摘要：针对现阶段智慧校园应用推广效果不理想、技术与教育的融合程度较低、复杂系统交互智能平板在实际应用中使用率低下等问题，通过对其核心软硬件模块的技术原理进行全面深入剖析，可使用户快速熟悉产品的设计逻辑及功能实现方式，从而达到助力我国信息化、数字化建设的目的。本文通过对两所中小学学校共计53名教师进行培训，并持续追踪两个月的使用效果情况，最终得到回访数据。数据显示，接受培训的教师中，反馈对日常教学设备的使用非常具有帮助和参考价值的占比为100%，认为可以明显提升课堂效率的占比从培训前的49.1%提升至86.8%，使用无线投屏功能的占比从5.7%提升至11.3%。
关键词：教育信息化；交互智能平板；无线投屏
在教育信息化2.0时代背景下，《教育信息化2.0行动计划》强调，推动教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极有效开展教育教学。实施新周期中小学教师信息技术应用能力提升工程，以学校信息化教育教学改革发展引领教师信息技术应用能力提升培训，通过示范性培训项目带动各地因地制宜开展教师信息化全员培训，加强精准测评，提高培训实效性。但苗宣衍[1]在2019年对某中学的信息化设备及功能使用情况的调研统计数据显示，经常使用智慧黑板教学的教师占比仅43.4%，对应的是有79.22%的学生喜欢老师采用信息化设备授课。当前，如何提升教师的信息技术素养已经成为教育界普遍关注的话题[2]。因此，在IFPD（InteractiveFlatPanelDisplay，交互智能平板）已经广泛普及到校园的当下，对IFPD系统架构及工作原理的深度了解和掌握，对于广大师生来说非常必要、紧迫且意义巨大。
一、原理分析及设计逻辑
（一）IFPD系统硬件架构
IFPD系统架构中的硬件模块包括触控系统、LCD（LiquidCrystalDisplay液晶屏）显示屏、背光模组、Android（安卓）主板、电源模块、OPS（OpenPluggableSpecification可插拔式规范）电脑及多个信号板。其中，触控系统是IFPD的核心功能，也是实现人机交互的最重要方式，可以使教师摆脱采用键鼠与设备进行信息交换的低效交互模式，大幅提升课堂效率。
（二）IFPD核心硬件模块工作原理分析
通常，中小尺寸触摸设备多采用电阻式或电容式触摸技术，而中大尺寸触摸设备多采用电容式和红外式触摸技术。不同的触摸技术具有不同的设计原理、应用场景及优缺点，当前主流的触控技参数对比见表1。
红外式触控因成本低廉、对触摸物要求低、环境适应性强、便于维护等技术特点，占据着IFPD的主要份额。红外式触摸技术原理如图1（a）所示，红外触摸屏四周均分布有红外对管，横纵轴的发射管和接收管相互对应。红外发射管以循环扫描的方式发出扇形红外光束，并可被接收管接收。接收管的感光器件可将接收到的红外光信号转换为电信号。因此，无数的红外对管在触摸区域构成密集光网，当某点的光路被遮挡，x和y方向的接收端无法收到信号，进而定位坐标点。这是红外触摸屏实现单点触摸的基本原理，但对于多点触摸定位，如依然采用单点定位的算法方式，将出现“鬼点”，如图1（b）所示，当A、B两点为真实触摸点时，非真实触摸点C、D两点也将被系统识别，俗称“鬼点”。因此，对于多点触摸设计，行业内通过如图1（b）所示的斜扫方式进行多点定位和鬼点剔除[3][4]。
（三）IFPD核心软件应用工作原理分析
无线投屏技术的实现方案有多种形式，常见的是点对点（PointtoPoint，简称P2P）和采用路由器组网转发的技术形式。设备之间无线交互的协议也有多种，如DLNA、Miracast、Googlecast、Airplay以及厂商自行开发的私有协议等。目前，主流的无线投屏功能已非常强大，可以满足日常教学使用，见表2无线投屏功能说明。
二、效果及统计
对A小学和B中学（初中部）总计53位年龄分布在30—50岁之间、本科学历、使用某品牌IFPD教学半年以上的教师进行技术培训，并对培训前和培训两个月之后的效果，分别从教师和学生两方面进行回访统计。
53位教师中，认为“培训对日常教学设备的使用非常具有帮助和参考价值”的占比为100%；在封闭式问题回访中，认为培训后明显提升了课堂效率的占比从49.1%提升至86.8%，IFPD可满足日常教学需要的占比从79.2%提升至90.5%，可熟练操作白板软件的占比从18.9%提升至43.4%，使用过无线投屏功能的占比从5.7%提升至11.3%。如图2所示。
结束语
通过实际调研数据对比，本文对于教师快速熟悉IFPD等信息化教学设备的各项功能以及操作有较大的帮助，对于日常教学的课堂效率、设备功能的利用率、师生的信息化素养等方面同样具有较大的提升作用，可有效提升智慧校园的应用推广效果，全面提高技术与教育的融合度。
参考文献：[1]苗宣衍.中学智慧校园建设以及应用研究[D].南京：南京大学，2019.[2]张远平.数字化背景下教师信息技术素养的提升：何以可能及何以可为[J].黑龙江教师发展学院学报，2024，43（2）：2-14.[3]胡哲.基于交互式红外电子白板的定位算法及实现技术[D].重庆：重庆大学，2018.[4]李力.大尺寸红外多点触摸系统设计与实现[D].重庆：重庆大学，2021.
