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取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须要考虑的诱因作了初步的探求，为教学交互白板的购买与使用提供了参考。
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求。在这些需求背景下，交互白板应运而生，它将取代黑板成为课堂教学的主流技术。本文阐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，分析了交互白板购买时应考虑的主要诱因。
1 交互白板阐述
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，交互白板还没有产生简明、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讯技术等高科技手段研制的、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，具有打印和扫描等功能，但不能与计算机进行单向通讯。从复印型白板到交互白板是白板发展史上的飞越，实现了白板与计算机之间的交互通讯和操作。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
交互白板根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性和优势。本文根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，当笔紧靠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，通过估算即可获得笔所指向位置的横座标和纵座标，从而实现座标定位。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，反应速率通常。其不足之处是必须使用专用笔，不能作触摸操作，害怕咬伤，易遭到强电磁波的影响，难以实现大面积白板的制做。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形成水平和垂直方向红外线，构成平面扫描网格，当有物体阻堵住网格中某对水平和垂直红外扫描线时，就可以通过被抵挡的这对红外线确定该物体的横座标和纵座标，从而实现座标定位。使用红外线技术的交互白板定位精度较高，反应速率较快，不怕咬伤，使用寿命较长，无需配备专用笔，运用手臂或教鞭等即可进行书写，可以实现大面积白板的制做。其不足之处是没有压感反应（虽然可以通过软件填补），且易遭到强红外光线的影响。基于其无法比拟的优势，目前红外线技术白板市场份额呈快速下降趋势。
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、垂直内阻膜等多层膜组成，对内阻膜加上一个固定电流，当没有外力作用时，因导电膜不接触内阻膜而不能测得电流，不会发生定位信息反应；当有物体作用于阻值膜某一点时，会有电压通过导电膜并被测试电路测得电流。这个电流与触摸点的位置有关，通过水平和垂直两个方向测得的电流，可以换算到物体触摸点位置的横座标和纵座标，从而实现座标定位。使用内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率较慢，书写比较费力，面板一旦刺伤则不能使用，且无法实现大面积白板的制做。该类白板市场占有率呈快速下降趋势。
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。当笔在屏幕表面联通时，所发射的超声波沿屏幕表面被接收器所测量，因超声波传输速率较慢，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，即按照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做。但其存在定位精度不均匀，受强噪声和湿度影响较大，需要使用专用笔书写等不足，目前市场占有率呈下降趋势。
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。在没有物体抵挡时，CCD线阵探测器测量到的是一条完整光带；当显示区域中有物体抵挡光线传播路径时，CCD线阵探测器测量到的光带中会出现无反光区域。根据CCD线阵探测器测量到的无反光区域可以估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做，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，是目前最适宜教育行业的产品，也是在教育领域最受欢迎的产品。当然，由于各种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产生的缺点。
另外,按照大小及安装方法，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诱因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，一边借助右手或感应笔在白板的烩面上进行点、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)，从而使繁忙于黑板与笔记本之间的班主任显得更轻松，教师更才能充分发挥自己的"肢体语言(表情、手势、语气等)"，实现师生之间情感交流，同时也防止了课堂上因为班主任频繁往返于黑板与主控台之间而分散中学生注意力的问题，让班主任的"教"与中学生的"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手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、补充说明或指出重点内容，学生课后也可以随时调取与回放，这可以使学习者省去记笔记的时间，不会由于集中精力记笔记而忽视听讲与思索。
3.3 无污染设计
交互式电子白板用感应笔或手臂取代键盘和粉笔，结束了班主任与中学生"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存放几百页的板书内容，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，包括了外置扬声器系统等，配合麦克风等语音设备，使交互白板的功能愈发丰富、多样，在应用性上得到了全面的补充和构建。另外，与其它设备的联接也显得愈发简单，如文档摄像机、电脑、或DVD播放机等，只需随手插在联接蒙皮上即可，而且在插口上也更有针对性，对于数字、高清插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类支持教学的跨学科数据和常用的背景库、图库、链接库等，内容十分丰富，涉及领域十分广，其内容可任意添加或删掉、导出或分支导出，教师能否自由插入图片、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，远端的寝室除了可以与主课室的课程同步，还可以同时看见老师在主课室的讲授情境，使得教学空间距离削减为零，真正实现远程互动功能。并且中学生可以参与班主任的教学，聆听历史性的讲演，观看DVD或VCR纪录片，或者在网上游玩艺术博物馆等等，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诱因
交互白板的选用具有好多的共性，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购买为例来剖析相关诱因。
4.1 板面
包括烩面规格、数量、板面利用率等。板面规格是标识交互白板大小的，通常是用交互白板对角线的厚度来评判，单位是in。另外，有些厂家也用烩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规格大小，单位是mm，通常是指长×宽。交互白板的烩面规格不是越大越好，应按照实际的教学须要进行购买。
面板数目是指订购交互白板时厂家配置的面板数目。一般情况下，交互白板会配有1~4块面板，面板数目在2块以上的交互白板可以多面连续书写，教师能便捷地多屏展示教学内容，更加有利于教学疗效的提升。
板面利用率是指交互白板的书写面积或感应面积与烩面面积之比，它表明了交互白板在实际使用时可以书写的有效规格，在这个有效规格区域内班主任可以任意书写和打印输出，它的规格通常比实际面板规格小。
白板的耐磨性。教学用交互白板的烩面使用率比较高，因此烩面的耐磨性要好，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联接的插口类型主要有有线与无线两种，其中有线插口又分串口（也称为IEEE1284插口）、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插口应选择具有传输速率快，支持热插拔和联接多个设备等特征的USB接口。
4.3 书写形式
交互式电子白板支持的书写形式主要有特殊笔、手写、白板笔等书写形式。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 书写响应速率与精度
教学用交互白板书写响应速率要快，定位精度要高，书写响应速率最好为400cm/s左右或以上，定位误差最好不要超过0.1mm。这样班主任在教学过程中能够书写流畅，应用便捷。
4.5 易学易用性
易学易用性是指产品使用是否简单便捷，使用者是否须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，最好是班主任只须要参看说明书而无需培训就可以正确使用。
另外，在购买时还要关注配套软件能够免费在线升级，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(年产值10，000套和500套的厂家价钱会不一样)、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降低)、售后服务等，寻找性价比较高的交互白板。至于交互白板的帧率则无需考虑太多，一般厂家设计的码率都能满足教学须要，而且交互白板在实际使用时的帧率取决于计算机和投影机的帧率。
总之，交互白板是传统教学方法与现代教学方法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上去，所有的控制都可以在白板上完成。它促使班主任可以集中精力教学而毋须疏于在黑板与多媒体控制台之间奔忙，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中学所采用，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渐重要的作用。
参考文献
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