低成本智能图书馆让阅读立体化

徐德亮

《中国儿童发展纲要（2011-2020年）》提出了要“培养儿童阅读习惯，增加阅读时间和阅读量90%以上，儿童每年至少阅读一本图书”的相关目标。《中国教育改革和发展纲要》明确了“提高学生阅读数量和质量”的相关要求。提升阅读素养、培养学生理解能力，以适应国家对未来人才的需要。

数字图书馆与传统校园图书馆相比，信息资源库更为丰富多彩，而且具备更新更快等优点，自制千元智能图书馆投入应用以来，为偏远薄弱地区校园营造了轻松愉悦的阅读氛围，为各类学习提供了灵活、个性化的学习机会与内容丰富形式多样的学习资源。搭载的智能化硬件和应用软件让孩子们有机会接触到新技术带来的新尝试、新体验，点燃孩子们探索未知世界的火种，笔者就三年来数次为薄弱学校改造千元数字智能图书馆的经验与大家分享，希望能抛砖引玉，让更多薄弱地区师生感受到前沿技术带来的体验。

缘起，思路转化为造物

话说从头：一切来源于我在乡村小学工作经历，在组织孩子们读书活动时的思考。那是在2015年金秋的黑龙江省克山县，一所乡村学校开展校园阅读活动，我来到校图书室选读本时发现图书室读本好多年没有更新过了，读本内容偏于老、旧，一个让学生自带喜爱读本的思路在头脑中闪过。我把想法和孩子们说出来时，我又发现这个想法几乎不可能了。是啊，农村留守儿童太多了，为了生计父母常年在外面打工，一年回来一两趟，大多都由长辈带着，这种情况下很难有新的读物看。感叹之余，围绕着如何解决孩子们的阅读问题，我开始在网上看了很多资料。互联网时代的新型阅读设备——数字阅读机吸引了我。兴奋之余，一台动辄三四万元的阅读机让偏远薄弱的农村学校望而却步。为什么不自建一个数字图书馆呢，怎么建？互联网时代，网络给了我们海量的免费资源。遇见解决不了的问题，就在网上查找资料，设计外型、功能，常常到深夜。造千元数字图书馆的想法争得了领导同意。消息不径而走，很快有了一个伙伴——当地的一个铁匠，一台自制智能数字图书馆开始动工了。

实施，思路落地为策略

1. 花费少，解决大问题

自建数字智能图书馆涉及到外型材料、图纸设计、加工、装饰、硬件改造、组装简易电路、软件安装、数字资源搜集、存储、利用、归档、剔除等全过程。外触屏显示部分来自学校农村远程教育时期淘汰下来的旧液晶电视，这种液晶电视在农村学校都能找到。

自制数字图书馆系统分电脑版和安卓版，将学生喜欢的图书、绘本、教师喜欢的期刊和电子书这些免费资源整合到平台，免费平台可以参考《掌上阅读》电脑版等，选择简介大方、易操作的平台。

安卓系统的优势是：智能电视内置安卓系统和硬件存储，这样外型改装难度小、支持APP免费阅读平台很多，辅助教学的APP更广泛，外型体积可以更小，在移动终端互通上也具备优势。缺点是：需要单独购买支持APP的智能电视，这样整个数字图书馆制作费用会增加1000元左右。篇幅所限，本文主要介绍电脑版自制智能图书馆。

2. 硬件就地取材，少量网购

自制数字图书馆成本控制是一项关键，用到的硬件器材和规格梳理如下。

（1）外型、材料、内部支撑设计

外型设计可以从互联网上找到喜欢的外型作为参考，然后个性化设计，外壳设计要考虑学生身高，屏幕也可以设计横向或纵向两种，建议幼儿园阶段使用横屏。计算尺寸，按旧液晶电视尺寸进行重新设计，可以借助PS、CAD等软件，如果不熟悉绘图软件可以实际测量液晶屏幕长、宽、高、厚度尺寸，手绘外型草图、液晶屏的开口、话筒、喇叭位置、LED内开口尺寸、风扇、开关、摄像头、天线、装饰片等位置。

外壳建议采用0.6-0.8mm白钢，太薄外壳受到撞击容易变形或出现凹陷，太厚整机重量变大不利于以后移动，同时成本又会增加。一般外壳的厚度设计要略宽些，在液晶电视厚度上增加5-10cm便于设备通风，内部支撑（骨架）是用来固定液晶显示器和主控器等硬件设备，起到稳定阅读设备作用。骨架可以采用2.5cm-3.5cm左右的废旧角铁或方管焊接制作，按液晶电视背部螺丝孔距进行打孔设计。同时支撑设计成上下、左右可调节开口，螺丝长度调节控制单侧面板前后距离，倾斜15°角设计正面面板，视角阅读效果更理想，内部框架倾斜要与之同步，这样校正液晶面板与外壳开口平行和便于液晶屏出现问题及时拆机维修。

装饰上采用0.3cm厚的彩色亚克力条粘贴。如果设计外观较为复杂可以找亚克力雕刻店或将图纸交给网上相关店铺进行裁剪，用透明玻璃胶进行粘贴。玻璃胶固定需要时间，好处是便于短时间内进行手工微调。用美纹纸进行辅助固定，待玻璃胶干燥牢靠后，清除美纹纸。这样白钢表面不留痕迹。当然也可以大开脑洞，由擅长美术的教师用丙烯颜料，手绘出个性化外型图案。

背板与外型链接部位设计隐形折页，美观、方便维修，同时尽量预留多排直径0.3cm左右自然通风口，可以节约一部分散热电能。外型制作可以由后勤老师协助完成。如果沒有经验可以考虑将设计好的图纸交给小型白钢加工厂帮助完成。外型材料加工时，依其大小、复杂程度每个约500元。充分利用好位于两侧用来搬运、移动设备的隐形拉手。多预留2个USB口和可扩展口是必要的，有利于后期的升级改造。底部要设计风扇排风口对主板等硬件设备进行散热。电源线、网线开口在2-3cm大小。侧面VR眼镜、3D眼镜支架螺丝孔0.2-0.4cm大小也要预留好。散热部分选择网购散热小工业风扇，规格在10cm左右。通常设计一个排风口可满足通风散热，在固定上要先获得螺丝间距，白钢后期打孔或改孔难度很大也容易破坏影响美观。

（2）外屏设计

找一台旧液晶电视，尺寸在32-44寸之间，在网上购买对应尺寸的红外多点红外触控面板，安装到液晶屏外侧。注意正反面，先测试对应调试红外点校正，为避免倾斜后产生倾斜误差，建议按设计角度进行二次倾斜触控调试，再进行安装固定，同时要考虑孩子身高。建议调整时将外壳放平，液晶电视与骨架进行校紧。endprint

（3）主控硬件设计

由旧电脑主机拆下主板、CPU、硬盘（80G或以上）、内存条（1G或以上）、旧电源、旧触控开关、主机电源线、USB延长线、网线若干米。如果主板不集成显卡、声卡和网卡，还需要准备以上三种卡，旧音响上的喇叭作为声音输出端，也可以网上购买6寸左右低音喇叭，价格在30元左右，12V低音炮音响模块约30-40元之间。

（4）智能硬件

数字图书馆搭载语音识别模块具有一定的智能功能，实现多个终端体验，融合教学、体验、探究、互动于一体。智能硬件其实也不复杂（arduino板结合咪头、微型红外发射器）能实现简单的学生与阅读机互动，通常可以实现后台大约2000多条的编程录入，通过喇叭、显示屏、红外、蓝牙等接收、输出到硬件设备，做出一系列的反馈，如可以语音控制走廊灯开关、电子屏开关、询问考试时间、校园近期活动等简易人机交互等。如果没有智能语音模块的组装经验，整个模块在网上可以整套买到，购买价格在100元左右。

（5）可视、全息体验

网购小型摄像头或USB摄像头，尽量用免驱，最大分辨率尽量在1000万像素左右，这样成像清晰度要好。网上参考价格在30元左右。如果是内嵌式设计，通常需要拆掉外壳让体积变小，需要考虑边框和镜头大小与外面板开孔距离，开孔大小要略大一些，约0.3-0.5之间。

裸眼全息制作，金字塔外形可用亚克力光盘盒按比例进行，用美工刀进行切割。网购灰玻纤120*500mm左右作为幕布，价格在5元左右。视频资源可以从网上筛选出适合孩子欣赏的视频资源，如果感兴趣老师可以尝试用免费全系软件，如MMD制作简易资源。

实现通知通告发布，推送实时信息，可以考虑加入内嵌式LED屏，网上购买，供电在12V，USB数据传输需要延长改造，用旧的USB线将原有的线路延长到数字图书馆外型的侧面或后面。

（6）节能、安全

安全、节能、友好、发挥创造力，将思路与电路两个“路”有机结合起来。自制数字图书馆采用220V接入，本案例除液晶显示屏几乎所有硬件供电都在12V，内部设置了定时自动闭合电源，使设备在周末和晚上自动断电，安全节能。主板在设备管理中设置好硬件定时关机、液晶电视也可以设置定时开关机。开机顺序设置主机先开、然后液晶电视开，以免液晶屏幕出现睡眠状态。

（7）VR、3D影视科普资源

侧面安装小支架用来放3D眼镜、VR眼镜。自制VR网上销售价格在10元左右，加上一部旧智能手机，能够最大限度地激发学生的兴趣。学生们用VR体验《星空》APP，孩子们戴上VR眼镜，身临其境地“漫步”于虚拟的太空世界，感受宇宙的奥妙、观察星系运动，甚至驾驶月球车登临月球……前所未有的奇妙体验令孩子们欢呼雀跃、兴致盎然。视频资源需要整理、分类，如3D科技短片、VR虚拟现实体验APP等繁多资源，让偏远薄弱地区孩子也能提前体验到前沿技术，引导学生借助虚拟现实进行自主探究。

（8）常用工具、材料

斜口钳子、中小号螺丝刀、电烙铁、美工刀、卷尺、直尺、防水胶带、钢锯、扳手、自锁式尼龙轧带、美纹纸、透明玻璃胶、插排、铅笔等常用小工具。

3. 软件及资源建设

在自制智能数字阅读机方面有两种方案，一个是基于电脑版，一个是基于安卓版，使阅读图书馆学习空间不断拓宽。

（1）阅读平台搭建

通过筛选、测试符合的免费阅读平台支持电子图书上传，最大优势就是好书随时上传随时阅读。以电脑版为例，符合青少年学生阅读的电子图书、绘本调查问卷、微课等资源结合视频、动漫、有声读物，提供各种类型的专题资源和符合学生学习、生活应用支撑，供全体师生使用。结合传统阅读营造自由、多元、开放的阅读氛围。

（2）图书来源——共享智能图书馆资源包

自2015年在第一台数字图书馆建设时开始，与自建学校一起积累资源。目前涉及德育、安全动漫、空中电视台，将资源结构化、系统化地整理设计。一是推行“智能图书馆资源包漂流”模式，遴选优质免费书籍、获取公益书籍、优化软件满足不断发展的需求，具有简便易行、易改易用、便于移植等优势。二是实现码上下载，将每本读本制作一个二维码，教师只要用智能手机扫一扫，就可以下载保存到手机端，通过智能图书馆查找自己感兴趣的资料进行下载，这样海量资源有了活力。

（3）留守儿童与家长互联——即时通信

薄弱地区和农村留守儿童比例极高，父母长期在外务工，子女教育和关系严重缺失，充分利用QQ、微信软件，利用可视功能定期开展留守儿童与家长互联。

（4）电子问卷调查

安装上问卷星软件——无纸化电子问卷，问卷在后台终端直接统计出对应数据，当然也适合学校各种调查活动，如“学生心理健康问卷”“学生生涯规划”“学生科学素养”“家长开放日问卷”等校园活动。

（5）乐活校园、实现各类校园活动拓展

在老师指导下开展各类主题拓展阅读、学生摄影作品展、小话剧、英语趣味配音、学生核心素养测评、经典诵读、阅读之星评比，调动学生阅读兴趣，如各年级评选出前5名阅读之星，学生照片在阅读机做成屏保展出加上书香班级评选，极大调动学生的兴趣和班级荣誉感。

收获，智能让閱读更加方便

通过自建千元数字智能图书馆，一方面，减轻学校投入负担，另一方面，让偏远薄弱地区学生提前享受到优质资源。利用自建智能数字图书馆开展阅读活动以来，先后得到《中国教育新闻网》《中国教育信息化网》等媒体，来自全国各地薄弱校关注和寻求分享、建设方案。这种开放式的数字图书馆正逐渐在游戏化、情境化、趣味化，激发师生阅读兴趣，提高阅读量。在师生语言积累、阅读写作能力方面提升显著。培养了良好的阅读习惯，同时凭借鲜明特色兼顾了师生信息素养。

1. 阅读成为师生生活一部分

图书馆成为孩子的朋友，平时淘气的小男孩也能最快地安静下来读书，是阅读让他们发生了变化。大大提高阅读量，加强书香建设。

2. 阅读激发了学生创作、探究欲望

学生对喜欢的读物或个人作品互相点评，思辨的火花闪耀其中绽放数字阅读的真正魅力。自制数字智能图书馆在薄弱地区应用，让师生阅读中浸润、用读书扮亮人生，令其终身受益。

（作者单位：黑龙江齐齐哈尔市碾子山区教育局）endprint