書(shū)法教學(xué)演示臺(tái)

鄭尚勤

簡(jiǎn)介

本書(shū)法教學(xué)演示臺(tái)應(yīng)用了光學(xué)攝像與電子信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸技術(shù)，通過(guò)工作臺(tái)面上、下分別安裝的2個(gè)攝像頭，全方位展示書(shū)法教師的示范過(guò)程。臺(tái)面下攝像裝置展示教師書(shū)寫(xiě)時(shí)每一筆畫(huà)的形成過(guò)程，臺(tái)面上攝像裝置展示教師書(shū)寫(xiě)時(shí)運(yùn)筆的過(guò)程。將兩攝像頭采集到的影像視頻傳輸?shù)斤@示器或投影屏幕上，雙畫(huà)面切換演示，可完整展示書(shū)法教師起筆、行筆、收筆的過(guò)程細(xì)節(jié)，能讓每個(gè)學(xué)生感受到教師書(shū)寫(xiě)過(guò)程中提、按、頓、挫的運(yùn)筆節(jié)奏，解決了書(shū)法課堂教學(xué)中學(xué)生無(wú)法遠(yuǎn)距離觀看到教師書(shū)寫(xiě)運(yùn)筆示范的問(wèn)題，大大提高了書(shū)法教學(xué)的效率。

創(chuàng)意啟示

我媽媽是位書(shū)法教師，我常常和她一同去練習(xí)書(shū)法。我常常見(jiàn)到媽媽給學(xué)生們示范書(shū)寫(xiě)時(shí)，旁邊圍了一圈學(xué)生，擠在后面的學(xué)生往往看不清楚示范過(guò)程；也有時(shí)學(xué)生排著隊(duì)一個(gè)一個(gè)地看教師示范，這樣一次示范就要花很長(zhǎng)時(shí)間?？吹竭@樣的情形，我非常著急，就想發(fā)明一個(gè)能讓媽媽輕松示范書(shū)法教學(xué)的設(shè)備，于是我與爸爸和科學(xué)教師一起進(jìn)行了探討、研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)明了這個(gè)適合書(shū)法教學(xué)的演示臺(tái)。

演示臺(tái)工作原理

如圖1所示，演示臺(tái)主體分臺(tái)面上拍攝組和臺(tái)面下拍攝組。臺(tái)面上拍攝組通過(guò)攝像頭①對(duì)透明工作臺(tái)③上的書(shū)寫(xiě)過(guò)程進(jìn)行從上向下的拍攝，信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)集成裝置⑤，通過(guò)操控板④輸出至投影儀或顯示屏。臺(tái)面上拍攝組可展示書(shū)寫(xiě)者的握筆姿態(tài)和運(yùn)筆過(guò)程。臺(tái)面下拍攝組通過(guò)攝像頭②對(duì)透明工作臺(tái)③上書(shū)寫(xiě)的筆墨印跡進(jìn)行從下向上的拍攝，信號(hào)通過(guò)信號(hào)鏡像裝置⑦的處理，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)集成裝置⑤，通過(guò)操控板④輸出至投影儀或顯示屏。臺(tái)面下拍攝組可展示書(shū)寫(xiě)過(guò)程中筆畫(huà)的形成過(guò)程。

設(shè)計(jì)過(guò)程

我首先在網(wǎng)上搜索，希望能買(mǎi)到書(shū)法教學(xué)演示的產(chǎn)品，可是我們只能找到現(xiàn)在教學(xué)中常用的實(shí)物投影儀，找不到專(zhuān)業(yè)的書(shū)法教學(xué)設(shè)備。我又和爸爸一起去了余姚市教學(xué)儀器站，詢(xún)問(wèn)他們是否有適合的教學(xué)儀器，他們說(shuō)沒(méi)有相關(guān)設(shè)備，于是我們只好買(mǎi)了一個(gè)實(shí)物投影儀送給媽媽。媽媽使用后發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題：實(shí)物投影儀的攝像頭是從上向下拍攝的，由于握筆手的遮擋，投影儀無(wú)法拍攝到書(shū)寫(xiě)時(shí)運(yùn)筆的過(guò)程，達(dá)不到教學(xué)需要的效果。

我又想到大家在電腦上QQ聊天時(shí)用的便攜式攝像頭，就裝了一個(gè)連接在電腦視頻輸入端，希望用攝像頭從左側(cè)拍攝，可避開(kāi)手的遮擋。經(jīng)過(guò)使用，這樣的攝像頭可以避開(kāi)手的遮擋，可視頻上的字卻變形了（見(jiàn)圖2），不能用于教學(xué)。

后來(lái)我想到如果能把攝像頭裝在書(shū)寫(xiě)臺(tái)面下，從下向上拍攝不就看不到手了嗎！我就在爸爸的幫助下制作了一個(gè)透明的支架，蓋上玻璃板，然后把攝像頭裝在下邊，連上電腦進(jìn)行操作，發(fā)現(xiàn)拍出來(lái)的字和圖形在顯示器上是反向的。這可怎么辦？爸爸也沒(méi)招了。我去請(qǐng)教了老師，老師說(shuō)這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)軟件編程解決。

制作過(guò)程

在制作過(guò)程中，無(wú)論是模型加工，還是軟件編程、信號(hào)源輸出連接，我都求助、請(qǐng)教了很多人。成品見(jiàn)圖4。

制作臺(tái)面下攝像裝置時(shí)，首先加工制作1個(gè)透明箱式支架，將電腦用的視頻攝像頭安裝在箱體底部，連接上電腦，調(diào)節(jié)好高低位置，安裝好事先制作的鏡像軟件程序，臺(tái)面下裝置就完成了。

臺(tái)面上的攝像裝置，我直接應(yīng)用了購(gòu)買(mǎi)來(lái)的實(shí)物展示臺(tái)攝像頭，將其拆下，安裝在書(shū)寫(xiě)平臺(tái)面上，程序也用了原設(shè)備上的驅(qū)動(dòng)程序。

書(shū)寫(xiě)臺(tái)燈光的處理，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，最后應(yīng)用有機(jī)玻璃板側(cè)位LED燈打光。既可有效降低書(shū)寫(xiě)時(shí)手的遮擋影響，又不影響臺(tái)面下拍攝的效果。

我應(yīng)用了2個(gè)按鈕A、B進(jìn)行畫(huà)面切換：按A鍵展示臺(tái)面上攝像畫(huà)面，按B鍵展示臺(tái)面下攝像畫(huà)面，操作很方便。

對(duì)于書(shū)法教學(xué)時(shí)使用的演示紙張，我用常見(jiàn)的生宣紙、熟宣紙、半生半熟宣紙、復(fù)印紙、硫酸紙等多種材料進(jìn)行了書(shū)寫(xiě)手感、墨汁滲透性、透光性的實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，硫酸紙的使用效果最好。硫酸紙書(shū)寫(xiě)手感較好、不滲漏，保障了教學(xué)臺(tái)不被墨跡沾染，而且透光性好，紙背顯像清晰，保證了圖像展示的效果。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

雙攝像頭設(shè)計(jì)：臺(tái)上攝像裝置可以從上向下直觀拍攝手握筆的書(shū)寫(xiě)過(guò)程，臺(tái)面下攝像裝置可以從臺(tái)面下向上拍攝，經(jīng)過(guò)反像回正，可及時(shí)展示筆畫(huà)、墨跡的形成過(guò)程，使書(shū)法教學(xué)變得直觀明了。

低位臺(tái)上燈與臺(tái)面中夾層光源結(jié)合的燈光設(shè)計(jì)：臺(tái)上低位燈使書(shū)寫(xiě)者感覺(jué)舒服，不受燈光刺激；臺(tái)面中夾層光源可使臺(tái)下攝像清晰，并有效減少手的遮擋影響。

雙畫(huà)面切換演示，更適合書(shū)法教師的教學(xué)講解。

有待解決的問(wèn)題

燈光設(shè)置還不完美，有待繼續(xù)改進(jìn)。

體積有些大，不便搬運(yùn)攜帶，有待改換材料，減小體積。

該項(xiàng)目獲得第3P屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新成果競(jìng)賽項(xiàng)目小學(xué)組技術(shù)與設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。

專(zhuān)家評(píng)語(yǔ)

書(shū)法教學(xué)是通過(guò)教師示范推廣教學(xué)的，如何把示范過(guò)程清晰完整地呈現(xiàn)給學(xué)生尤為關(guān)鍵。項(xiàng)目立意于此，創(chuàng)新性明顯。作品中的方法、技術(shù)應(yīng)用科學(xué)性好，問(wèn)辯中流暢的交流展示效果良好，顯示出成果優(yōu)異的實(shí)用性。項(xiàng)目將同學(xué)的興趣愛(ài)好融于其中，同時(shí)申請(qǐng)專(zhuān)利以保護(hù)自身成果，具有很好的示范作用。