一种基于触控技术的新型电子黑板设计

　　黑板作为教学系统中必不可少的教学工具，有着极其重要的作用。当前教师在授课时主要利用传统工艺黑板和粉笔进行板书。

　　普通粉笔以碳酸钙、硫酸钙为原料，板书效果不好，不便擦除板书内容，污染严重。板书过程中产生的大量粉尘对人体肺部伤害很大，严重影响师生健康。普通粉笔属于消耗性产品，长期大量使用费用较高。

　　为克服传统黑板使用粉笔造成的环境污染等弊端，近几年很多学校换用一种新型白板。该白板板面以塑料制成，以油性笔代替普通粉笔进行板书，使用时不会产生粉尘，但板书过程中油性笔的有机书写液散发的气味同样对人体有害。

　　这些问题的存在严重影响师生健康，不能满足环保要求。为此，我提出了一种新型电子黑板，采用触摸屏原理在智能黑板上进行板书，板书时不产生任何有害粉尘。

　　为了验证这一设想的可行性和实用性，我对学校5000余名师生进行了问卷调查，发现90%的师生意识到传统黑板对人体造成的健康问题，10%则不太在意。

　　在如何看待传统黑板造成的健康问题上，82%的师生积极关注相关方面的报道，18%的师生感到恐慌但又不知道如何解决。

　　大部分师生都知道传统黑板对身体的危害，也希望能解决这个问题。86%的被调查者认为推广电子黑板可行，14%的师生对电子黑板的改造成本和使用门槛表示担忧。

　　对于推广使用电子黑板，大多数师生都有很大的期许，认为电子黑板能为他们提供一个更加环保、健康的教学环境。很多师生还提出了自己的要求，如方便书写、质量好、使用寿命长、无故障、清晰度好、分辨率高、反应速度快等。综合分析调查的反馈信息后，我开始进行新型电子黑板系统的设计。

　　一、系统硬件组成

　　电子屏幕系统硬件由触控输入模块、语音转换模块、网络连接模块、CPU控制模块以及屏幕显示模块组成。

　　触控输入模块由一块电阻式触控屏和USB数据传输接口组成，采集触控点在屏幕上的坐标数据，并将数据传输到CPU控制模块。语音转换模块由输入麦克风和语音识别系统以及USB数据传输接口组成，将麦克风输入的语音信号转换为文字信号，并将数据传输到CPU控制模块。

　　网络连接模块由网络接口和网卡组成，将网络数据传输到CPU控制模块。

　　CPU 控制模块接收以上三个模块的传输数据，经过处理后将控制信号发送到屏幕显示模块。

　　屏幕显示模块由一块电子显示屏和USB数据传输接口组成，用以接收CPU控制模块的控制信号，根据控制信号在屏幕上实现相应的显示。

　　目前市场上流行的触控屏幕主要有电容式和电阻式两种，根据使用者对新型电子黑板的要求，我们选用电阻式触摸屏作为触控输入设备。电阻式触摸屏的优点是屏幕和触控系统都比较便宜，反应灵敏度也很好，由于是一种对外完全隔离的触摸屏，不怕灰尘和水汽，使用寿命长，而且可以用任何物体触摸，稳定性也较好。

　　二、系统软件开发

　　电子黑板系统软件包括用户界面、文件处理和参数设置三大模块：

　　1.用户界面模块负责接收用户的输入信息并实时显示在界面适当位置，显示的比例可以在电子黑板显示区放缩，可以新建显示页，并切换翻页，也可以清除整个页面。

　　2.文件处理模块负责将用户的输入以特定格式保存或读出。

　　3.参数设置模块负责显示区背景、画笔宽度、颜色的选择，也负责用户输入方式在定位、画笔和橡皮擦几个不同模式下的切换。整个软件系统有传统黑板无法支持的多屏信息保存、放缩比例调节、显示色彩切换等多项功能。

　　三、总结与展望

　　本文介绍了一种新颖、廉价、使用方便的电子黑板系统，阐述了其主要组成和功能。电子黑板系统区别于传统的手写黑板，它在保留了传统黑板教学灵活性的同时，对信息的显示、更新、存储、回顾提供了更便捷的方式，也解决了粉笔灰尘带来的伤害。今后的电子黑板系统将补充更多的功能。希望电子黑板成为课堂的好帮手，为老师们提高课堂教学效果出一份力。

　　（指导老师：张弘毅）

　　文 湖北省襄阳市第四中学 梁子豪

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