一種新型數(shù)字白板系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

　　電子白板由于其市場價格偏高、維護困難等問題，在中小學(xué)進行大規(guī)模推廣和應(yīng)用存在一定難度。本文介紹了一種利用液晶投影儀、多媒體計算機、手寫板和MST軟件開發(fā)的數(shù)字白板系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具備電子白板的一般功能，還能夠作為高效的教育資源開發(fā)工具來使用。它的開發(fā)成本低，實用性較強，對于提高中小學(xué)課堂教學(xué)信息化進程具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　
　　一、數(shù)字白板系統(tǒng)的開發(fā)
　　
　　我們通常所說的電子白板系統(tǒng)是指由感應(yīng)白板、感應(yīng)筆、多媒體計算機、投影儀、麥克風(fēng)等硬件和電子白板軟件組成的電子白板教學(xué)系統(tǒng)。多媒體教室已經(jīng)配備投影儀和多媒體計算機，只需要再加入具有電子白板功能的硬件和軟件就可以構(gòu)建數(shù)字白板系統(tǒng)。
　　在本系統(tǒng)中，筆者采用手寫板來代替感應(yīng)白板作為系統(tǒng)的輸入設(shè)備，實現(xiàn)板書和繪圖的功能。手寫板技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的計算機輸入技術(shù)，從硬件構(gòu)成來看，手寫輸入產(chǎn)品主要包括手寫板和手寫筆兩部分，其中手寫板是進行輸入操作時的主要感應(yīng)設(shè)備，尺寸約為感應(yīng)白板的1/20。手寫板和手寫筆大多是配套使用的。經(jīng)歷了數(shù)年的發(fā)展，手寫板技術(shù)目前已經(jīng)成為一種非常成熟的技術(shù)，其文字錄入功能、繪圖功能、鼠標功能完全可以與電子白板的觸摸屏技術(shù)相媲美，而尺寸較小、攜帶方便、價格便宜則是手寫板的優(yōu)勢所在。
　　電子白板軟件一般是基于Windows的演示型教學(xué)軟件，它是整個系統(tǒng)的核心和靈魂，其功能的優(yōu)劣直接影響著實際教學(xué)效果。利用Microsoft公司的PowerPoint軟件能夠滿足部分課堂演示和課件開發(fā)的需要，價格也相對較低，但是PowerPoint并不能對演示型教學(xué)進行實時錄制，也不方便遠程發(fā)布。因此，在數(shù)字白板軟件的選擇上，筆者認為MST(Multimedia Smart Teacher)軟件比較適合作為本數(shù)字白板系統(tǒng)的軟件部分。MST軟件是韓國Liztech公司開發(fā)的多媒體課件開發(fā)工具，目前最高版本是2.0。該軟件可以利用計算機的手寫板和麥克風(fēng)作為輸入設(shè)備，將教師“粉筆+黑板”的授課過程記錄下來并原貌重現(xiàn)。而教師則完全以自然的授課方式進行授課，沒有特殊的要求，教師正常的授課過程就是課件的錄制過程，錄制的學(xué)習(xí)資源還可以發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)支持遠程教學(xué)。因此，MST軟件在課堂教學(xué)和遠程教學(xué)中有很強的實用性和可操作性。
　　基于MST軟件的數(shù)字白板系統(tǒng)組成如圖1所示，手寫板和麥克風(fēng)為系統(tǒng)的輸入設(shè)備，液晶投影儀為系統(tǒng)的輸出設(shè)備（投影銀幕作為大尺寸白板板面），虛線框內(nèi)為數(shù)字白板系統(tǒng)的軟件部分（系統(tǒng)的核心）。
　　
　　　圖1 數(shù)字白板系統(tǒng)的組成
　　
　　二、數(shù)字白板系統(tǒng)的功能和優(yōu)缺點
　　
　　本系統(tǒng)既能替代電子白板為課堂教學(xué)、遠程教學(xué)提供學(xué)習(xí)資源，也能為教師之間的教學(xué)交流和學(xué)生回顧、復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)內(nèi)容提供方便。
　　
　?。ㄒ唬┳匀坏墓P式書寫方式
　　MST軟件能夠提供貼近教師日常習(xí)慣的、自然的授課方式，讓教師通過手寫板繼續(xù)以“筆”的方式在“白板”上書寫和繪畫，做屏幕注釋。所有的書寫、繪畫、擦除全部通過手寫板進行，可以真正實現(xiàn)無紙化教學(xué)，不產(chǎn)生任何粉塵，沒有任何輻射，綠色環(huán)保。利用該軟件進行書寫時，筆跡的顏色、粗細都可以通過工具欄上的按鈕來選擇，便于教師在屏幕上做各種標記，突出教學(xué)重點，吸引學(xué)生的注意力。
　　
　?。ǘ┘磿r記錄、聲畫同步
　　MST軟件可以以聲畫同步的方式將屏幕上的板書和教師的語音講解記錄下來，教師的授課過程就是課件的錄制過程，支持存儲、回放、打印等功能。該功能使教師的授課過程得到有效記錄和再現(xiàn)，最終課件由動態(tài)的聲音、板書、插入的各種多媒體素材和預(yù)先制作的靜態(tài)背景教案構(gòu)成。一般教師只需要10分鐘的培訓(xùn)就可以開始制作授課文件了。
　　
　?。ㄈ┴S富的外部媒體支持
　　MST軟件不僅能夠提供基本圖形（如：各種幾何圖形）的繪制(如圖2所示)，也支持專業(yè)圖形、圖像、文檔、視頻的導(dǎo)入（如物理電路圖、化學(xué)的實驗圖等）。
　　
　　圖2 MST軟件的繪圖工具
　　
　　如圖3所示，該軟件能夠提供外部圖像、文件（如BMP，DIB，JPG，PCX，TGA，META，HTM）和教師的電子教案文件（如PowerPoint、Word等）的導(dǎo)入，并且可以直接在其上做標記、注釋、畫圖等，不改變原始文檔的內(nèi)容，使整個演示毫無阻礙，同時充分利用了教師已有的電子教案。另外該軟件還支持MPEG-1、MPEG-2、SWF等視頻動畫文件的插入來豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容。MST軟件還提供了制作電子講義功能。通過導(dǎo)入BMP，DIB，JPG，PCX，TGA，META，HTM等文件，可以使課件的畫面更精致，內(nèi)容更豐富。該功能可以將屏幕轉(zhuǎn)變?yōu)闀鴮懓装澹斡山處熢谄渖线M行書寫和批注，極大地提高了教學(xué)的互動性、靈活性和趣味性。
　　
　　　　圖3 MST軟件插入外部光路圖
　　
　　總體來說，該系統(tǒng)具有以下幾個優(yōu)點：1)該系統(tǒng)基于多媒體教室現(xiàn)有的硬件資源組建，組建成本和維護費用低，可維護性好。2)該系統(tǒng)完全模擬教師自然習(xí)慣的授課過程，容易被學(xué)生和教師接受。3)MST軟件能夠?qū)D片、文本、視頻、音頻等多種媒體資源進行有效整合，豐富教學(xué)內(nèi)容和信息呈現(xiàn)方式。4)中小學(xué)生特別是小學(xué)生的有意注意維持時間短，課堂上總會有部分學(xué)習(xí)內(nèi)容由于注意力不集中而遺漏，課件保存下來可供學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)。5)存儲的課件可以以流媒體的方式通過互聯(lián)網(wǎng)在線播放，無論在學(xué)?；蚣依?，學(xué)生都可以利用課件隨心所欲地反復(fù)學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效果。
　　沒有任何一個完美的教學(xué)系統(tǒng)可以解決所有的教學(xué)問題，本系統(tǒng)的缺點如下：1)由于手寫板的尺寸比較小，教師進行講解和板書比較方便，而中小學(xué)生利用手寫板進行書寫操作時會遇到一定的難度。2)由于手寫板的位置相對固定，導(dǎo)致教師的位置也相對固定，因而，本系統(tǒng)更為適合演示型課堂教學(xué)，對于師生互動較多的課堂則對教師的教學(xué)技巧提出了更高的要求。
　　
　　三、數(shù)字白板系統(tǒng)的應(yīng)用
　　
　　該系統(tǒng)是基于MST軟件的數(shù)字白板系統(tǒng)，其核心技術(shù)是MST軟件技術(shù)，對于手寫板和液晶投影儀的使用這里就不做論述了。下面著重介紹一下MST軟件的使用。
　　
　　（一）課件的錄像和控制
　　在課件錄像之前，先準備好課件需要的文本、圖像、視頻素材，對教學(xué)的步驟做精心的安排。使用MST新建一個文件，通過“繪圖工具”和“打開教案”等方法來制作MST電子講義，這個過程相當(dāng)于傳統(tǒng)課堂上教師課前準備教學(xué)內(nèi)容和安排教學(xué)步驟的過程。授課時打開相應(yīng)的電子講義，點擊工具欄上的“錄像”按鈕，MST軟件將通過麥克風(fēng)把輸入的音頻數(shù)據(jù)和書寫動畫數(shù)據(jù)實時地儲存在電腦里。教師可以通過點擊“暫停”按鈕來暫停錄像，也可以通過點擊“停止”按鈕來結(jié)束錄像。
　　
　?。ǘ┱n件的編輯
　　MST軟件為我們提供了很好的課件編輯功能。在課件錄像完畢后，可以利用編輯工具對課件內(nèi)容進行刪除、修改、重新錄制等，打開視圖菜單下的編輯工具（如圖4所示）。
　　
　　　圖4 編輯工具窗口
　　
　　通過上端兩個劃塊選擇“入點”和“出點”，精確設(shè)定編輯區(qū)域的大小。設(shè)定編輯區(qū)域后，點擊“區(qū)域刪除”按鈕即可刪除被選定的區(qū)域。在被選定的區(qū)域上選擇“插入錄制”按鈕即可從“入點”插入新錄像（插入錄像時，已經(jīng)被選定的區(qū)域自動消失，從“入點”開始插入新錄像）。如要重新錄制課件，選擇“重新錄制”按鈕就可以在設(shè)定的編輯區(qū)域重新錄制課件了。選擇“插入錄像”或“重新錄制”后，錄制課件的方法與首次錄制課件的方法相同。錄像結(jié)束后選擇工具欄上的“停止”按鈕，即可自動結(jié)束編輯過程。
　　
　?。ㄈ┱n件的保存和發(fā)布
　　按照以上方法，錄像結(jié)束后，點擊工具欄上的“保存”按鈕將已經(jīng)錄制好的內(nèi)容存儲成“＊．Ｌｅｃ”格式的文件。存儲后的課件可以通過ＭＳＴ軟件打開、修改、保存。當(dāng)然Ｌｉｚｔｅｃｈ公司也專門開發(fā)了“＊．Ｌｅｃ”文件的播放器ＭＳＴ－Ｐｌａｙｅｒ?。玻埃覀兛梢酝ㄟ^它來控制課件的播放、暫停和停止。該存儲格式的視頻畫面清晰，音質(zhì)較好，一節(jié)４０分鐘的課程存儲大小僅為１０ＭＢ左右，非常適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。錄制好的課件可以應(yīng)用ＡｃｔｉｖｅＸ插件嵌入網(wǎng)頁中實現(xiàn)在線播放。代碼如下：
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　　參考文獻
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