基于空間和功能無障礙原則的聽障生計算機實驗室建設

董雪燕，賈京鵬，李晗靜，徐 娟

（北京聯合大學 特殊教育學院，北京 100075）

隨著國家對殘疾人受教育的重視，殘疾人正在得到越來越好的學校教育。2010年頒布的《國家中長期教育改革與發展規劃綱要（2010—2020年）》，首次把特殊教育列為八大教育改革發展任務之一。2014年1月，國務院辦公廳又轉發了教育部等7部門共同制定的《特殊教育提升計劃（2014—2016年）》，明確了“全面推進全民教育，使每一個殘疾孩子都能接受合適的教育”的總目標，提出了提高普及水平、加強條件保障和提升教育教學質量三大任務。

據統計，我國共有23所高等特殊教育學院面向全國的高中聾校招收聽力障礙學生，開設的專業主要有藝術(如藝術設計、繪畫、動漫、廣告裝潢、園林等)和計算機（計算機科學與技術、計算機應用、計算機網絡）兩大類，在校生規模近2000人，年招收聽力障礙學生規模近千人[1]。這些學院全部為省或市屬院校的下屬學院，辦學層次有三年制大專（高職）和四年制本科，采用單獨考試單獨招生的形式面向全國聾人高中學校招生。

1 聽障學生教學模式及教室設施

據調查，聽力障礙大學生所在的高等特殊教育學院的教師隊伍以研究生學歷的青年教師為主，而這些教師基本都是聽人教師[2]。這些聽力障礙學生的聽力程度受到了不同程度損害，有的學生存在殘余聽力，有的則為全聾。因此，對于聾人特殊學校的教師在課堂上主要是采用手語和口語相結合的方式授課。然而，由于大學各個專業詞匯的特殊性和抽象性，手語無法完全表達意思的情況時有發生，此時就需要采用文字的方式來輔助教學。

目前，特殊教育學校的教學方式仍以課堂教學為主，教室和實驗室的建設對于保障課堂教學和實驗教學質量有著非常重要的作用。國外在對高校教育建筑規劃研究中，主要以學習空間的發展為主要內容[3-6]，英國聯合信息系統委員會2010年發布的《21世紀學習空間設計指南》研究報告中[7]，通過調查全英16個教育機構，分析了技術發展對學習空間設計的影響。其主要思想在于，學習空間要滿足“以教師為中心”和“以學生為中心”兩種教學模式的不同需求。英國教育發展組織（DEGW）分析指出，不論是目前教學建筑物的組織規劃過程還是未來發展趨勢，都應當以空間使用者為中心，充分考慮學習環境的適應性[8]。國內的研究主要集中在實驗室內部設計[9-10]，以及應用現代化技術彌補傳統實驗室的不足[11]。

結合聾人學生采用手語溝通的特殊性，同時為了更好地保證課堂的教學質量。傳統的特殊教育高等學校（以下簡稱特高）和普通高等學校（以下簡稱普高）的計算機專業課堂教室建設方面和授課方式方面有所不同。這些不同主要體現在：（1）桌椅數量布局的不同，普高的計算機機房一般可容納 40～100人不等，多采用橫縱交叉或聯排長條桌設計，教師桌椅一般在靠近教室的一頭；而特高的課堂則以小班教學為主，桌椅數量一般在20～40之間，教師講課需要一定的活動范圍，主要在多媒體屏幕和講臺之間的一部分區域。（2）授課方式的不同：普高的教師一般在講臺后面，借助多媒體教學臺上的揚聲器來授課，而特高的教師則一方面要打手語，一方面又要翻動PPT通過口語授課。（3）更多視覺元素的呈現方式：普高多采用多媒體觸控一體機，而在特高就讀的聽障學生雖然聽力能力減弱，但是視覺能力較強，因此特高通常在光線和視覺元素方面需要精心設計，一方面是對于教師著裝的要求，一般需穿著深色衣服與手的顏色區分，另一方面，為突出多媒體中信息中的視覺部分信息，也需要經常用到黑板和清晰度較好的投影幕布、電視屏幕等。綜上所述，面向聽力障礙學生的教室建設與規劃要發揮學生視覺能力強的特點，充分利用多媒體技術，引入視覺化信息，并考慮合理的空間設計，滿足師生手語交流的需要[12]。然而，目前的教學環境還無法滿足這些需求，大量已有的關于無障礙的研究也多集中在盲生的無障礙設施方面，關于聾生的研究非常少。本研究是基于多年在計算機專業的教學實踐經驗，探索出了一套為聽力障礙大學生提供無障礙學習環境的課堂教室建設方案，供相關院校與教育機構借鑒。

2 無障礙教室建設的涵義和原則

2.1 無障礙教室建設的涵義

我校特殊教育學院開設的計算機科學與技術專業每年的招收對象是具有不同聽力障礙的學生，在實際教學過程中，教師與學生的交流主要依靠手語和多媒體課件完成教學任務。結合聽力障礙學生采用手語交流的特點，無障礙教室旨在為學生提供更順暢的手語交流環境，同時為聽人教師提供便利，以更好地與學生實現在專業教學過程中的無障礙交流。

2.2 無障礙教室建設原則

遵循我校“以學生為中心”的教育原則，保證學生在課堂中的主導地位，在教室支持建設方面積極考慮學生發展的特點以及學習特征，努力建設能夠更好地為學生服務的環境。其中，課堂教學作為實現該目標的一個重要環節，此次為聽力障礙學生服務的無障礙計算機機房建設主要圍繞以下兩個原則：

（1）接收信息無障礙: 在授課過程中，聾生要能夠無障礙地接收到教師的講課內容。

（2）表達信息無障礙:在課上，聾生能夠無障礙地向其他學生表達自己，同時也需要向教師表達自己的想法或對教師的問題作出積極回應。

3 無障礙教室建設內容

無障礙實驗室以實現空間無障礙和功能無障礙為目標，主要圍繞計算機桌椅的空間設計、教師與學生課上溝通無障礙，以及教學內容展示的無障礙等三個方面。

3.1 空間無障礙——無障礙計算機桌椅設計

計算機科學與技術專業課程的講授要用到計算機，配置計算機是為了重點培養學生的動手編程能力。此外，為了豐富課堂教學和激發學生的學習興趣，目前多數課堂形式中都包括問答互動、小組討論和作品演示等環節。聽人學生的課堂可以通過口語實現這些學習形式，然而聽力障礙學生的課堂則主要通過打手語完成。手語的體位一般在胸以上到頭頂的位置，考慮到普通計算機桌椅的設計會遮擋手語視線的問題，為聽力障礙學生服務的教室，無障礙桌椅的設計就顯得非常必要。

3.1.1 計算機桌椅高度設計

首先，為了滿足學生在座位上打手語的需要，計算機和桌椅的高度需要合理設計，以實現學生的手語無障礙溝通。考慮到在校學生的男女平均身高分別為172 cm（男生）和163 cm（女生），男生最高身高可達187 cm，因此坐下時腿高就有接近72 cm，因此，傳統帶鍵盤托的計算機桌高度已經無法滿足最高身高的要求。綜合考慮學生的平均身高和最高身高，經調查計算機桌面距離地面的高度應在74 cm；考慮到手語不遮擋的需求，要求計算機屏幕上端到地面的最高高度不宜超過120 cm；同時，椅子的高度也考慮到學生的平均身高，一般不能超過43 cm，如圖1所示?？紤]到當學生需要在座位上和同學完成討論交流時，以上所述計算機桌椅高度的設計方案需要特別定制才能實現。計算機桌采用液壓桿式實現計算機的隨時收納，從而滿足學生有更大的桌面空間，來完成課上討論的環節。

圖1 桌椅高度設計草圖

3.1.2 座位布局設計

傳統的橫縱交錯的桌椅安排會導致坐在第二排往后的學生看不到教師上課打手語，而手語一旦錯過視覺上的專注，就很容易跟不上教師的上課進度，學生進而就會失去上課興趣。為了彌補傳統桌椅的弊端，此次設計的學生桌椅擺放采用U型桌椅設計，U型的桌椅擺放允許教師站在U型中央打手語，學生分別坐在U形外環，這樣能夠實現教師用手語和學生形成視覺無障礙地交流。另外，教師桌椅也一改以往的與學生面對面的風格，采用教師面向一側墻，這樣做是保證教師一回頭就能方便地向學生打手語，而不至于手部和肢體被講桌擋住。同時還能很便利地兼顧多媒體課件內容的講解，達到教師的無障礙授課和與學生的無障礙交流。具體座位布局見圖2所示。

圖2 教室布局設計草圖

3.2 教師與學生溝通無障礙——課堂信息采集

面向聽力障礙學生的計算機專業課程，要求教師必須采用手語和口語的雙語教學模式。為了能夠更好地實現聽人教師與聾人學生在課上的交流，利用現代化教學設備和軟件就可以實現，此研究中采用了人手跟蹤儀和語音識別軟件。

3.2.1 手語視頻采集

在實際的授課中，有時需要合班上課，此時，一個班的人數將達到40人，這時將會出現有些同學觀看教師打手語的視角不合適的情況，因此，此次在建設無障礙教室的過程中引入了手語視頻采集系統，該視頻跟蹤設備被安裝在教室前半部分的天花板上。在教師授課過程中，該設備將自動追蹤到教師的上半身，用于記錄教師上課時的手語和面部表情，并將錄制的視頻實時顯示在一個可觸控屏幕上。從而保證那些視覺上可能有死角位置的學生仍然可以通過觀看大屏幕來獲得教師的講課內容。由于跟蹤儀可以追蹤移動的人物，使得教師在課堂上有更加廣泛的教學范圍。當教師在必要時離開講桌活動范圍，也完全不會對學生捕捉教師手語有任何影響。

3.2.2 語音信號采集

由于計算機專業課程中有很多專業術語比較抽象，拿C程序設計語言中的一個常見術語“變量”為例，如果僅采用口語到手語的直譯，則需分為兩個詞，即變化和數量，并依次按序打出。課堂上，學生往往誤解為有一個會發生變化的數，于是會在代碼中找對應的數值。然而實際上，“變量”是一個抽象出來的符號概念，強調的是一個命名的存儲位置，并采用符號化的語言表示出來，它可以存儲具體數值，而不是代表它就是具體數值。在很多計算機課程中，這種手語誤解專業詞匯的現象屢見不鮮。由此可見，完全依靠手語是無法實現知識的精準表達的，必須借助文字來輔助理解。為了達到聲音到文字信號的轉化，此次實驗室建設中通過語音識別軟件來實現教師的音頻轉化為文字，這個軟件的利用極大地提高了課堂效率。此次建設中采用的是訊飛語音助手，該軟件能夠很好地實現語音到文字的實時識別，還允許將第一次出現的專業詞匯加入到專有詞匯中，保證了95%以上的識別率。

3.3 教學內容展示無障礙——顯示互動屏

傳統的多媒體教室關于教師講課內容的顯示主要依靠黑板板書、投影儀和觸控一體機。由于傳統模式存在一些不足，例如黑板板書效率低，傳統投影儀亮度低、維護成本高，單純的觸控一體機存在反光問題，教室部分區域的學生可能會看不清液晶觸控屏幕[12]。因此，本研究中的教室建設通過智能中控系統的軟件平臺和三塊觸控顯示屏幕的結合，能夠實現將教學內容，包括教學PPT，實時手語視頻和教師講課音頻實時識別出的文字分別顯示在三塊不同的屏幕上，實現信息多通道的輸出方式。通過智能的中控系統控制，教師還可以隨時調節不同顯示屏幕的內容展示。

4 建設成效和未來研究方向

無障礙實驗室建成以來，深得教師和學生的喜愛，已取得的成效包括：

（1）課堂氣氛活躍度高。自實驗室投入使用后，課堂教學的氣氛從學生集體沉默的狀態，轉變為學生積極主動參與。授課教師反應，以前從未看到過學生有如此的想象力，能夠把知識用畫圖的方式展示出來，形象而生動，學生在課堂的參與度明顯提高。

（2）小組討論熱情度高。以前，教師分配小組任務，學生一般多獨自為戰，沒有團隊意識。而現在，使用了新的實驗室，學生更加喜歡熱烈的討論，并產生合理分工，能夠做到發揮各自的特長，展現小組的成果。

（3）創新意識有加強。以前，地方和學校都有很多大學生比賽，比如互聯網+的大賽，學生都退讓，說自己做不過健全生。但是這一情況在使用了新實驗室后有所改變，通過小組合作的練習，以及自身主動參與意識的提高，學生已經逐漸增加了信心，敢于不斷突破自己，積極申報各類比賽，甚至還喜獲佳績。

（4）學習主動性得到加強。通過此次無障礙實驗室建設的探索研究，發現信息技術的發展確實能為“以學生為中心”的教育模式提供必要的服務與支持。例如，無障礙溝通墻的建設對于鼓勵學生參與課堂和展現自我起到了很好的作用，打破了傳統意義上教師一人在講臺上“表演”的無互動狀態。以實現無障礙溝通為明確目標，具體的實現形式可以多種多樣，相關特殊院校可以發揮自身的優勢，挖掘出符合本校的優質資源，向目標邁進。

5 結語

無障礙教室的建設對于促進聽力障礙大學生的課堂學習具有十分重要的意義，該研究通過對機房教室內桌椅擺放的空間設計、數據采集設備的硬件系統和語音識別軟件系統相結合，解決傳統課堂教室學生被動參與的弊端，實現聽力障礙大學生的無障礙交流以及聽人教師與聽力障礙學生之間在專業知識方面的無障礙溝通。但是對于適用于聽力障礙學生學習的無障礙支持不能僅僅停留在課堂教室的建設上，而應該進一步研究如何將先進技術與多種教學方法，以及教學策略相結合，最大限度地提高課堂效率，為學生提供個性化的、高質量、高水平的學習體驗。

隨著大數據的不斷推廣和應用，精準的“個性化”學生培養將成為未來的目標。采用當前實驗室采集到的教師和學生全方位的上課視頻數據，將用于建立學生檔案，從多個維度了解聾人大學生的課堂學習特點，從而達到教師有針對性地設計教學方案和教學方法，進一步做到個性化，精準教授學習內容。總之，善用技術，將不僅能夠切實提高教師的課堂教學效率，學生的課堂學習質量也將得到相應保障。