交互式電子白板的技術演進與教學應用分析

☆ 陽永清 陽麗娜

（浙江師范大學教師教育學院，浙江金華 321004）

當今多媒體計算機已廣泛應用于教學中，交互式電子白板憑借著既可以方便地引入和呈現(xiàn)數(shù)字化資源，又可以根據(jù)需求隨時增減內(nèi)容的特性，在一定程度上創(chuàng)新了師生互動的形式和程度，豐富了知識講授的內(nèi)容和方式，對融洽師生關系、提高教學效果具有一定“功效”。

一、電子白板概述

電子白板從1991年問世就被世人寄予了很高的希望和熱情。它集成了大量的新技術，適應了教育的需求，成為推動中小學變革教學模式、提高教學效率的有效工具。

1.電子白板的技術演進路線

最早的電子白板稱為復印式電子白板，它比較簡單，沒有交互的設計，就是在原有的普通白板上通過增加感應器、可以將書寫的內(nèi)容掃描和打印出來；隨著計算機的普及，將白板與計算機實現(xiàn)連接成為迫切需求，外圍式白板呼之而出。它將白板與計算機主機連接，在計算機上將白板的內(nèi)容轉換成數(shù)字文檔，進行編輯和存儲，通過網(wǎng)絡與外界實現(xiàn)共享。隨著電磁感應技術、紅外線技術、超聲波技術等新技術的出現(xiàn)和應用，電子白板真正意義上的交互成為現(xiàn)實，通過交互式電子白板，可以由技術的交互實現(xiàn)概念的交互，由人－機的交互實現(xiàn)人－人的交互。

2.交互白板在中小學得到廣泛應用

電子白板自1991年問世，就在世界各地受到廣泛的關注并得到政府的財政支持。在2004年，英國小學采用交互式電子白板的比率只有28%，而在2007年英國教育通信與技術總署（BECTA） 的調(diào)查表明，在英國98%的中學以及100%的小學已經(jīng)配備了交互式電子白板。據(jù)相關的市場研究預計，到2011年底，全世界每7間教室就會有1塊交互式電子白板。交互式電子白板進入我國的中小學課堂始于2004年，經(jīng)過2005年－2008年的大量試驗，從2009年開始交互式電子白板在中小學校迅速普及。根據(jù)市場調(diào)查統(tǒng)計，2009年交互式電子白板的銷售量達6.7萬臺，全年實現(xiàn)109%的高速增長，其中教育系統(tǒng)占有率高達91%。[1]中小學研究者、教師和生產(chǎn)廠家共同掀起了一股交互式電子白板的應用和研究熱潮。

二、交互式電子白板的技術特點比較

隨著交互式電子白板在中小學的迅速普及，電子白板產(chǎn)品也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展態(tài)勢。為了進一步促進交互白板在中小學的應用，筆者對交互白板的分類及其技術特征做整理和分析。

1.交互白板的分類

目前，市場在售電子白板主要是交互式電子白板，產(chǎn)品品種很多，根據(jù)不同的分類標準有不同的劃分，按其結構可分為兩大類：薄膜式和框架式。其中薄膜式是將薄膜貼裝在白板表面，既節(jié)省空間又美觀，但制造工藝復雜；框架式，不論是采取內(nèi)置還是外掛的形式，均會占用電子白板上的空間，外觀上不如薄膜式的美觀，但制造工藝相對簡單。大多數(shù)研究者采取的分類標準是按照定位技術劃分的，主要分為：電磁感應式、紅外線式、超聲波式、電容式和電阻膜式，[2]其中使用比較廣泛的是電磁感應式和紅外線式。電磁感應式電子白板的定位原理是：電子筆以間歇方式發(fā)射電磁波，當電子筆靠近接收線圈的膜時，線圈就會感應到電子筆發(fā)射的電磁波，根據(jù)水平方向和垂直方向感應到的電動勢，通過計算可以獲得電子筆在電子白板上的坐標位置。紅外線式電子白板的定位原理是：在由密布在顯示區(qū)四周紅外接收和發(fā)射對管形成的水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格形成一個掃描平面網(wǎng)中，當有阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對水平與垂直紅外掃描線時，就可以通過被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定坐標位置。

2.技術特征比較

根據(jù)電子白板定位技術的分類標準，從感應軸、分辨率、有無漂移、耐磨性能、響應速度、環(huán)境干擾、污物影響、穩(wěn)定性、專用筆九個維度分析對比電磁感應式、紅外線式、超聲波式等交互白板的主要特性，得出數(shù)據(jù)（如表1）。

表1 各類電子白板技術特征比較

從以上結果可知：電磁感應式交互電子白板在分辨率、漂移、耐磨性能、響應速度、污物影響、穩(wěn)定性方面優(yōu)勢比較明顯，但容易受到電磁干擾，相比較而言，其綜合優(yōu)勢比較明顯。國際權威市場調(diào)查機構的分析報告中表明，近年國際市場上，采用電磁感應技術的電子白板逐漸占據(jù)市場主導地位，占有1／2以上的市場份額，其次是紅外傳感及超聲波傳感技術，占有大約1／6的市場份額。

三、交互白板的教學應用

交互式電子白板可以與計算機進行信息通訊，將電子白板連接到PC，并利用投影機將PC上的內(nèi)容投影到電子白板屏幕上，在專門的應用程序的支持下，可以構造一個大屏幕、交互式的協(xié)作會議或教學環(huán)境。它既能方便地引入和呈現(xiàn)數(shù)字化信息資源，又能根據(jù)需要隨時增減內(nèi)容，既能充分發(fā)揮教師的主導作用和個人魅力，又能增強師生參與和互動，有助于提高學生的自我效能感和增強學生的注意力。

因此，交互式電子白板在教學中應用廣泛，在推動課堂互動、促進教師專業(yè)發(fā)展、完善資源集成管理等方面有明顯的優(yōu)勢，甚至有學者提出，電子白板的核心價值觀是構建信息化教育的基礎平臺。[3]

1.利用交互式電子白板，構建課堂互動平臺

交互式電子白板在課堂教學中的交互分為三種類型：（1）技術性交互——即與交互式電子白板的技術功能進行交互；（2）物理上的交互——即讓學生走到交互式電子白板前面，操作上面的元素；（3）概念上的交互——即與課程的概念和觀點進行交互、探索和建構。技術性交互和物理上的交互是概念上的交互的基礎，概念上的交互是技術性交互和物理上的交互的最終目標。教師在熟練使用交互式電子白板后，會自然而然地把交互式電子白板作為一種教學要素融入自己的教學中，并將師生與媒介的交互發(fā)展為師生間的信息交互，最終實現(xiàn)師生新舊概念之間的交互，從而改變學生認知圖式，產(chǎn)生有效的學習。

Glover和Miller等人認為教師使用交互式電子白板要經(jīng)歷三個階段：教學的輔助工具階段（Supported Didactic）、交互階段 （Interactive） 和增強交互階段（Enhanced Interactivity）。Lewin等人在2008年發(fā)表的研究報告中也指出，教師應用交互式電子白板進行課堂教學主要存在以下幾種模式：（1）教師在已經(jīng)建構好的教學方法中，探索新技術的使用；（2）教師利用新技術提供的工具，將其整合到自己的教學中；（3）教師熟練地使用交互式電子白板之后，對于自己原有的教學方法進行改進或者改變原來的教學方式。

在構建互動課堂上，交互式電子白板具有如下優(yōu)勢：（1）能夠支持教師創(chuàng)造出更多變化的、創(chuàng)造性的和更有魅力的課堂（Judge,2007），如支持教師進行基于資源的多分支型課堂討論教學；（2）不僅能為不同學習風格的學生提供學習支持，而且還能夠實現(xiàn)內(nèi)容豐富且聲情并茂的有吸引力的課堂講授（Higgins etal，2005）；（3）支持不同水平的學生都能積極參與到學習活動中（Somekh,2007）；（4）支持學生處理更多的復雜概念，使得學習更清晰、更有效，并能夠動態(tài)化地表達與陳述（Smith，2001）；（5）能夠更有效地支持班級范圍內(nèi)的啟發(fā)性學習。

2.利用交互式電子白板，構建教師專業(yè)發(fā)展平臺

教師專業(yè)發(fā)展的主要目的并不在于外在的、技術性知識的獲取，而是在于通過這種或者那種形式的“反思”，促使教師對于自己、自己的專業(yè)活動直至相關的物、事有更深入的“理解”，發(fā)現(xiàn)其中的“意義”，以促成所謂“反思性實踐”為追求。[4]目前實踐－反思取向的教師專業(yè)發(fā)展，主要通過寫日志、博客等方式進行個人反思，或通過教研組評課、觀摩專家課堂等方式與人合作進行反思；通過這些方式，加強教師對其自身實踐的認識，并在此基礎上提升教育實踐效果。與傳統(tǒng)黑板的“一擦即沒”相比，交互式電子白板能夠實時記錄、保存教與學的全過程，教師可以隨時調(diào)用計算機中存儲的課堂教學資料，不必再擔心板書的內(nèi)容無法重現(xiàn)；與在課堂教學中廣泛使用的“計算機＋投影儀”相比，電子白板允許教師在課堂上根據(jù)學生的學習情況方便自如地隨時調(diào)整、修改教學計劃，并隨時保存更新自己的電子教案。交互式電子白板的錄制等功能，可以將課堂整個教學過程采集為數(shù)字化的視頻文件，形成生動而豐富的再生資源，為教師的專業(yè)發(fā)展提供生動形象的、原滋原味的反思材料。教師可以充分利用這些反思材料，結合其他材料（如背景設計，同行意見，專家意見，學生反饋等），以自身的教學經(jīng)驗為基礎，加深對課堂的理解，發(fā)現(xiàn)其中的意義，最終將反思應用于教學實踐當中。

教師可以根據(jù)教學的進展和需要調(diào)用交互式電子白板向用戶提供大量的可重復使用的教學積件資源，在自己經(jīng)驗的基礎上，參考同行的反思經(jīng)驗和專家的指導意見，生成具有自身特色的教學課堂。在這樣的課堂環(huán)境中，教學課件的設計不再是預設灌輸式，而是強調(diào)以學生為中心，以學生對知識的掌握程度為基礎來確定下一步學習的進度，形成生成性教學。這無形之中，轉變了教師的教學理念，改變了知識的傳播形式，提高了教師的專業(yè)素養(yǎng)。

3.利用交互式電子白板，構建資源集成管理平臺

隨著信息技術的飛速發(fā)展和相關教育理念的不斷成熟，教育資源平臺的建設大致經(jīng)歷了單機版資源庫、校園網(wǎng)資源管理平臺和區(qū)域資源共建共享平臺三代發(fā)展歷程。[5]交互式電子白板正好可以滿足區(qū)域資源共建共享的需求，教師通過交互式電子白板的網(wǎng)絡功能可以獲得學校內(nèi)甚至區(qū)域內(nèi)其他教師共享的教學資源，而這些資源往往對本地課堂教學有很好的適應性，避免以往資源建設質(zhì)量低、資源發(fā)現(xiàn)困難、資源利用率低等問題。而且交互式電子白板對Microsoft office軟件具有很好的兼容性，教師可以充分利用在計算機上制作的教學材料和網(wǎng)絡上的教學資源，從而避免在課前花大量的時間和精力準備課件，節(jié)省大量的備課時間，為教學科研活動留出時間。

教師在獲得資源后，將其合理地組織是一項極為費時費力的工作，交互式電子白板在資源管理方面擁有自身獨特的優(yōu)勢，它允許教師使用更多類型的資源，采用素材式、可視化和開放性的管理機制。教師在使用資源筆拖曳資源庫中的某個資源，就可以完成對資源的組織，使資源管理更加方便靈活，資源的使用效率得以提高。交互式電子白板，是一個優(yōu)秀的教育資源集成管理平臺

[1]2009中國交互電子白板狀況調(diào)查報告[OL／D].http://www.shengyidi.com／news／d－251625／

[2]曲國林.基于紅外定位的電子白板軟硬件系統(tǒng)實現(xiàn)[D].成都:電子科技大學,2010,05.

[3]王陸.交互式電子白板的核心價值觀:構建信息化教育的基礎平臺[J].中小學信息技術教育,2010,(5):42－43.

[4]何以敏.以基于聽說評課的反思促進教師專業(yè)發(fā)展[J].湖北教育,2007,(3):21－22.

[5]賀志強,韓政濤,賀龍祥.教育資源建設平臺的發(fā)展與展望[J].現(xiàn)代教育技術,2009,(4):67－72.