写的有效尺寸，在这个有效尺寸区域内教师可以任意书写和复印输出，它的尺寸一般比实际面板尺寸小。

白板的耐磨性。教学用交互白板的板面使用率比较高，因此板面的耐磨性要好，并具备一定的抗撞击性，这样使用寿命才长。

4.2 接口类型

交互式电子白板与计算机相连接的接口类型主要有有线与无线两种，其中有线接口又分并口（也称为IEEE1284接口）、串口（也称为RS-232接口）和USB接口等类型。一般教学用交互白板接口应选择具有传输速度快，支持热插拔和连接多个设备等特点的USB接口。

4.3 书写方式

交互式电子白板支持的书写方式主要有特殊笔、手写、白板笔等书写方式。教学用交互白板最好用普通手写或白板笔书写类的产品。

4.4 书写响应速度与精度

教学用交互白板书写响应速度要快，定位精度要高，书写响应速度最好为400cm/s左右或以上，定位误差最好不要超过0.1mm。这样教师在教学过程中才能书写流畅，应用方便。

4.5 易学易用性

易学易用性是指产品使用是否简单方便，使用者是否需要经过培训才可以使用。教学用交互白板的使用门槛要低，操作要平民化，要简单易学，最好是教师只需要参看说明书而无需培训就可以正确使用。

另外，在选购时还要关注配套软件能否免费在线升级，在同等条件下，应该优先选择具有免费在线升级的配套软件的产品，以期实现更多、更强大的功能。

除此以外，选购教学用交互式交互白板时要考察厂家的生产规模(年产量10，000套和500套的厂家价格会不一样)、营销模式(如果厂家在广告宣传上花了100万元，每套的成本也要大大增加)、售后服务等，寻找性价比较高的交互白板。至于交互白板的分辨率则无需考虑太多，一般厂家设计的分辨率都能满足教学需要，而且交互白板在实际使用时的分辨率取决于计算机和投影机的分辨率。

总之，交互白板是传统教学方式与现代教学方式完美衔接的教学工具，它将多媒体教学与传统教学紧密地结合起来，所有的控制都可以在白板上完成。它使得教师可以集中精力教学而不必忙于在黑板与多媒体控制台之间奔走，学生可以真正成为学习的主体，享受学习过程。交互白板将被越来越多的学校所采用，成为现代教学领域不可或缺的教学工具，在中国信息化教育进程中发挥日益重要的作用。

参考文献

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