隨著科技的發(fā)展，以往單一的教學方式逐步被改善。多媒體教室以多渠道的教學內(nèi)容呈現(xiàn)方式，將理論教學和直觀教學有機的結(jié)合在一起，調(diào)動學生的多種感官參與學習，提升了教學的質(zhì)量、提高了教學效率、擴大了教學規(guī)模。
目前，在多媒體教室的應(yīng)用中，常用的解決方案以投影機、實物展臺、計算機等為主。這樣的解決方案能方便的將實物、計算機教學課件、視頻、音頻等教學內(nèi)容呈現(xiàn)在學生面前，然而在絕大部分教學實踐中，傳統(tǒng)的“板書”依然是最常用的教學手段，因為通過板書，教師可以即興地插入教學內(nèi)容，可以有效地控制教學進程。于是，多媒體教室和板書相結(jié)合的方式成為許多教師喜歡的教學模式。交互式電子白板正是在這種需求背景下進入到教師和學生中間，逐漸成為不可或缺的教學工具。
交互式電子白板是一種先進的教育或會議輔助人機交互設(shè)備，它可以配合投影機、電腦等工具，實現(xiàn)無塵書寫、隨意書寫、遠程交流等功能。從硬件原理上來說，交互式電子白板融合了大屏幕投影技術(shù)、精確定位的測試技術(shù)等。現(xiàn)階段的國際或國內(nèi)市場上，有多種技術(shù)可以實現(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)。每種技術(shù)都有不同的特點和優(yōu)勢，在電子白板市場上占有一定的份額。
本文主要從實現(xiàn)技術(shù)角度對目前不同的電子白板精確定位測試技術(shù)進行簡要的介紹。
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電阻膜技術(shù)原理是：電子白板基本結(jié)構(gòu)是由多層膜組成，包括水平線電阻膜、絕緣網(wǎng)格、導電膜、絕緣網(wǎng)格、垂直電阻膜等，組合膜與使用區(qū)域大小相同。工作原理是在電阻膜上加一個固定的電壓，在沒有外力作用下，導電膜不接觸電阻膜，沒有電壓被測得，不會有定位的信息反應(yīng)。當用硬物壓在電阻膜的某一點時，電流通過導電膜被測試電路讀取，就像從一個電位器中點測試到一個變動的電壓，這個電壓與觸摸點的位置有關(guān)，根據(jù)從水平和垂直方向讀取的電壓，可以換算為觸摸點的X，Y方向位置。電阻式觸摸屏是一種網(wǎng)格掃描實現(xiàn)方式，特點是有物體壓住膜的表面時，可以反應(yīng)出物體壓住的位置。
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技術(shù)的優(yōu)劣勢分析：
優(yōu)勢：
1、定位相對準確。
2、無需專用筆，可做觸摸操作
劣勢：
1、書寫需要一定的力度
2、無法做超大面積
主要使用廠家：
美國：Polyvison、Interactive Tech |
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電磁感應(yīng)式的工作原理是：電磁波是可以通過空氣和絕緣物體進行傳播，電磁感應(yīng)式是采用一支可以發(fā)射電磁波的筆，水平垂直兩個方向排列的接收線圈膜組成，膜的大小與顯示區(qū)域相同。定位原理是，發(fā)射電磁波的筆按間歇方式發(fā)射電磁波，當筆靠近接收線圈的膜時，線圈上會感應(yīng)到筆發(fā)射的電磁波。離筆最近的線圈組感應(yīng)到的電動勢越高，根據(jù)水平方向和垂直方向感應(yīng)到的電動勢，通過計算可以獲得筆所在的X、Y坐標位置。
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技術(shù)的優(yōu)劣勢分析：
優(yōu)勢：
1、定位相對準確
2、書寫過程中有壓感，即根據(jù)書寫的輕重不同，筆跡的粗細會不同
3、顯示區(qū)域的均勻度較好
劣勢：
1、必須使用專用筆，不能做觸摸操作。反應(yīng)速度不夠快
2、難以實現(xiàn)超大面積的版面制作
采用此項技術(shù)的主要廠家：
英國：Promethean和GTCO
加拿大：SMART
美國：Numonics
中國：巨龍、天士博等
這是一項早期電子白板常用的技術(shù)，目前市場份額相對穩(wěn)定。 |
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紅外技術(shù)的原理是：由密布在顯示區(qū)四周紅外接收和發(fā)射對管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個掃描平面網(wǎng)，當有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對水平和垂直紅外掃描線時，就可以通過被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X，Y坐標，實現(xiàn)坐標的定位。
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技術(shù)的優(yōu)劣勢分析
優(yōu)勢：
1、定位準確、精度較高
2、無需專用筆、可用手指、教鞭等進行書寫或觸摸操作
3、使用壽命較長,反應(yīng)速度較快, 造價較低
劣勢：
1、無壓感反應(yīng)
2、可能受強紅外光的影響
采用此項技術(shù)的主要廠家：
美國：3M
英國：Sahara 和Luidia
日本：HITACHI
中國：鴻合 |
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超聲波技術(shù)的原理是：利用超聲波的傳輸速度較慢的特性，根據(jù)超聲波發(fā)射到接收時間計算出發(fā)射點到接收點的距離。使用在平面定位上的原理采用的是在屏幕的一邊放置兩個按固定距離分布的超聲接收裝置，用于定位的筆是一個超聲波發(fā)射器，當筆移動在屏幕的表面時，所發(fā)射的超聲波沿屏幕表面被接收器檢測到，由收到超聲波的時間可以換算出筆與兩個接收器的距離。采用三點定位的原理，即根據(jù)三角形已知三個邊長可以確定筆所在的頂點原理，計算出筆所在的位置坐標。是一種測距定位模式。
技術(shù)的優(yōu)劣勢分析
優(yōu)勢：
1、定位相對準確
2、適應(yīng)性強，可在不同面積的設(shè)備上使用
劣勢：
1、定位精度不均勻
2、受溫度影響較大
3、需用專用筆書寫
采用此技術(shù)的主要廠家
HITACHI、IBEAM等 |
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CCD光掃描原理是：在顯示區(qū)域的一邊設(shè)置兩個固定距離的CCD線陣探測器和紅外發(fā)射器，對準顯示區(qū)域。在顯示區(qū)域的另外三邊設(shè)置可以反射光線的反射膜，在沒有物體阻擋時，線陣CCD檢測到的是一條完整的光帶。當有物體在顯示區(qū)域中擋住光線傳播路徑時，在線陣CCD檢測到的光帶中會出現(xiàn)無反光區(qū)域，分布在兩個角的CCD分別檢測到的遮擋區(qū)域反應(yīng)在線陣CCD的對應(yīng)區(qū)域，根據(jù)對應(yīng)的區(qū)域計算出物體在顯示區(qū)域的位置，是一種交叉點測試定位方式。
此技術(shù)為較新的技術(shù)，未完全成熟，其最大的優(yōu)點是可做多點同時觸摸，除少數(shù)廠家在嘗試性使用外，還為完全普及，可用資料不多。 |
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綜上所述，交互式電子白板采用不同的定位方式，則會有不同的特點和性能。下表將上面的文字內(nèi)容進行總結(jié)和對比，相信讀者能分清各種技術(shù)的差異，選擇適合自己的一款產(chǎn)品。
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| 技術(shù)方式 |
電阻 |
電磁感應(yīng) |
紅外 |
超聲波 |
CCD掃描 |
| 基本傳感方式 |
面 |
面 |
線 |
點 |
點 |
| 觸摸操作 |
O |
X |
O |
X |
O |
| 專用筆 |
X |
O |
X |
O |
X |
| 手勢識別 |
O |
X |
O |
X |
O |
| 矩陣掃描方式 |
O |
O |
O |
X |
X |
| 表面覆膜 |
O |
O |
X |
X |
X |
| 使用耗材 |
X |
電池 |
X |
電池 |
X |
| 多級壓感 |
O |
O |
X |
X |
X |
| 主材料 |
電阻膜 |
帶線圈的膜 |
紅外發(fā)射接收LED |
超聲檢測器 |
光檢測器 |
| 教鞭操作 |
O |
X |
O |
X |
O |
| 定位算法依據(jù) |
X，Y |
X，Y |
X，Y |
距離 |
角度 |
| 定位精度算法 |
模擬電壓計算 |
插值計算 |
插值計算 |
距離換算 |
角度換算 |
| 顯示區(qū)域均勻度 |
一致 |
一致 |
一致 |
近優(yōu)遠差 |
近優(yōu)遠差 |
| 背投影模式 |
差 |
X |
好 |
好 |
好 |
| 同類技術(shù) |
觸摸屏 |
數(shù)字化板 |
觸摸屏 |
測距儀 |
掃描裝置 |
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