中小學課本內容發送和閱讀方法及其系統的製作方法

2023-05-02 04:48:51

專利名稱：中小學課本內容發送和閱讀方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子閱讀器在中小學課本內容閱讀中的應用，特別涉及利用投影式電子書 及相關設備發送中小學課本內容供個人閱讀的方法和系統。
背景技術：
眾所周知，目前中小學課本的內容絕大多數還是以紙質媒介，即以教科書的形式提供給學生閱讀使用。而電子媒介可以以磁帶、光碟、硬碟或快閃記憶體盤(u盤)存儲中小學課本內容，通過電腦等電子設備，用文字、圖片、聲音、音樂等視頻和音頻信號形式，提供給 學生閱讀使用。顯然，通過電子媒介的無紙閱讀方式不僅突破了現有教科書平面印刷文字 和圖片的限制，進入了多媒體個人教學領域，還具備了人機對話和互動教學功能，更重要 的是，電子媒介可以無限制地重複寫入中小學課本內容，節省重印教科書所需紙張，即節 省大量木材，具備顯著的環保和節能效果。據統計，我國每年義務教育階段在校學生使用的教科書需消費紙張達45萬噸之多，要砍伐樹齡在20年至40年的樹木900多萬棵。每 生產一噸文化紙需要消耗100噸淨水、600度電、1. 2噸煤和300公斤化工原料，同時產 生高濃度汙水300噸目前，以筆記本電腦為代表的無紙閱讀器已完全具備了上述的供中小學課本內容多媒 體方式的閱讀功能，不過對於中小學義務教育階段而言，現有的筆記本電腦價格過於昂貴， 無法普及利用，而且針對中小學生使用和攜帶，筆記本電腦還是顯得功能冗餘和體積、重 量偏大。相比之下，現有的MP4、 PDA，甚至手機等可攜式電子設備已基本具備無紙閱讀功能, 而且體積小，便於攜帶，價格也遠遠低於筆記本電腦，但這些電子設備都有一個致命缺陷， 即顯示屏面積過小(一般不超過2.5 3英寸)，不適合中小學生在課堂教學或家庭作業時 長時間使用。同時，目前也沒有一個利用電子設備對中小學課本內容進行有效發送和利用 的方法及系統。發明內容本發明的目的在於針對上述現有技術的不足，提供一種利用投影式電子書及相關設備 對中小學課本內容進行發送並供個人閱讀的方法及系統。本發明的技術方案如下一種中小學課本內容發送和閱讀方法，首先設立一個或多個發送中小學課本內容的服 務器，中小學生人手一本投影式電子書，每本投影式電子書具有一個唯一性的課本下載授 權碼，且該課本下載授權碼在所述伺服器進行了註冊；在投影式電子書內安裝課本內容下 載程序，當投影式電子書通過網絡與所述伺服器連接後，該下載程序通過識別課本下載授 權碼，按年級、地區等的不同要求將相關的課本內容下載到對應的投影式電子書中並存儲 下來供個人閱讀。上述課本下載授權碼為投影式電子書的身份標識，可按一定算法由數字和/或符號組 成，其授權碼位數為一個或多個，只要保證每本投影式電子書的課本下載授權碼的唯一性 就可以了。為適應國內部分地區，尤其是鄉村可能還未開通網絡或因其他原因無法順利下載教材 內容的情況，可以在投影式電子書中增加一可擴充存儲容量的插槽，以插入一個已固化了 某一年級某一學期中小學課本內容的存儲卡。該存儲卡可通過現有的教材發行渠道統一採 購、統一配送，下發給中小學校，再逐一插入投影式電子書，同樣通過識別課本下載授權 碼，就可完成中小學課本內容的下載工作。與此同時，又可以回收上學期用過的教材內容 存儲卡，再循環使用。為保證中小學教材的權威性、完整性及版權保護，上述投影式電子書的存儲器應該至 少包含以下兩個存儲區域 一個只讀和禁止擅自複製區域，即不能對所存儲文件進行修改 和無秘鑰複製； 一個允許修改的供人機對話的區域。中小學課本內容可分類下載到不同的 存儲區域。為實現上述方法，本發明的中小學課本內容發送和閱讀系統，包括投影式電子書，每個中小學生人手一本，供個人閱讀使用，每本投影式電子書具有一個唯一性的課本下載授權碼，並安裝有課本內容下載程序；伺服器， 一個或多個，用於發送中小學課本內容，並對每本投影式電子書的課本下載授權碼進行註冊；所述投影式電子書經網絡連接所述伺服器，課本內容下載程序通過識別課本下載授權 碼，按年級、地區等的不同要求將相關的課本內容下載到對應的投影式電子書中並存儲下 來。本發明的投影式電子書一般包括一存儲器、 一控制器、 一投影光源、 一圖像發生器、 一光學鏡頭組、 一投影屏幕和一課本下載授權碼識別及網絡接口電路，所述存儲器、投影 光源、圖像發生器分別與控制器連接，而課本下載授權碼識別及網絡接口電路同時連接控 制器和存儲器；課本下載授權碼識別及網絡接口電路用於連接網絡；存儲器用於存儲下載 下來的課本內容；圖像發生器通過控制器接收存儲器中存儲的信息；投影光源由控制器點 亮產生投射光通過光學鏡頭組的光學處理產生投影光線，該投射光線輻射圖像發生器所產 生的圖像並投影於投影屏幕。上述投影式電子書的投影光源由一個或多個發光二極體(LED)或發光二極體組件組 合而成。作為投影光源的發光二極體可以是白光LED，也可以是RGB三基色LED，還可 以是雷射二極體。發光二極體管芯數量及發光功率視所需光源亮度要求而定。上述投影屏幕的尺寸一般為7 14英寸(相當於投影圖像的對角線尺寸範圍為175 350mm)，最大可達25英寸。上述投影式電子書的工作原理是，課本下載授權碼識別及網絡接口電路連接網絡後下 載下來的課本內容存儲在存儲器中，控制器從存儲器中調出預顯示信息送到圖像發生器產 生圖像，同時控制器點亮投影光源，投影光源產生投射光，該投射光輻射圖像發生器所產 生的圖像，並通過光學鏡頭組的光學處理產生投影光線，投影光線投射到投影屏幕上形成 放大的圖像，供個人閱讀。為保證中小學教材的權威性、完整性及版權保護，上述投影式電子書的存儲器至少包 含以下兩個存儲區域 一個只讀和禁止擅自複製區域，即不能對所存儲文件進行修改和無 秘鑰複製； 一個允許修改的供人機對話的區域。中小學課本內容可分類下載到不同的存儲 區域。進一步的，上述投影式電子書還可包括一聲音發生器，該聲音發生器與控制器相連， 通過控制器接收存儲器中存儲的聲音數據。工作時由控制器調用存儲器存儲的聲音數據， 然後送到聲音發生器發出聲音，供個人收聽，從而進行有聲閱讀。進一步的，上述投影式電子書的存儲器還可具有一用於插入存儲卡的插槽，可擴充存 儲容量。進一步的，上述投影式電子書還可具有一個或多個USB接口，以外掛外部設備，所述 外部設備主要指多種人機對話操作用的專用外部設備，例如滑鼠、手寫板、錄音話筒、帶 課本下載授權碼的U盤等。在本發明中，中小學課本主要是指處於義務教育階段的小學六年、初中三年共九年的 教科書，涵蓋國家課程教科書、地方課程教科書、八個學科的補充習題、圖冊和填充圖冊， 還包括英語磁帶，以及今後還可能有的音樂、書法及其他多媒體教材。利用網絡和/或存儲 卡這樣的電子媒介來發送中小學課本內容，使用投影式電子書供個人閱讀，與現有的平面 印刷的教科書相比，投影式電子書屬於無紙閱讀範疇，其多媒體教學(文字、圖片、視頻 動畫和音頻)是現有教科書無法做到的。更重要的是，中小學課本屬於國家免費提供的， 據統計現有中小學生有2億多，每年義務教育用書總價值約180億元；另外，根據最新公 布的課本費標準，義務教育階段一名學生從小學一年級到初中三年級的教材費共計760元， 這還不包括另外購買配套教輔材料的費用。目前國家推廣教科書循環使用以節省費用和環 保，本發明所使用的投影式電子書很容易做到循環使用，而且成本低(現有教科書的循環 周期為3年，每年損耗控制在20%，而投影式電子書在理論上只要電子書不壞，課本內容 使用費趨近於零，網絡下載不用說了，即便在網絡不通的地方採用更換存儲卡的形式也是 一次性的投入，費用很低)，同時也避免了書本消毒，新書、舊書分配不均等缺陷。本發明將投影式電子書應用於中小學課本個人閱讀，實質上就成為電子教科書，其應 用模式也必須遵循現有國家義務教育階段由政府免費提供中小學教科書的規定，即統一採 購、統一配送、實現學生"課前到書、免費用書、人手一冊"。本發明使用的投影式電子 書的下述特點很好地適應了這樣的需求1. 具有唯一性的課本下載授權碼，這樣，可保證在每個新學期開學之前相關教科書 內容按年級、地區等不同要求下載到對應的投影式電子書中。2. 具有課本下載授權碼識別及網絡接口電路和/或存儲卡插槽，教科書內容的下載方 式可以通過網絡下載，也可以沿用現有的教材發行配送渠道，發送如手機SIM卡、 數位相機快閃記憶體卡同一類型的存儲卡。隨著下載好的新學期課本內容的課本存儲卡 的發放，同時回收電子書內原有上學期課本內容的課本存儲卡，完成教材循環使 用。3. 投影式電子書的存儲器至少包含以下兩個存儲區域 一個是只讀和禁止擅自複製 區域，以確保國家課程教科書、地方課程教科書等法定課程內容的權威性、完整 性及版權保護；另一個允許修改的供人機對話的區域，主要用於學校老師布置作 業，學生完成作業練習等內容存儲。而且，本發明的投影式電子書使用發光二極體作為投影光源，製作成本低，能耗小， 不易損壞；其性能與筆記本電腦相當，而且由於採用投影顯示方式，省去了筆記本電腦必需的液晶屏，另外，投影式電子書的電路結構類似於MP4，不用硬碟、主板、筆記本電腦 專用CPU等，這些都使得製作成本大幅度降低；同時，投影式電子書與MP4、手機等掌 上閱讀器相比，投影顯示畫面尺寸可以做到10 14英寸，甚至更大，這種相當於B5、 A4 紙的大小，正好是現有教科書和作業本的主流尺寸，符合學生觀看和使用習慣，可長時間 使用而不影響學生視力健康；現有商用投影機投影尺寸較大，適合多人觀看，本實用新型 則體積小，功耗低，易於移動，適合個人閱讀。綜上所述，本發明通過現有網絡和/或電子存儲介質來發送課本內容，利用低成本的投 影式電子書作為中小學課本個人閱讀的載體和工具，設立唯一性的課本下載授權碼和只讀 不可複製的存儲區域概念來有效發送教材並維護教科書的權威性和完整性，從而為我國義 務教育階段免費提供教科書的政策和措施提供了一種新的技術手段，不僅節省了書籍損耗 費用，還做到了環保。


圖1是本發明實施例1所使用的投影式電子書的結構及工作原理示意圖。 圖2是本發明實施例2所使用的投影式電子書的結構及工作原理示意圖。 圖3是本發明實施例3所使用的投影式電子書的結構及工作原理示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，通過具體實施例對本發明作進一步詳細描述。 實施例1如圖1所示，本實施例所使用的投影式電子書由以下幾部分組成存儲器、控制器、 發光二極體組成的投影光源、圖像發生器、光學鏡頭組、聲音發生器、投影屏幕、課本下 載授權碼識別及網絡接口電路，通過課本下載授權碼識別及網絡接口電路下載的中小學課 本內容存儲在存儲器中，這些存儲數據經控制器調出，由圖像發生器和聲音發生器分別轉 換成視頻和音頻信號，同時投影光源發出投射光，將視頻圖像經光學鏡頭組的光學處理後投射到投影屏幕上，放大成7 14英寸的畫面供個人閱讀。。存儲器的存儲容量一般為1GB到4GB。投影光源所用的發光二極體，可以選用白光 LED、 RGB三色(紅、綠、藍)LED或者雷射二極體。發光二極體數量及發光功率視所需 照度要求，由一個或一個以上的發光二極體或發光二極體組件組合構成。課本下載授權碼 識別及網絡接口電路中的課本下載授權碼可按一定算法由數字、符號等組成，其地址碼位數至少為1個或1個以上，只要保證每本投影式電子書的課本下載授權碼的唯一性就可以 了。中小學課本內容下載過程是將網線與投影式電子書的課本下載授權碼識別及網絡接 口電路相連通，通過網絡連接到官方指定的網站(設立於發送中小學課本內容的伺服器上) 請求下載。其下載程序可事先嵌入投影式電子書中，這樣下載過程可以自動完成。每本投 影式電子書的課本下載授權碼都在相關網站上進行了註冊，這樣，因為課本下載授權碼的 唯一性，可保證每次新教材內容下載在時間上(新學期開學前)和內容上的唯一性。如果 電子書丟失或損壞，可視為課本下載授權碼滅失，只有履行一定手續後才能重新註冊和恢 復下載功能，其中屬於損壞的情況，可以保留原課本下載授權碼；丟失的情況相當於作 廢原課本下載授權碼。該過程猶如手機丟失或損壞要向電信運營商註銷原SIM卡號並重新 購買SIM卡，才能恢復手機通訊功能，而原有的SIM卡就作廢了。利用該投影式電子書進行個人閱讀的過程是:打開電源開關，根據投影屏幕顯示的導 航菜單，用設置在機盒上的操作按鈕選擇所需閱讀的課本種類、頁碼等參數，投影式電子 書就按教材內容設定的程序逐頁顯示欲讀課本內容。如有需要，還可用耳機收到聲音信號。 閱讀完畢，關閉電源，完成一次個人閱讀過程。實施例2本實施例所使用的投影式電子書的基本結構如圖2所示，與實施例l相似，其區別在 於為適應國內部分地區，尤其是鄉村等可能還未開通網絡或因其他原因無法順利下載教 材內容的地區，該投影式電子書的存儲器具有可擴充存儲容量的插槽，在插槽內插入一個 已固化了某一年級某一學期中小學課本內容的存儲卡。該存儲卡可通過現有的教材發行渠 道統一採購、統一配送，下發給中小學校，再逐一插入投影式電子書，就可以完成中小學 課本內容下載工作。與此同時，又可以回收上學期用過的教材內容存儲卡，再循環使用。這種相當於用發行教材存儲卡代替發行教科書並實現循環使用的措施，技術成熟(類 似於手機運營商的SIM卡，只是存儲容量及存儲內容有所不同)，穩定可靠，並充分利用 現有教材發行渠道資源，推廣成本低。使用該投影式電子書進行日常閱讀的過程同實施例1。實施例3本實施例使用的投影式電子書的基本結構如圖3所示，與實施例2相似，其區別是為擴展投影式電子書的功能，更好地為中小學生提供多媒體教學的人機對話學習環境，增 加了一個多功能USB插口，可以外掛多種人機對話操作用的專用外部設備如滑鼠、手寫 板、錄音話筒、嵌入課本下載授權碼的U盤等。 各外部設備的操作功能是(1) 外掛滑鼠可以擴展屏幕顯示導航菜單的操作功能；(2) 外掛手寫板增加兩種功能， 一是錄入文字，二是可仿真輸入手寫字跡，作為 中小學生的硬筆書法練習；(3) 外掛錄音話筒作為中小學生的音樂教程和語文朗讀作業，如視唱練習、課文 朗讀和背誦等；(4) 外掛嵌入課本下載授權碼的U盤作為學生交作業(文字、圖片、聲音)的電 子載體。以上操作功能，通過相關的軟體配合實現。以上內容是結合具體情況的優選實施方式，本領域的技術人員應當理解，在不脫離本 發明的實質範圍內，還可以基於現有技術對本發明做若干推演或替換，因此本發明的保護 範圍視權利要求範圍所界定。
權利要求
1. 一種中小學課本內容發送和閱讀方法，首先設立一個或多個發送中小學課本內容的伺服器，中小學生人手一本投影式電子書，每本投影式電子書具有一個唯一性的課本下載授權碼，且該課本下載授權碼在所述伺服器進行了註冊；在投影式電子書內安裝課本內容下載程序，當投影式電子書通過網絡與所述伺服器連接後，該下載程序通過識別課本下載授權碼，按年級、地區的不同要求將相關的課本內容下載到對應的投影式電子書中並存儲下來供個人閱讀。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述課本下載授權碼為投影式電子書的身份 標識，按一定算法由數字和/或符號組成，位數為一個或多個。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述投影式電子書具有一可擴充存儲容量的 插槽，以插入一個存儲有某一年級某一學期中小學課本內容的存儲卡，所述存儲卡由 教材發行機構統一採購、統一配送。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述投影式電子書的存儲器至少包含以下兩 個存儲區域 一個是只讀和禁止擅自複製區域，不能對所存儲文件進行修改和無秘鑰 複製；另一個是允許修改的供人機對話的區域。
5. —種中小學課本內容發送和閱讀系統，包括投影式電子書，每個中小學生人手一本，供個人閱讀使用，每本投影式電子書具 有一個唯一性的課本下載授權碼，並安裝有課本內容下載程序；伺服器， 一個或多個，用於發送中小學課本內容，並對每本投影式電子書的課本 下載授權碼進行註冊；所述投影式電子書經網絡連接所述伺服器，課本內容下載程序通過識別課本下載 授權碼，按年級、地區等的不同要求將相關的課本內容下載到對應的投影式電子書中 並存儲下來。
6. 如權利要求5所述的系統，其特徵在於所述投影式電子書包括一存儲器、 一控制器、 一投影光源、 一圖像發生器、 一光學鏡頭組、 一投影屏幕和一課本下載授權碼識別及 網絡接口電路，所述存儲器、投影光源、圖像發生器分別與控制器連接，而課本下載 授權碼識別及網絡接口電路同時連接控制器和存儲器；課本下載授權碼識別及網絡接 口電路用於連接網絡；存儲器用於存儲下載下來的課本內容；圖像發生器通過控制器 接收存儲器中存儲的信息；投影光源由控制器點亮產生投射光通過光學鏡頭組的光學 處理產生投影光線，該投射光線輻射圖像發生器所產生的圖像並投影於投影屏幕。
7. 如權利要求6所述的系統，其特徵在於所述投影光源由一個或多個發光二極體或發光二極體組件組合而成，而所述發光二極體是白光發光二極體、RGB三基色發光二極 管或雷射二極體。
8. 如權利要求7所述的系統，其特徵在於所述投影屏幕的尺寸為7 14英寸。
9. 如權利要求6所述的系統，其特徵在於所述存儲器至少包含以下兩個存儲區域一個只讀和禁止擅自複製區域， 一個允許修改的供人機對話的區域。
10. 如權利要求6所述的系統，其特徵在於所述投影式電子書還包括以下部件中的一種 或多種1) 聲音發生器，該聲音發生器與控制器相連，通過控制器接收存儲器中存儲的聲音數 據；2) 用於插入存儲卡的插槽；3) —個或多個用於外掛外部設備的USB接口，所述外部設備包括滑鼠、手寫板、錄 音話筒、帶課本下載授權碼的U盤。
全文摘要
本發明提供了一種對中小學課本內容進行發送並供個人閱讀的方法及系統，通過現有網絡和/或電子存儲介質來發送課本內容，利用低成本的投影式電子書作為中小學課本個人閱讀的載體和工具，並設立唯一性的課本下載授權碼和只讀不可複製的存儲區域概念來有效發送教材並維護教科書的權威性和完整性，從而為我國義務教育階段免費提供教科書的政策和措施提供了一種新的技術手段，不僅節省了書籍損耗費用，而且使用投影式電子書很容易做到循環使用，成本低，利於環保，同時也避免了書本消毒，新書、舊書分配不均等缺陷。
文檔編號G09B5/02GK101281689SQ200810112999
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月27日 優先權日2008年5月27日
發明者甘子釗, 程浩川, 聰 陳 申請人:程浩川