视障大学生计算机学习的现况分析

穆艳玲

(北京联合大学 电子信息技术实验实训基地， 北京 100101)



视障大学生计算机学习的现况分析

穆艳玲

(北京联合大学 电子信息技术实验实训基地， 北京 100101)

以北京联合大学2014和2015级视障生为对象，用SPSS 16.0进行统计分析，分析了计算机基础考试中的基础知识模块、windows系统操作模块、word操作模块和excel操作模块的成绩与视力水平的相关程度。研究以加涅的认知加工理论为依据，对其可观察的外显学习行为进行了问卷调查，根据调查结果分析了各个模块与视力水平相关程度的因素，最后提出改善多感官获取信息和视障学习者的学习环境，从而保障视障学习者接受良好的计算机教育的权利和教育质量。

视障生；计算机学习；反馈

1 问题提出

目前PC机的人机交互界面以图形用户界面(GUI)为主导，用户主要依赖视觉通道与机器进行交互。这种交互形式很不利于视障生学习和使用计算机。随着科技的进步，出现了读屏软件(screen reader，简写SR)等无障碍辅助工具。这些无障碍辅助工具将屏幕上的文字转化为语音，将视觉交互转化为听觉交互。

正常人可以通过视觉获取图形、图标、文字、各种控件等丰富的信息，并将这些信息进行整合，从而理解界面功能和含义。视觉交互界面与听觉交互界面对计算机认知过程最大的区别是SR的介入，SR将图形用户界面的视觉信息转化为语义信息，在信息的转化过程中，有的缺少对当前对象的属性描述，或属性功能描述不精确，大脑对转化的信息进行加工，形成人机交互界面的认知模型。本研究首先分析了目前SR提供的听觉交互对视障生学习计算机知识各模块的影响；其次提出了无障碍学习的改进意见。

2 研究依据和研究对象

2.1 研究依据

2.1.1 加涅的认知加工阶段理论

加涅将认知加工的学习概念应用于自己的理论，确定了学习加工的9个阶段，这9个阶段是学习的基础，而且必须按顺序连续进行。

由表1可知，9个学习阶段被分为3个时段：1) 学习准备：学习准备是学习者必须接受和理解外界刺激并形成学习的预期，即明确自己的学习目标；2) 习得和操作：习得和操作是学习的核心阶段，是编码和强化阶段；3) 学习迁移：学习迁移是额外线索的习得和泛化。总之，认知过程要求学习包括9个阶段，这些阶段把环境中的物理刺激转化成新能力。[1]本研究只针对可观察的、外显的学习行为进行研究，即学习准备和学习的强化和泛化。

表1 加涅认知加工的9个学习阶段[2]

2.1.2 教育界视力残疾程度的标准

在教育界判断儿童视力残疾程度的标准是儿童是适合用盲文还是适合用印刷字学习。教育性盲：指视觉受损程度严重到无法经视觉进行学习者。[3]教育性低视力：指远距离使用视力困难较大，近距离能够看见物体，视觉是这些人的学习手段，他们可以阅读印刷品，经过调整可以容易的掌握许多明眼人学习和生活的内容。[3]

视觉障碍学生包括：1) 视力严重受损，不能依赖视力学习的盲生；2) 视觉是主要学习手段的低视力学生。

2.2 研究对象、研究方法

本研究以北京联合大学特殊教育学院2014级和2015级视障生为研究对象，对研究对象的期末考试和视力水平进行了统计分析。其中测试分为基础知识模块、windows系统操作模块、word操作模块和excel操作模块。考试数据和视力水平采用SPSS 16.0进行统计分析，通过相关性分析方法，研究了视力水平与各个模块成绩之间的相关程度，通过开展问卷调查，分析了影响盲生计算机学习过程中的因素。调查共发放问卷66份，共回收问卷42份，其中教育性盲填写问卷16份，教育性低视力填写问卷26份。

3 数据分析

因为样本数量小，对2014级和2015级视障生期末考试各模块成绩用SPSS的描述统计进行了正态分布检测，具体检测方法采用Descriptive Statistics-Explore，检测结果显示各模块的成绩分布：1) 描述：描述中都有峰度系数和偏度系数；2) 正态分布测试：D检验和W检验均显示不服从正态分布曲线；3)P<0.05。所以，统计分析数据的相关性时采用Spearman相关性数据分析。

3.1 视力水平与测试模块的相关性统计结果

3.1.1 基础知识模块的相关性检测结果

SR的介入，不同视力水平的大学生学习计算机基础知识模块的相关性分析(见表2)。

由表2的视力水平和基础知识模块相关性分析结果可知：视障程度与计算机基础知识部分的学习没有相关关系。计算机基础知识部分的学习在目前SR工具的支持下可以不依赖于视觉信息的输入从而达到与其相同的学习效果。

计算机基础知识的学习内容包括：计算机的发展历史、计算机的相关概念、数制等，以文字表述为主，在信息的转化过程中，没有信息丢失，学习计算机基础知识部分对视觉水平要求不高。

3.1.2 Windows操作模块的相关性检测结果

SR的介入，不同视力水平的大学生学习windows知识模块的相关性分析结果见表3。

由表3的视力水平和windows操作模块的相关性分析结果可知:视障程度和windows操作模块部分的学习没有相关关系，即windows操作部分的学习在目前SR的支持下可以达到良好的学习效果。

Windows操作模块的学习内容包括：windows系统管理、磁盘管理、文件管理、基本操作和属性设置。SR可以将图形、图标、选项内容等信息进行准确的翻译，视障生获取这些信息后按要求进行相应的操作，在大脑中建立对系统的认知模型。

3.1.3 Word操作模块的相关性检测结果

SR的介入，不同视力水平的大学生学习word模块的相关性分析结果见表4。

由表4的视力水平和word操作模块的相关性分析结果可知:视障程度和word操作模块部分的学习有显著相关关系，即word操作部分的学习在目前SR的支持下达不到有视觉信息输入的学习效果。

Word操作模块的学习内容包括：文字的格式化、段落的格式化、图形的创建和修改。SR可以对文字内容进行准确的翻译和信息转化，但忽略了文字的属性信息、文字的大小和样式等信息。SR只能翻译当前对象是图形还是图像，但图形、图像的语义识别技术还不成熟，SR并不能翻译图形、图像等内容。word操作模块的学习对视觉输入信息的要求较高。

3.1.4 Excel操作模块的相关性检测结果

SR的介入，不同视力水平的大学生学习excel模块的相关性分析结果见表5。

由表5的视力水平和excel操作模块的相关性分析结果可知:视障程度和excel操作模块部分的学习有显著相关关系，即excel操作部分的学习在目前SR的支持下达不到有视觉信息输入的学习效果。

表2 视力水平与基础知识模块的相关性分析

表3 视力水平与windows操作模块的相关性分析

表4 视力水平与word操作模块的相关性分析

注：**.在0.01水平(双侧)上显著相关。

Excel操作模块的学习内容包括：表格的格式化、公式、排序和筛选等。SR对视觉的美观效果视而不见，只是准确的翻译内容，格式化部分对于盲人来说没有任何信息输入。公式是excel的学习难点，要求有良好的数学基础知识，虽然SR可以准确翻译公式内容，复杂的公式格式也是盲人学习的难点。

3.2 问卷调查结果

基于加涅的学习加工阶段为理论依据，对学习者学习过程中可观察的外显学习行为：注意、强化开展问卷调查。

3.2.1 视障学习者人机交互的信息获取

42份问卷中，有14人仅通过SR获取计算机界面的信息，有19人可以通过视听手段获取计算机界面的信息，有13人仅通过视力获取计算机界面的信息。通过不同的信息获取方式，学习者能完全获取或不完全获取信息的所占比例如表6所示。无论通过哪种信息获取方式，学习者完全获取或不完全获取信息的人数占总人数的比例以总计的形式表现。

调查显示有61.9%的视障学习者认为在学习过程中可以获取人机界面的交互信息，有38.1%的学习者只能部分获取这种交互信息。其中听觉和视觉交互配合使用获取的信息效果最佳，仅通过听觉交互获取的信息效果最差。

3.2.2 视障学习者学习的反馈

与反馈相应的心理过程是强化。学习者完成了新作业并意识到自己已经达到了预期目标，肯定了学习者的期望(结果如表7所示)。

调查结果显示：视障生通过自身感官直接获取的反馈信息效果最好，4.76%的学习者不能通过第三方转化的反馈明确自己的学习结果是否达到预期，16.67%的视障学习者不能通过练习本身的逻辑关系明确自己的学习结果是否达到预期。有21.43%的学习者不能通过各种反馈信息明确学习是否达到预期效果。

3.2.3 视障学习者的修改方式

视障学习者在获悉操作结果的反馈信息后往往通过两种方式进行修改：1)恢复到初始状态，重新操作；2)在原操作的基础上直接修改(如表8所示)。

表5 视力水平与excel操作模块相关性分析

注：**.在0.01水平(双侧)上显著相关。

表6 视障学习者的信息获取方式和获取效果

表7 视障学习者的信息反馈方式和反馈效果

表8 获取反馈结果后的修改方式

Table 8 Modification mode after getting

outcome feedback

视觉障碍者可以采用序列的方式加工空间信息，也可以通过认知地图来加工，无论哪种加工方式都体现学习者达到预期的学习目标。[4]如果学习者采用从新做，表示学习者采用了序列加工的方式进行学习，有66.67%的同学采用这种学习方式。如果学习者能在原来的基础上直接修改，表示学习者采用了认知地图的加工方式，有78.57%的同学可以采用认知地图的加工方式进行学习。调查结果显示：仍有21.43%的学习者不知道该如何修改，即没有进行正确的信息加工。这一数据与38.1%的人不能完全获取信息，21.43%的人不能明确学习效果是否达到学习预期的数据基本一致。

4 讨论

在人机交互的过程中，视障生通过听觉交互，听觉交互和视觉交互配合，视觉交互3种形式获取计算机界面的信息，通过自身的感官，第三者提供和练习本身的逻辑关系3种形式获取操作结果的反馈信息。

视听交互的配合使用即多感官配合是信息获取的最佳方式，使用这种方式获取信息的学习者中有93.33%的学习者认为可以完全获取人机交互界面的信息。仅通过单一感官获取人机交互界面的信息量最少。学习者通过自身感官获取操作结果的反馈信息效果最佳，通过第三方提供的反馈信息其次，依赖自身的认知水平和能力，依据练习本身的内在逻辑变化判断的操作结果最差。

盲生通过自身感官获取的信息量有限，对于结果有提示的操作仅限于新建、删除、拷贝和粘贴等基本操作。在这些基本操作结束后，SR会发出某种特殊的提示音，通过听觉进行人机交互的学习者可以判断自己操作的预期目标是否完成。在现有SR的支持下，对盲生计算机基础知识和windows操作学习的视觉要求不高，表2和表3的相关性分析也显示基础模块测试和windows模块测试与视力水平没有相关性。

对于word和excel的格式化操作，如字体、颜色、段落和边框等的设置，盲生或依赖于自己操作步骤的准确性，或通过第三者提的信息来判断操作结果是否达到预期目标。在依赖自我操作步骤的准确性判断预期的学习效果中，盲生基本没有得到操作结果的任何反馈。在依赖于他人提供的反馈信息判断预期的学习效果中，第三者的认知水平和传输方式决定了反馈效果，反馈信息的传输会有少量损失。如果在操作过程中没有第三者提供的反馈信息，盲生也获取不到任何相关操作结果的反馈信息。这与表4和表5显示的相关性分析结果是一致的，视力水平与word、excel的学习有显著的正相关。

对于word的分栏、首字下沉等，excel的筛选、排序和公式等，操作结束后自身有内在的逻辑变化，盲生可以通过题目自身的逻辑变化判断学习结果是否达到预期的学习目标。通过视觉交互的学习者即使不明白变化的含义，也可以直接观察到结果的变化。通过听觉交互的学习者必须明确操作目标和结果，这种反馈方式隶属于内反馈，但是受限于盲生自身的认知水平和认知能力，所以这种反馈方式对于认知能力高的学习者是一种有效的反馈方式，对于认知能力较低的学习者往往意识不到变化的内在关联，即使意识到操作结果的变化，也没有正确的认知，不可能进行相应的修改或进一步的操作。

5 建议

视障人士在某方面缺乏能力是事实,往往造成在他不缺乏能力的方面也误认为缺乏能力,或者凭想象夸大缺乏能力的程度。[5]社会应该多方面为视障人士提供各种支持。

5.1 无障碍辅助学习工具的建设

SR成为盲人应用计算机过程中人机交互的重要中介。将人机的视觉交互转化为人机的听觉交互，但是语音信息的接受是线性的，会忽略很多空间信息。盲用电子显示器是一种典型的盲人硬件辅助设备。它通过与计算机连接，将界面中的文字信息转换为盲人可以摸读的凸起的盲用文字，供用户阅读。[6]更多感官参与人机交互，人机交互的形式更丰富。

SR在视觉信息转化为听觉信息的过程中会将部分对象的属性信息和属性功能信息丢失。加涅的9个学习阶段说明：没有信息的输入就不能引起注意，学习者不能预期自己的学习目标，9个学习阶段顺序发生，缺一不可。操作结果的反馈成为盲人学习计算机知识的瓶颈。计算机的操作结果一般是依赖视觉或操作本身的逻辑结果呈现出来的，SR能提供拷贝、粘贴、复制等简单操作的提示音。虽然这些提示音并没有对操作结果的正确与否给予判定，伴随着这些提示音，盲人已经明确自己的操作是否准确完成，操作步骤进行到哪个阶段，从而把握操作结果。对于复杂的格式化操作，颜色设置等，SR没有提供反馈信息，盲人在操作过程中不能把握操作过程，不知道做到哪里，常常需要重新开始。这些情况都对学习者验证学习目标是否达到预期产生负面影响，所以开发SR提供反馈信息有助于盲人学习计算机知识。

5.2 无障碍辅助学习环境的建设

视障生的计算机学习环境比较困难，没有丰富的学习资源，尤其是支持全盲生学习的文字学习资源。应该大力开发相应的学习资源，为盲生阅读和自学提供文字支持。目前，视障生没有良好的听觉交互系统和交互平台，各个开发团体各自为营，各自开发自己的读屏软件，当盲人在学习过程中习惯于某一软件后很难去适应另一个读屏软件，形成了技术壁垒。读屏软件的规范化和标准化有待进一步提高。对于视障人士的无障碍学习环境建设应该考虑以下几点:1)建设盲文书籍；2)完善听觉交互系统；3)对于待开发的系统建立规范的协议和标准。

学习是在外界学习环境中学习者自己构建出来的，而不是别人传授的。不同的学习环境构建的知识可能不同，知识的信息量也会多少不一。视障生的学习环境是单一的学习环境，由视障生单独组班、同步学习、环境单一、获取信息的方式单一。积极开展融合教育，少量视障生和多数正常生组班，让视障生参与到正常生的学习过程和学习环境中。只要外部学习资源丰富，视障生可以在相同的环境中与正常生构建出相似的知识。不断改善视障生的学习模式和学习的人文环境，发展融合教育，才能赋予视障生平等的学习机会。

[1] Gagne R M. The conditions of learning[M]. 4th ed. New York: Holt, Rinehart & Winston,1985.

[2] Margaret E， Gredler. Learning and Instruction——Theory into Practice [M]. 张奇，等译. 5th ed.北京:中国轻工业出版社，2007：145.

[3] 钟经华. 视力残疾儿童教育学[M]. 北京: 华夏出版社，2006：11.

[4] Daniel P, Hallahan James M, Kauffman Paige C Pullen.特殊教育导论[M]. 肖非，译. 11th ed. 北京: 中国人民大学出版社，2010：381.

[5] 钟经华.美国盲人融合高等教育的技术支持及启示[J].中国特殊教育，2006(11):49-53.

[6] 高琰.基于认知心理学的盲人电子产品设计研究[D].天津:河北工业大学,2011: 74.

(责任编辑 柴 智)

Analysis of University Students with Visual Impairmentin Computer Learning

Mu Yan-ling

(Experimental Base of Electronic Information Technology, Beijing Union University, Beijing 100101，China)

Taking visually impaired studentsenrolledin 2014 and 2015 as the object, the study analyzed the correlation degree of computer test score and visual impairment, including foundation knowledge module, windows operating system module, word operation module and excel operation module. Aquestionnaire survey was made for the observation of the apparent learning behaviorbasedon Robert Mills Gagne cognitive theory. The results indicate the reason of correlation degree between visual impairment and computer score. Finally, suggestions are made to improve accessibility learning, so as to guarantee the quality of visual impairments’ computer education.

Thevisual impairments；Computer learning; Feedback

10.16255/j.cnki.ldxbz.2016.04.016

2016-08-29

北京联合大学2015年度教育教学研究与改革项目(11205561108)。

穆艳玲(1975—)，女，山东淄博人，北京联合大学实训基地讲师，硕士，主要研究方向为视听计算机障碍教育。E-mail: ldtyanling@buu.edu.cn

G 764

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1005- 0310(2016)04- 0087- 06