CN102411852B - 无纸作业本及教学作业互动无纸化实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无纸作业本及教学作业互动无纸化实现方法,包括外壳、设置在外壳正面具有触摸感应的显示屏、用于在显示屏进行书写的划笔、设置在外壳背面的摄像头、设置在外壳内部的用于无线传输的无线收发模块、设置在外壳内部的用于控制显示屏、摄像头、无线收发模块并且运行硬件驱动和应用软件的微处理芯片,设置外壳内部用于存储数据的非挥发性存储介质;本发明的方法主要通过无线传送的方式,将作业传送给学生,然后当学生完成后,再将作业传回给老师;本发明优点是:采用了摄像头和无线收发模块,有效的解决了作为作业数据的获取和传输,采用了具有诸如指纹、条形码等识别功能的硬件,提供了对学生权限、身份进行核对的硬件支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种教学活动中使用的电子产品和利用该电子产品进行教学作业互动的方法,具体涉及一种无纸作业本及教学作业互动无纸化实现方法。
背景技术
目前,针对教学中的作业互动,尤其是中小学生作业互动,带有触摸屏可以手写批注的电子书无法直接被学校和老师用来给学生当无纸作业本使用,这主要归结于两个技术上的缺陷,一是现有电子书无法让老师直接方便地将要给学生布置的作业转换成电子文件,二是作业以电子文件形式无法在老师和全班学生之间传输,包括老师把作业发放给学生,和学生完成作业后上传给老师批阅。目前电子书里的电子文件需要经过一个专业处理过程才能将普通纸质书本上的内容转换成具有特定格式的电子文件,然后通过网上下载或电子书生产厂商预装的形式将这些电子文件输入电子书里,而一般普通人包括老师自己,在不借助特殊装备比如说扫描机器的情况下,是无法直接将书本或作业内容输入电子书中,这使得电子书无法被老师和学生用来做作业本。学生即使用手写批注的方式在电子书上完成了作业,第二天回学校时也没有直接的办法把电子书中的作业回传给老师。
另外,由于一般的电子书或平板电脑的硬件和软件并非是专门为了教学活动的作业互动而设计的,因此,学生很可能将电子书和平板电脑用于个人娱乐,分散学生的注意力,起到反作用。
而且,现有的类似的电子书或平板电脑由于数据复制的便捷,很容易造成学生偷懒,复制他人作业上交的情况。并且无法杜绝代写等现象,无法让学生通过作业得到锻炼。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种无纸作业本及教学作业互动无纸化实现方法。
本发明技术方案如下:
无纸作业本,包括构成无纸作业本外形的外壳,其特征在于,还包括:设置在上述外壳正面表面的具有触摸感应的显示屏,用于在上述显示屏进行书写的划笔,设置在上述外壳背面的摄像头,设置在上述外壳内部的用于无线传输的无线收发模块,设置在外壳内部的用于控制上述显示屏、摄像头、无线收发模块并且运行硬件驱动和应用软件的微处理芯片,设置外壳内部用于存储数据的非挥发性存储介质,设置在外壳内部为上述显示屏、摄像头、无线收发模块、微处理芯片、非挥发性存储介质提供电力的可充电蓄电池;上述充电电池与中央处理器、显示屏、摄像头、无线收发模块、非挥发性存储介质电连接;上述微处理芯片与上述摄像头、显示屏、非挥发性存储介质、无线收发模块相连接。
前述的无纸作业本,其特征在于,还包括:设置在上述外壳正面的与上述微处理芯片构成信号连接的机体指纹扫描仪。
前述的无纸作业本,其特征在于,还包括:设置在上述外壳背面的与上述微处理芯片构成信号连接的条形码扫描仪。
前述的无纸作业本,其特征在于,上述划笔位于其与手指接触的端部设有划笔指纹扫描仪,上述划笔的内部设与上述无线收发模块构成通讯连接的划笔无线模块和用于为上述划笔指纹扫描仪和划笔无线模块提供电源的划笔充电电池,上述划笔无线模块与上述划笔指纹扫描仪构成信号连接。
前述的无纸作业本,其特征在于,上述外壳设有容纳上述划笔的放置槽,上述划笔设有与上述划笔充电电池充电的电连接的划笔电气触点,上述放置槽设有用于与上述划笔电气触点接触的放置槽电气触点。
基于前述的无纸化作业本的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a、由老师使用上述无纸化作业本获取布置作业所需的数据来源,形成指定格式的作业布置文件,上述作业布置文件包括:作业和课堂笔记;
步骤b、通过上述无纸作业本的无线收发模块对教室内的学生所持有的上述无纸作业本发送上述作业布置文件,上述作业布置文件中的课堂笔记在老师完成后即时发送给学生所持有的上述无纸作业本中;;
步骤c、学生使用上述无纸作业本完成老师所指定的作业,形成或获取完成作业所需的数据来源,形成指定格式的作业完成文件;
步骤d、学生使用上述无纸作业本通过上述无纸作业本的无线收发模块将作业完成文件回传给老师所持有的无纸作业本;
步骤e、老师利用上述无纸作业本对回传的上述作业完成文件进行批改,然后将批改所形成的批改文件或批改数据回传给学生所持有的上述无纸作业本。
前述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述布置作业所需的数据来源为以网络下载、外置扫描仪扫描后传入上述无纸作业本的数据或由上述无纸作业本的摄像机拍摄而获得的数据。
前述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述无纸作业本设置有与上述微处理芯片构成信号连接的机体指纹扫描仪,上述无纸作业本通过上述微处理芯片识别使用者的指纹,从而给予使用者不同的使用权限,上述使用权限分为分配给老师的最高权限、分配给学生的一般权限、通过老师授权给予的开放权限,上述最高权限是指能够实现上述无纸作业本所有功能及与任意其他上述无纸作业本进行数据双向传输、并且能够使所指定的学生所持有上述无纸作业本从上述一般权限转换为开放权限的权限,上述一般权限是指学生接受具有最高权限或开放权限的上述无纸作业本所传输的上述作业布置文件、批改文件、批改信息的权限,对上述作业布置文件利用上述划笔进行操作或\和通过上述摄像头拍摄获取数据数据来源形成上述作业完全文件并将其上传给老师所持有的上述无纸作业本的权限,上述开放权限是指在上述一般权限的基础上还具有与其他的属于同一作业组的上述无纸作业本对上述作业布置文件、作业完成文件、批改文件、批改信息进行的传输的权限,上述开放权限的作业组是通过上述老师的最高权限设置的;在上述无纸作业本发放给本班学生之前,老师通过亲手为每个上述尚未设置权限对应指纹的无纸作业本的机体指纹扫描仪输入指纹或通过老师持有的无纸作业本单机输入指纹后通过无线收发模块传输给本班学生的上述无纸作业本,使该指纹成为对应最高权限的识别密钥,在上述无纸作业本发放给本班学生时,每个学生利用自己的指纹在上述机体指纹扫描仪进行输入,作为一般权限的识别密钥,在没有上述密钥的情况下,无法使用上述无纸作业本。
前述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述划笔位于其与手指接触的端部设有划笔指纹扫描仪,上述划笔的内部设与上述无线收发模块构成通讯连接的划笔无线模块和用于为上述划笔指纹扫描仪和划笔无线模块提供电源的划笔充电电池,上述划笔无线模块与上述划笔指纹扫描仪构成信号连接;当学生使用划笔编辑形成上述作业完成文件的过程中,上述划笔指纹扫描仪会按照一定时间间隔对握持上述划笔的手指指纹进行扫描,并与该上述无纸作业本的作为一般权限的识别密钥的指纹核对,如果吻合证明是该学生本人,上述无纸作业本保持工作状态,如果不吻合,则停止工作,仅当再次启动并且核对指纹吻合情况下恢复工作。
前述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述无纸作业本还包括:设置在上述外壳背面的与上述微处理芯片构成信号连接的条形码扫描仪;当需要完成必须用纸张完成的作业时,老师发给每个学生设有唯一条形码的纸张,当学生在上述设有条形码的纸张完成作业后,利用上述摄像头拍摄形成上述作业完成文件时,条形码扫描仪会同时对纸张的条形码进行扫描并使之成为上述作业完成文件的附加数字信息,当老师的上述无纸作业本接收到由相同的条形码生成的具有相同附加数字信息的上述作业完成文件时,会提示出现抄袭,当没有条形码时具有一般权限的学生持有的上述无纸作业本的摄像头不予拍摄。
本发明的无纸作业本的有益之处在于:采用了摄像头和无线收发模块,有效的解决了作为作业数据的获取和传输,采用了具有诸如指纹、条形码等识别功能的硬件,提供了对学生权限、身份进行核对的硬件支持。
本发明的教学作业互动无纸化实现方法的有益之处在于:通过设置不同的权限,能够在保证正常的作业互动的情况下,学生不能利用无纸作业本进行其他用途,并且还能够保证学生本人确实完成作业,杜绝复制和代写的情况。
附图说明
图1是本发明的无纸作业本的一个优选实施例的正面结构示意图(划笔抽出);
图2是图1中所示的本发明的无纸作业本的优选实施例的背面结构示意图(划笔未抽出);
图3图1中所示的本发明的无纸作业本的优选实施例的划笔的内部结构示意图;
图4是本发明的教学作业互动无纸化实现方法的示意图。
图中附图标记的含义:1、外壳,2、显示屏,3、划笔,4、摄像头,5、机体指纹扫描仪,6、条形码扫描仪,7、功能键,8、放置槽,9、划笔电气触点,10、放置槽电气触点,12、外接插口,13、划笔指纹扫描仪,14、划笔无线模块,15、划笔充电电池。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1和图2,本发明的无纸作业本包括:构成无纸作业本外形的外壳1、设置在外壳1正面的具有触摸感应功能的显示屏2、用于在显示屏2上进行书写的划笔3,设置在外壳1背面得摄像头4,设置在外壳1内部的无线收发模块、微处理芯片、非挥发性储存介质、可充电蓄电池。
其中,外壳1用于保护内部结构和设备,显示屏2用于显示信息以便于人操作,作为一种优选方案,显示屏2为具有触摸感应功能的LED屏幕。
微处理芯片用于控制所有全部的设备的工作,可充电蓄电池作为除了划笔3之外其他设备电力来源。因此,可充电蓄电池与需要供电的设备进行电连接,无线收发模块用于无线传输数据,非挥发性存储介质用于存储数据,作为一种优选方案,非挥发性存储介质为了硬盘或闪存。
摄像头4设置在外壳1的背面,这样一来就可以在拍摄的时候通过显示屏2进行观察,作为一种优选方式,鉴于拍摄时采用触摸的方式可能会引起震动,影响拍摄质量,在显示屏2的一侧设有功能键7,在摄像的模式下,该键可以作为拍摄键,在一般时候,作为打开菜单的菜单键。
作为一种优选方案,如图1和图2所示,为了能够将划笔3在不使用的时候也能够得到妥善的收纳,外壳1设有容纳划笔3的放置槽8。
作为一种优选方案,外壳1的正面还设有机体指纹扫描仪5,外壳1的背面设有条形码扫描仪6,机体指纹扫描仪5和条形码扫描仪6均与微处理芯片相连接,将扫描的信息转换为数字信号传送给微处理芯片。
作为一种优选方案,如图1至图3,划笔3位于与手指接触的端部位置设有划笔指纹扫描仪13,划笔3内部设有无线收发模块构成通讯连接的划笔无线模块14以及划笔充电电池15,划笔充电电池15与划笔指纹扫描仪13和划笔无线模块14电连接为它们提供电力。划笔指纹扫描仪13附近的划笔3外形可以设计成与手指相适合的形状。
如图1至图3所示,作为一种优选方案,划笔3设有划笔电气触点9,划笔电气触点9部分裸露在划笔3外面,放置槽8设有放置槽电气触点10,它的位置是与划笔电气触点9是对应的,当划笔3放置到放置槽8中时,划笔电气触点9与放置槽电气触点10接触,这样一来在可以为划笔3的划笔充电电池15充电。
作为优选方案,还可以再外壳1的侧面设置若干外接插口12。
以下对本发明依赖以上无纸作业本的教学作业互动无纸化实现方法作详细介绍。
参照图4,教学作业互动无纸化实现方法主要包括如下步骤:
步骤a、由老师使用无纸化作业本获取布置作业所需的数据来源,形成指定格式的作业布置文件,作业布置文件包括:作业和课堂笔记。除了布置作业之外,老师上课时直接将课堂笔记写在无纸作业本上,再通过无线收发模块即时发给学生手中的无纸作业本,使得每一个学生下课时都能获得一部完整的老师课堂笔记。作为一种优选方案,布置作业所需的数据来源为以网络下载、外置扫描仪扫描后传入前述无纸作业本的数据或由无纸作业本的摄像机拍摄而获得的数据。老师可以将现成的相应格式的电子文件作为作业布置文件发送给学生,亦可以通过外置扫描仪或者就用无纸作业本的摄像头4对实际的书本或图片进行拍照使其成一定格式的电子文件,比如JPEG、PDF等文件作为作业布置文件。从上可以看出,老师的作业布置文件的来源是多种多样的,这样一来老师的作业内容更加丰富多样。
步骤b、通过无纸作业本的无线收发模块对教室内的学生所持有的无纸作业本发送作业布置文件。如前所述,作业布置文件中的课堂笔记部分为了学生能够及时的学习和反馈,老师可以即时传送给学生,而对作业而言老师既可以采用即时的方式也可以采用定时发送的方式。作为一种优选方案,无线收发模块可以采用蓝牙(Bluetooth)或无线局域网(WiFi)协议进行传输。以无线局域网(WiFi)的无线传输协议为例,其传输速率可达72兆比特每秒,通常有四页纸的作业图像文件大小在几百千比特左右,老师给一个班上假如50名学生都分别传送一遍,总共的时间在半秒钟以内。作为一种优选方案,为了防止学生将前述的无纸作业本用作其他用途,或者彼此之间互传无关数据,在本方法中形成以指纹识别作为密钥的不同权限以克服缺陷,无纸作业本通过机体指纹扫描仪5扫描后微处理芯片识别使用者的指纹,从而给予使用者不同的使用权限,使用权限分为分配给老师的最高权限、分配给学生的一般权限、通过老师授权给予的开放权限,最高权限是指能够实现无纸作业本所有功能及与任意其他无纸作业本进行数据双向传输、并且能够使所指定的学生所持有无纸作业本从一般权限转换为开放权限的权限,一般权限是指学生接受具有最高权限或开放权限的无纸作业本所传输的作业布置文件、批改文件、批改信息的权限,对作业布置文件利用划笔进行操作或\和通过摄像头拍摄获取数据数据来源形成作业完全文件并将其上传给老师所持有的无纸作业本的权限,开放权限是指在一般权限的基础上还具有与其他的属于同一作业组的无纸作业本对作业布置文件、作业完成文件、批改文件、批改信息进行的传输的权限,开放权限的作业组是通过老师的最高权限设置的;在无纸作业本发放给本班学生之前,老师通过亲手为每个尚未设置权限对应指纹的无纸作业本的机体指纹扫描仪输入指纹或通过老师持有的无纸作业本单机输入指纹后通过无线收发模块传输给本班学生的无纸作业本,使该指纹成为对应最高权限的识别密钥,在无纸作业本发放给本班学生时,每个学生利用自己的指纹在机体指纹扫描仪进行输入,作为一般权限的识别密钥,在没有密钥的情况下,无法使用无纸作业本。老师的最高权限主要用于管理全班学生的无纸作业本,一般权限主要用于学生接受作业布置文件、完成作业,并能够将作业完成文件回传,开放权限主要用于分组完成作业时,组员能够将作业汇总给具有开放权限的组长,或者作为日常学生干部帮助老师收发作业的权限,另外开放权限可以是因病在家学生通过住在附近的具有开放权限的学生转传转交作业。
步骤c、学生使用无纸作业本完成老师所指定的作业,形成或获取完成作业所需的数据来源,形成指定格式的作业完成文件。学生使用划笔3在老师发送的作业布置文件上进行编辑从而形成作业完成文件;或者通过摄像头4将纸张作业通过拍摄形成电子的作业完成文件,这样主要是针对那些必须需要用纸张去完成的作业,比如书法、美术、作文等,但是这样的拍摄可能出现利用别的学生作业冒充自己作业进行拍摄形成作业完成作业的情况,因此,作为一种优选方案,当需要完成必须用纸张完成的作业时,老师发给每个学生设有唯一条形码的纸张,当学生在设有条形码的纸张完成作业后,利用摄像头4拍摄形成作业完成文件时,条形码扫描仪6会同时对纸张的条形码进行扫描并使之成为作业完成文件的附加数字信息,当老师的无纸作业本接收到由相同的条形码生成的具有相同附加数字信息的作业完成文件时,会提示出现抄袭,当没有条形码时具有一般权限的学生持有的无纸作业本的摄像头4不予拍摄。这样一来能够杜绝,通过拍摄进行抄袭和顶替情况。另外,即使用划笔3完成的作业也可能出现替写的现象,为了保证作业是学生本人完成,作为一种优选方案,当学生使用划笔3编辑形成作业完成文件的过程中,划笔指纹扫描仪13会按照一定时间间隔对握持划笔3的手指指纹进行扫描,并与该无纸作业本的作为一般权限的识别密钥的指纹核对,如果吻合证明是该学生本人,无纸作业本保持工作状态,如果不吻合,则停止工作,仅当再次启动并且核对指纹吻合情况下恢复工作。这样一来就能保证学生自己完成作业,另外,为了监控学生完成作业的时间,微处理芯片可以记录学生使用划笔3的时间段,有助于老师帮助学生形成良好的作息时间。
步骤d、学生使用无纸作业本通过无纸作业本的无线收发模块将作业完成文件回传给老师所持有的无纸作业本。
步骤e、老师利用无纸作业本对回传的作业完成文件进行批改,然后将批改所形成的批改文件或批改数据回传给学生所持有的无纸作业本。
老师对学生的作业完成文件在文件本身上编辑形成的为批改文件,对于作业完成文件所给予分数所形成计算数据位批改数据,作为优选方案,批改数据只有老师的最高权限能够修改,批改文件老师可以选择性决定是否给学生修改的权利。
上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.无纸作业本,包括构成无纸作业本外形的外壳,其特征在于,还包括:设置在上述外壳正面表面的具有触摸感应的显示屏,用于在上述显示屏进行书写的划笔,设置在上述外壳背面的摄像头,设置在上述外壳内部的用于无线传输的无线收发模块,设置在外壳内部的用于控制上述显示屏、摄像头、无线收发模块并且运行硬件驱动和应用软件的微处理芯片,设置外壳内部用于存储数据的非挥发性存储介质,设置在外壳内部为上述显示屏、摄像头、无线收发模块、微处理芯片、非挥发性存储介质提供电力的可充电蓄电池;上述可充电蓄电池与微处理芯片、显示屏、摄像头、无线收发模块、非挥发性存储介质电连接;上述微处理芯片与上述摄像头、显示屏、非挥发性存储介质、无线收发模块相连接;还包括:设置在上述外壳正面的与上述微处理芯片构成信号连接的机体指纹扫描仪;还包括:设置在上述外壳背面的与上述微处理芯片构成信号连接的条形码扫描仪;上述划笔位于其与手指接触的端部设有划笔指纹扫描仪,上述划笔的内部设与上述无线收发模块构成通讯连接的划笔无线模块和用于为上述划笔指纹扫描仪和划笔无线模块提供电源的划笔充电电池,上述划笔无线模块与上述划笔指纹扫描仪构成信号连接。
2.根据权利要求1所述的无纸作业本,其特征在于,上述外壳设有容纳上述划笔的放置槽,上述划笔设有与上述划笔充电电池充电的电连接的划笔电气触点,上述放置槽设有用于与上述划笔电气触点接触的放置槽电气触点。
3.基于如权利要求1所述的无纸作业本的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a、由老师使用上述无纸作业本获取布置作业所需的数据来源,形成指定格式的作业布置文件,上述作业布置文件包括:作业和课堂笔记;
步骤b、通过上述无纸作业本的无线收发模块对教室内的学生所持有的上述无纸作业本发送上述作业布置文件,上述作业布置文件中的课堂笔记在老师完成后即时发送给学生所持有的上述无纸作业本中;
步骤c、学生使用上述无纸作业本完成老师所指定的作业,形成或获取完成作业所需的数据来源,形成指定格式的作业完成文件;
步骤d、学生使用上述无纸作业本通过上述无纸作业本的无线收发模块将作业完成文件回传给老师所持有的无纸作业本;
步骤e、老师利用上述无纸作业本对回传的上述作业完成文件进行批改,然后将批改所形成的批改文件或批改数据回传给学生所持有的上述无纸作业本。
4.根据权利要求3所述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述布置作业所需的数据来源为网络下载、外置扫描仪扫描后传入上述无纸作业本的数据或由上述无纸作业本的摄像头拍摄而获得的数据。
5.根据权利要求3所述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述无纸作业本设置有与上述微处理芯片构成信号连接的机体指纹扫描仪,上述无纸作业本通过上述微处理芯片识别使用者的指纹,从而给予使用者不同的使用权限,上述使用权限分为分配给老师的最高权限、分配给学生的一般权限、通过老师授权给予的开放权限,上述最高权限是指能够实现上述无纸作业本所有功能及与任意其他上述无纸作业本进行数据双向传输、并且能够使所指定的学生所持有上述无纸作业本从上述一般权限转换为开放权限的权限,上述一般权限是指学生接受具有最高权限或开放权限的上述无纸作业本所传输的上述作业布置文件、批改文件、批改信息的权限,对上述作业布置文件利用上述划笔进行操作或/和通过上述摄像头拍摄获取数据来源形成上述作业完成文件并将其上传给老师所持有的上述无纸作业本的权限,上述开放权限是指在上述一般权限的基础上还具有与其他的属于同一作业组的上述无纸作业本对上述作业布置文件、作业完成文件、批改文件、批改信息进行的传输的权限,上述开放权限的作业组是通过上述老师的最高权限设置的;在上述无纸作业本发放给本班学生之前,老师通过亲手为每个尚未设置权限对应指纹的无纸作业本的机体指纹扫描仪输入指纹或通过老师持有的无纸作业本单机输入指纹后通过无线收发模块传输给本班学生的上述无纸作业本,使该指纹成为对应最高权限的识别密钥,在上述无纸作业本发放给本班学生时,每个学生利用自己的指纹在上述机体指纹扫描仪进行输入,作为一般权限的识别密钥,在没有上述密钥的情况下,无法使用上述无纸作业本。
6.根据权利要求5所述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述划笔位于其与手指接触的端部设有划笔指纹扫描仪,上述划笔的内部设与上述无线收发模块构成通讯连接的划笔无线模块和用于为上述划笔指纹扫描仪和划笔无线模块提供电源的划笔充电电池,上述划笔无线模块与上述划笔指纹扫描仪构成信号连接;当学生使用划笔编辑形成上述作业完成文件的过程中,上述划笔指纹扫描仪会按照一定时间间隔对握持上述划笔的手指指纹进行扫描,并与上述无纸作业本的作为一般权限的识别密钥的指纹核对,如果吻合证明是该学生本人,上述无纸作业本保持工作状态,如果不吻合,则停止工作,仅当再次启动并且核对指纹吻合情况下恢复工作。
7.根据权利要求3所述的教学作业互动无纸化实现方法,其特征在于,上述无纸作业本还包括:设置在上述外壳背面的与上述微处理芯片构成信号连接的条形码扫描仪;当需要完成必须用纸张完成的作业时,老师发给每个学生设有唯一条形码的纸张,当学生在上述设有条形码的纸张完成作业后,利用上述摄像头拍摄形成上述作业完成文件时,条形码扫描仪会同时对纸张的条形码进行扫描并使之成为上述作业完成文件的附加数字信息,当老师的上述无纸作业本接收到由相同的条形码生成的具有相同附加数字信息的上述作业完成文件时,会提示出现抄袭,当没有条形码时具有一般权限的学生持有的上述无纸作业本的摄像头不予拍摄。
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