低成本智能圖書(shū)館讓閱讀立體化

徐德亮

《中國(guó)兒童發(fā)展綱要（2011-2020年）》提出了要“培養(yǎng)兒童閱讀習(xí)慣，增加閱讀時(shí)間和閱讀量90%以上，兒童每年至少閱讀一本圖書(shū)”的相關(guān)目標(biāo)?！吨袊?guó)教育改革和發(fā)展綱要》明確了“提高學(xué)生閱讀數(shù)量和質(zhì)量”的相關(guān)要求。提升閱讀素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生理解能力，以適應(yīng)國(guó)家對(duì)未來(lái)人才的需要。

數(shù)字圖書(shū)館與傳統(tǒng)校園圖書(shū)館相比，信息資源庫(kù)更為豐富多彩，而且具備更新更快等優(yōu)點(diǎn)，自制千元智能圖書(shū)館投入應(yīng)用以來(lái)，為偏遠(yuǎn)薄弱地區(qū)校園營(yíng)造了輕松愉悅的閱讀氛圍，為各類學(xué)習(xí)提供了靈活、個(gè)性化的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與內(nèi)容豐富形式多樣的學(xué)習(xí)資源。搭載的智能化硬件和應(yīng)用軟件讓孩子們有機(jī)會(huì)接觸到新技術(shù)帶來(lái)的新嘗試、新體驗(yàn)，點(diǎn)燃孩子們探索未知世界的火種，筆者就三年來(lái)數(shù)次為薄弱學(xué)校改造千元數(shù)字智能圖書(shū)館的經(jīng)驗(yàn)與大家分享，希望能拋磚引玉，讓更多薄弱地區(qū)師生感受到前沿技術(shù)帶來(lái)的體驗(yàn)。

緣起，思路轉(zhuǎn)化為造物

話說(shuō)從頭：一切來(lái)源于我在鄉(xiāng)村小學(xué)工作經(jīng)歷，在組織孩子們讀書(shū)活動(dòng)時(shí)的思考。那是在2015年金秋的黑龍江省克山縣，一所鄉(xiāng)村學(xué)校開(kāi)展校園閱讀活動(dòng)，我來(lái)到校圖書(shū)室選讀本時(shí)發(fā)現(xiàn)圖書(shū)室讀本好多年沒(méi)有更新過(guò)了，讀本內(nèi)容偏于老、舊，一個(gè)讓學(xué)生自帶喜愛(ài)讀本的思路在頭腦中閃過(guò)。我把想法和孩子們說(shuō)出來(lái)時(shí)，我又發(fā)現(xiàn)這個(gè)想法幾乎不可能了。是啊，農(nóng)村留守兒童太多了，為了生計(jì)父母常年在外面打工，一年回來(lái)一兩趟，大多都由長(zhǎng)輩帶著，這種情況下很難有新的讀物看。感嘆之余，圍繞著如何解決孩子們的閱讀問(wèn)題，我開(kāi)始在網(wǎng)上看了很多資料?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代的新型閱讀設(shè)備——數(shù)字閱讀機(jī)吸引了我。興奮之余，一臺(tái)動(dòng)輒三四萬(wàn)元的閱讀機(jī)讓偏遠(yuǎn)薄弱的農(nóng)村學(xué)校望而卻步。為什么不自建一個(gè)數(shù)字圖書(shū)館呢，怎么建？互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)給了我們海量的免費(fèi)資源。遇見(jiàn)解決不了的問(wèn)題，就在網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)外型、功能，常常到深夜。造千元數(shù)字圖書(shū)館的想法爭(zhēng)得了領(lǐng)導(dǎo)同意。消息不徑而走，很快有了一個(gè)伙伴——當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)鐵匠，一臺(tái)自制智能數(shù)字圖書(shū)館開(kāi)始動(dòng)工了。

實(shí)施，思路落地為策略

1. 花費(fèi)少，解決大問(wèn)題

自建數(shù)字智能圖書(shū)館涉及到外型材料、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、加工、裝飾、硬件改造、組裝簡(jiǎn)易電路、軟件安裝、數(shù)字資源搜集、存儲(chǔ)、利用、歸檔、剔除等全過(guò)程。外觸屏顯示部分來(lái)自學(xué)校農(nóng)村遠(yuǎn)程教育時(shí)期淘汰下來(lái)的舊液晶電視，這種液晶電視在農(nóng)村學(xué)校都能找到。

自制數(shù)字圖書(shū)館系統(tǒng)分電腦版和安卓版，將學(xué)生喜歡的圖書(shū)、繪本、教師喜歡的期刊和電子書(shū)這些免費(fèi)資源整合到平臺(tái)，免費(fèi)平臺(tái)可以參考《掌上閱讀》電腦版等，選擇簡(jiǎn)介大方、易操作的平臺(tái)。

安卓系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是：智能電視內(nèi)置安卓系統(tǒng)和硬件存儲(chǔ)，這樣外型改裝難度小、支持APP免費(fèi)閱讀平臺(tái)很多，輔助教學(xué)的APP更廣泛，外型體積可以更小，在移動(dòng)終端互通上也具備優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是：需要單獨(dú)購(gòu)買支持APP的智能電視，這樣整個(gè)數(shù)字圖書(shū)館制作費(fèi)用會(huì)增加1000元左右。篇幅所限，本文主要介紹電腦版自制智能圖書(shū)館。

2. 硬件就地取材，少量網(wǎng)購(gòu)

自制數(shù)字圖書(shū)館成本控制是一項(xiàng)關(guān)鍵，用到的硬件器材和規(guī)格梳理如下。

（1）外型、材料、內(nèi)部支撐設(shè)計(jì)

外型設(shè)計(jì)可以從互聯(lián)網(wǎng)上找到喜歡的外型作為參考，然后個(gè)性化設(shè)計(jì)，外殼設(shè)計(jì)要考慮學(xué)生身高，屏幕也可以設(shè)計(jì)橫向或縱向兩種，建議幼兒園階段使用橫屏。計(jì)算尺寸，按舊液晶電視尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，可以借助PS、CAD等軟件，如果不熟悉繪圖軟件可以實(shí)際測(cè)量液晶屏幕長(zhǎng)、寬、高、厚度尺寸，手繪外型草圖、液晶屏的開(kāi)口、話筒、喇叭位置、LED內(nèi)開(kāi)口尺寸、風(fēng)扇、開(kāi)關(guān)、攝像頭、天線、裝飾片等位置。

外殼建議采用0.6-0.8mm白鋼，太薄外殼受到撞擊容易變形或出現(xiàn)凹陷，太厚整機(jī)重量變大不利于以后移動(dòng)，同時(shí)成本又會(huì)增加。一般外殼的厚度設(shè)計(jì)要略寬些，在液晶電視厚度上增加5-10cm便于設(shè)備通風(fēng)，內(nèi)部支撐（骨架）是用來(lái)固定液晶顯示器和主控器等硬件設(shè)備，起到穩(wěn)定閱讀設(shè)備作用。骨架可以采用2.5cm-3.5cm左右的廢舊角鐵或方管焊接制作，按液晶電視背部螺絲孔距進(jìn)行打孔設(shè)計(jì)。同時(shí)支撐設(shè)計(jì)成上下、左右可調(diào)節(jié)開(kāi)口，螺絲長(zhǎng)度調(diào)節(jié)控制單側(cè)面板前后距離，傾斜15°角設(shè)計(jì)正面面板，視角閱讀效果更理想，內(nèi)部框架傾斜要與之同步，這樣校正液晶面板與外殼開(kāi)口平行和便于液晶屏出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)拆機(jī)維修。

裝飾上采用0.3cm厚的彩色亞克力條粘貼。如果設(shè)計(jì)外觀較為復(fù)雜可以找亞克力雕刻店或?qū)D紙交給網(wǎng)上相關(guān)店鋪進(jìn)行裁剪，用透明玻璃膠進(jìn)行粘貼。玻璃膠固定需要時(shí)間，好處是便于短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行手工微調(diào)。用美紋紙進(jìn)行輔助固定，待玻璃膠干燥牢靠后，清除美紋紙。這樣白鋼表面不留痕跡。當(dāng)然也可以大開(kāi)腦洞，由擅長(zhǎng)美術(shù)的教師用丙烯顏料，手繪出個(gè)性化外型圖案。

背板與外型鏈接部位設(shè)計(jì)隱形折頁(yè)，美觀、方便維修，同時(shí)盡量預(yù)留多排直徑0.3cm左右自然通風(fēng)口，可以節(jié)約一部分散熱電能。外型制作可以由后勤老師協(xié)助完成。如果沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以考慮將設(shè)計(jì)好的圖紙交給小型白鋼加工廠幫助完成。外型材料加工時(shí)，依其大小、復(fù)雜程度每個(gè)約500元。充分利用好位于兩側(cè)用來(lái)搬運(yùn)、移動(dòng)設(shè)備的隱形拉手。多預(yù)留2個(gè)USB口和可擴(kuò)展口是必要的，有利于后期的升級(jí)改造。底部要設(shè)計(jì)風(fēng)扇排風(fēng)口對(duì)主板等硬件設(shè)備進(jìn)行散熱。電源線、網(wǎng)線開(kāi)口在2-3cm大小。側(cè)面VR眼鏡、3D眼鏡支架螺絲孔0.2-0.4cm大小也要預(yù)留好。散熱部分選擇網(wǎng)購(gòu)散熱小工業(yè)風(fēng)扇，規(guī)格在10cm左右。通常設(shè)計(jì)一個(gè)排風(fēng)口可滿足通風(fēng)散熱，在固定上要先獲得螺絲間距，白鋼后期打孔或改孔難度很大也容易破壞影響美觀。

（2）外屏設(shè)計(jì)

找一臺(tái)舊液晶電視，尺寸在32-44寸之間，在網(wǎng)上購(gòu)買對(duì)應(yīng)尺寸的紅外多點(diǎn)紅外觸控面板，安裝到液晶屏外側(cè)。注意正反面，先測(cè)試對(duì)應(yīng)調(diào)試紅外點(diǎn)校正，為避免傾斜后產(chǎn)生傾斜誤差，建議按設(shè)計(jì)角度進(jìn)行二次傾斜觸控調(diào)試，再進(jìn)行安裝固定，同時(shí)要考慮孩子身高。建議調(diào)整時(shí)將外殼放平，液晶電視與骨架進(jìn)行校緊。endprint

（3）主控硬件設(shè)計(jì)

由舊電腦主機(jī)拆下主板、CPU、硬盤（80G或以上）、內(nèi)存條（1G或以上）、舊電源、舊觸控開(kāi)關(guān)、主機(jī)電源線、USB延長(zhǎng)線、網(wǎng)線若干米。如果主板不集成顯卡、聲卡和網(wǎng)卡，還需要準(zhǔn)備以上三種卡，舊音響上的喇叭作為聲音輸出端，也可以網(wǎng)上購(gòu)買6寸左右低音喇叭，價(jià)格在30元左右，12V低音炮音響模塊約30-40元之間。

（4）智能硬件

數(shù)字圖書(shū)館搭載語(yǔ)音識(shí)別模塊具有一定的智能功能，實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端體驗(yàn)，融合教學(xué)、體驗(yàn)、探究、互動(dòng)于一體。智能硬件其實(shí)也不復(fù)雜（arduino板結(jié)合咪頭、微型紅外發(fā)射器）能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的學(xué)生與閱讀機(jī)互動(dòng)，通常可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)大約2000多條的編程錄入，通過(guò)喇叭、顯示屏、紅外、藍(lán)牙等接收、輸出到硬件設(shè)備，做出一系列的反饋，如可以語(yǔ)音控制走廊燈開(kāi)關(guān)、電子屏開(kāi)關(guān)、詢問(wèn)考試時(shí)間、校園近期活動(dòng)等簡(jiǎn)易人機(jī)交互等。如果沒(méi)有智能語(yǔ)音模塊的組裝經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)模塊在網(wǎng)上可以整套買到，購(gòu)買價(jià)格在100元左右。

（5）可視、全息體驗(yàn)

網(wǎng)購(gòu)小型攝像頭或USB攝像頭，盡量用免驅(qū)，最大分辨率盡量在1000萬(wàn)像素左右，這樣成像清晰度要好。網(wǎng)上參考價(jià)格在30元左右。如果是內(nèi)嵌式設(shè)計(jì)，通常需要拆掉外殼讓體積變小，需要考慮邊框和鏡頭大小與外面板開(kāi)孔距離，開(kāi)孔大小要略大一些，約0.3-0.5之間。

裸眼全息制作，金字塔外形可用亞克力光盤盒按比例進(jìn)行，用美工刀進(jìn)行切割。網(wǎng)購(gòu)灰玻纖120*500mm左右作為幕布，價(jià)格在5元左右。視頻資源可以從網(wǎng)上篩選出適合孩子欣賞的視頻資源，如果感興趣老師可以嘗試用免費(fèi)全系軟件，如MMD制作簡(jiǎn)易資源。

實(shí)現(xiàn)通知通告發(fā)布，推送實(shí)時(shí)信息，可以考慮加入內(nèi)嵌式LED屏，網(wǎng)上購(gòu)買，供電在12V，USB數(shù)據(jù)傳輸需要延長(zhǎng)改造，用舊的USB線將原有的線路延長(zhǎng)到數(shù)字圖書(shū)館外型的側(cè)面或后面。

（6）節(jié)能、安全

安全、節(jié)能、友好、發(fā)揮創(chuàng)造力，將思路與電路兩個(gè)“路”有機(jī)結(jié)合起來(lái)。自制數(shù)字圖書(shū)館采用220V接入，本案例除液晶顯示屏幾乎所有硬件供電都在12V，內(nèi)部設(shè)置了定時(shí)自動(dòng)閉合電源，使設(shè)備在周末和晚上自動(dòng)斷電，安全節(jié)能。主板在設(shè)備管理中設(shè)置好硬件定時(shí)關(guān)機(jī)、液晶電視也可以設(shè)置定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)。開(kāi)機(jī)順序設(shè)置主機(jī)先開(kāi)、然后液晶電視開(kāi)，以免液晶屏幕出現(xiàn)睡眠狀態(tài)。

（7）VR、3D影視科普資源

側(cè)面安裝小支架用來(lái)放3D眼鏡、VR眼鏡。自制VR網(wǎng)上銷售價(jià)格在10元左右，加上一部舊智能手機(jī)，能夠最大限度地激發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生們用VR體驗(yàn)《星空》APP，孩子們戴上VR眼鏡，身臨其境地“漫步”于虛擬的太空世界，感受宇宙的奧妙、觀察星系運(yùn)動(dòng)，甚至駕駛月球車登臨月球……前所未有的奇妙體驗(yàn)令孩子們歡呼雀躍、興致盎然。視頻資源需要整理、分類，如3D科技短片、VR虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)APP等繁多資源，讓偏遠(yuǎn)薄弱地區(qū)孩子也能提前體驗(yàn)到前沿技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生借助虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行自主探究。

（8）常用工具、材料

斜口鉗子、中小號(hào)螺絲刀、電烙鐵、美工刀、卷尺、直尺、防水膠帶、鋼鋸、扳手、自鎖式尼龍軋帶、美紋紙、透明玻璃膠、插排、鉛筆等常用小工具。

3. 軟件及資源建設(shè)

在自制智能數(shù)字閱讀機(jī)方面有兩種方案，一個(gè)是基于電腦版，一個(gè)是基于安卓版，使閱讀圖書(shū)館學(xué)習(xí)空間不斷拓寬。

（1）閱讀平臺(tái)搭建

通過(guò)篩選、測(cè)試符合的免費(fèi)閱讀平臺(tái)支持電子圖書(shū)上傳，最大優(yōu)勢(shì)就是好書(shū)隨時(shí)上傳隨時(shí)閱讀。以電腦版為例，符合青少年學(xué)生閱讀的電子圖書(shū)、繪本調(diào)查問(wèn)卷、微課等資源結(jié)合視頻、動(dòng)漫、有聲讀物，提供各種類型的專題資源和符合學(xué)生學(xué)習(xí)、生活應(yīng)用支撐，供全體師生使用。結(jié)合傳統(tǒng)閱讀營(yíng)造自由、多元、開(kāi)放的閱讀氛圍。

（2）圖書(shū)來(lái)源——共享智能圖書(shū)館資源包

自2015年在第一臺(tái)數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)時(shí)開(kāi)始，與自建學(xué)校一起積累資源。目前涉及德育、安全動(dòng)漫、空中電視臺(tái)，將資源結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化地整理設(shè)計(jì)。一是推行“智能圖書(shū)館資源包漂流”模式，遴選優(yōu)質(zhì)免費(fèi)書(shū)籍、獲取公益書(shū)籍、優(yōu)化軟件滿足不斷發(fā)展的需求，具有簡(jiǎn)便易行、易改易用、便于移植等優(yōu)勢(shì)。二是實(shí)現(xiàn)碼上下載，將每本讀本制作一個(gè)二維碼，教師只要用智能手機(jī)掃一掃，就可以下載保存到手機(jī)端，通過(guò)智能圖書(shū)館查找自己感興趣的資料進(jìn)行下載，這樣海量資源有了活力。

（3）留守兒童與家長(zhǎng)互聯(lián)——即時(shí)通信

薄弱地區(qū)和農(nóng)村留守兒童比例極高，父母長(zhǎng)期在外務(wù)工，子女教育和關(guān)系嚴(yán)重缺失，充分利用QQ、微信軟件，利用可視功能定期開(kāi)展留守兒童與家長(zhǎng)互聯(lián)。

（4）電子問(wèn)卷調(diào)查

安裝上問(wèn)卷星軟件——無(wú)紙化電子問(wèn)卷，問(wèn)卷在后臺(tái)終端直接統(tǒng)計(jì)出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)然也適合學(xué)校各種調(diào)查活動(dòng)，如“學(xué)生心理健康問(wèn)卷”“學(xué)生生涯規(guī)劃”“學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”“家長(zhǎng)開(kāi)放日問(wèn)卷”等校園活動(dòng)。

（5）樂(lè)活校園、實(shí)現(xiàn)各類校園活動(dòng)拓展

在老師指導(dǎo)下開(kāi)展各類主題拓展閱讀、學(xué)生攝影作品展、小話劇、英語(yǔ)趣味配音、學(xué)生核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)、經(jīng)典誦讀、閱讀之星評(píng)比，調(diào)動(dòng)學(xué)生閱讀興趣，如各年級(jí)評(píng)選出前5名閱讀之星，學(xué)生照片在閱讀機(jī)做成屏保展出加上書(shū)香班級(jí)評(píng)選，極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和班級(jí)榮譽(yù)感。

收獲，智能讓閱讀更加方便

通過(guò)自建千元數(shù)字智能圖書(shū)館，一方面，減輕學(xué)校投入負(fù)擔(dān)，另一方面，讓偏遠(yuǎn)薄弱地區(qū)學(xué)生提前享受到優(yōu)質(zhì)資源。利用自建智能數(shù)字圖書(shū)館開(kāi)展閱讀活動(dòng)以來(lái)，先后得到《中國(guó)教育新聞網(wǎng)》《中國(guó)教育信息化網(wǎng)》等媒體，來(lái)自全國(guó)各地薄弱校關(guān)注和尋求分享、建設(shè)方案。這種開(kāi)放式的數(shù)字圖書(shū)館正逐漸在游戲化、情境化、趣味化，激發(fā)師生閱讀興趣，提高閱讀量。在師生語(yǔ)言積累、閱讀寫作能力方面提升顯著。培養(yǎng)了良好的閱讀習(xí)慣，同時(shí)憑借鮮明特色兼顧了師生信息素養(yǎng)。

1. 閱讀成為師生生活一部分

圖書(shū)館成為孩子的朋友，平時(shí)淘氣的小男孩也能最快地安靜下來(lái)讀書(shū)，是閱讀讓他們發(fā)生了變化。大大提高閱讀量，加強(qiáng)書(shū)香建設(shè)。

2. 閱讀激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)作、探究欲望

學(xué)生對(duì)喜歡的讀物或個(gè)人作品互相點(diǎn)評(píng)，思辨的火花閃耀其中綻放數(shù)字閱讀的真正魅力。自制數(shù)字智能圖書(shū)館在薄弱地區(qū)應(yīng)用，讓師生閱讀中浸潤(rùn)、用讀書(shū)扮亮人生，令其終身受益。

（作者單位：黑龍江齊齊哈爾市碾子山區(qū)教育局）endprint