便携式护眼写字板

2013-04-12 00:00:00马韫韬
发明与创新·中学生 2013年4期

书法是中华民族的文化瑰宝,也是人类文明的宝贵财富。为继承和弘扬中华民族优秀文化,国家教育行政部门要求:“在义务教育阶段的语文课程中,要按照课程标准要求开展书法教育。”

小学生练习书法的方法主要有两种,一是使用数码写字板临摹,然而数码写字板不仅价格高,且需要与电脑连接使用,难以在广大中小学生中普及。二是目前最常用、最普及的方法——临摹字帖,字帖由原帖和描摹纸组成,描摹纸为半透明,学生练习时隔着描摹纸临摹原帖上书法家的字体,但时间久了眼睛容易疲劳。

一次去妈妈上班的医院,医生用的 X光观片灯箱吸引了我,看上去一团漆黑的X光片在观片灯箱下变得清晰分明。于是我想:可不可以设计一个能透射光源的写字板,缓解练习书法时的视疲劳,满足学生书法课和平时书法练习的需要呢?

要想达到便携、护眼的目的,照搬X光观片灯箱的设计显然不行,经过在数据库中检索比对,最终我选定了高效节能、直流驱动、无频闪、所需电压电流较小的LED灯作为光源。

我用乳白色有机玻璃做透光面板,铝合金型材做框体,并用 ABS塑料连接;框体内沿框安装一圈LED软灯条、一个12V电源适配器和锂电池仓,电源适配器与LED软灯条连接,打开开关,写字板亮起来,发出均匀、明亮、柔和的透射光(见图1、图2)。

将字帖的原贴和描摹纸固定在面板上,调节旋钮,选择合适的亮度,写字板内的光线便会透过乳白色有机玻璃映射在描摹纸上,这样学生在临摹字帖时,原贴上的字迹非常清晰,可以有效减缓学生练习书法时的视疲劳。由于采用了LED灯,写字板可以做得很薄,便于携带。

使用中我发现,中小学生在写作业时往往不注意用眼时间,要是我设计的便携式护眼写字板有用眼时间提醒功能该多好啊!

在老师的帮助下,我加装了自动定时提醒功能,打开开关计时开始,30分钟后蜂鸣器就发出报警信号,这样就可以提醒小朋友们把握用眼时间了。

作品完成了,一天爸爸突然问我:“你怎么能证明你设计的便携式护眼写字板较传统临摹字帖的方法减缓了视疲劳呢?”是啊!怎么证明呢?

我最先想到的是找几个同学体验,但又感觉这个方法不太科学;在数据库中检索文献,发现竟然没有一个现成的检测视疲劳的方法,怎么办?我花了一个暑假的时间,终于想到了能证明便携式护眼写字板减缓视疲劳的方法。

那就用ABBYY FineReader 9.0(OCR)识别软件来做实验吧。大家都知道,OCR识别软件识字的准确率受字体清楚程度影响,字体越不清楚,OCR的识别率就越低,也意味着学生临摹时越容易产生视疲劳。实验中,我用电子眼代替人眼,用OCR识别率来反映是否容易产生视疲劳。

我把实验分成对照、描摹字帖、使用写字板描摹字帖3组,每组10例,每例以宋体4号字常规打印,每例的字都不相同,3组使用相同的10例文稿。

对照组直接将打印文稿拍照制成图片;描摹字帖组将文稿覆上描摹纸后拍照制成图片;使用写字板描摹字帖组将文稿覆上描摹纸后放在写字板上,调节合适的亮度后拍照制成图片;然后交给OCR识别,统计每例的识别准确率。

实验证明,与对照组比,描摹字帖组准确率下降(P<0.01);与描摹字帖组比,使用写字板描摹字帖组准确率升高(P<0.05)。结果显示,使用我发明的便携式写字板练习书法较传统临摹字帖确实能减缓视疲劳(见表1和图3)。

实验证明,我设计的便携式护眼写字板可解决中小学生在练习书法过程中临摹字帖时所产生的视疲劳,预防近视的发生;还能帮助中小学生在练习书法的过程中把握用眼时间,保护视力。而且它携带方便,在家里、学校和课外硬笔书法班均可使用,便于普及,还可配备在送医下乡的流动医疗车上供出诊的医生使用。

下一步我的设想是,为它增加红外视距探测功能,帮助同学们掌握正确的写字距离,更好地保护视力,减少青少年近视的发生率。

(指导老师:谢 冰)