盲校小学数学配套教具的通用设计

沈光银

在盲校小学数学学习中，视障儿童常常存在数学概念认识不透彻、数学规则理解不充分、数学技能应用不会变通等问题，特别需要适用的教具帮助他们掌握数学基本知识与基本技能。盲校小学数学配套教具是依据视障儿童认知特点，针对其在整个小学阶段数学学习中遇到的各种困境而设计的，用于辅助开展教学活动、解决教学难题、提升教学效果的教学工具。目前，普校小学数学已经有成熟的配套教具，而盲校小学数学配套教具为数甚少，主要原因在于普通教具通常基于视觉通道发挥激发数学学习兴趣、解释数学概念、说明数学原理等功能，而视障儿童因视觉通道受阻，难以借助普通教具掌握数学知识与技能[1]。

通用设计是在最大限度的范围内，不分性别、年龄与能力，适合所有人方便使用的环境或产品的设计。盲校小学数学配套教具可以基于通用设计理念进行开发和研制，充分考虑视障儿童和明眼儿童的信息表征特点，从视障儿童运动觉与触觉等最优通道出发，为包含视障儿童在内的学龄儿童提供适合的数学学习辅助与支持。

一、视障儿童信息表征特点

具身认知理论认为，人类依赖身体感知世界，表征信息的方式是多模态的。[2]第一时间捕捉到外界信息的感知觉通道为最先通道，最适合表征事物相关属性的感知觉通道为最优通道。由于视觉功能障碍，视障儿童信息表征的最先通道和最优通道都发生了一定的变化，主要表现为信息表征的最先通道出现增强化和被动化的改变，而信息表征的最优通道出现代偿化和片断化的变化。

视障儿童的听觉或皮肤觉等感知觉通道成为其认知世界的最先通道，同时感知觉功能会明显增强。相较于明眼儿童在认知外在世界时的主观能动性，视障儿童难以主动地感知外在世界，只能更多地依赖他人为其呈现外部信息，因而表现出较强的被动性。

在认识世界的过程中，视障儿童会通过其他感知觉通道直接或间接地替代弥补视觉功能的缺失，出现最优通道代偿化现象。同时，最优通道还会出现片断化现象，主要表现为感知觉的组织性不强和统合性不足：在感知外界信息时，尽管视障儿童会对这些信息进行主观选择与处理，但信息组织的过程不够系统，且逻辑性不强；由于缺乏视觉功能的统合作用，尽管视障儿童在认识外界事物的时候能根据感知对象的特点进行信息整合，但更多地表现为感觉信息的机械相加，不易将之感知为具有一定结构的整体。

二、盲校小学数学配套教具通用设计的特征

通用设计的主要特征包括：包容性、便利性、自立性、选择性、经济性和舒适性[3]。依据通用设计的基本特征，为了充分体现盲校小学数学配套教具的功能性和适应性，其通用设计至少应包括包容性、便利性、自立性、舒适性等特征。

其一，包容性。充分考虑视觉多重障碍儿童、全盲儿童、低视力儿童和明眼儿童信息表征的特点与数学学习需求，为数学基本知识与基本技能的学习提供可视化、可触摸化、可操作化的便利。教具设计不仅要满足明眼儿童的数学学习需求，也要满足视障儿童的数学学习需求，并针对不同类型的视障儿童采取不同的设计。视觉多重障碍儿童是以视觉障碍为主要功能性障碍，且伴随轻度智力障碍、孤独症或多动症等其他障碍的儿童，在盲校中占比最小。盲校小学数学配套教具的通用设计应将视觉多重障碍儿童作为金字塔最上层的设计对象，在考虑有人在旁协助参与数学学习活动的基础上设计适合他们的教具。对于全盲儿童，数学教具的通用设计既要注重视觉环境的塑造，尽可能利用他们的剩余视力，也要更多地利用皮肤觉和运动觉等感觉通道，设计方便全盲儿童触摸和操作的教具。相较于全盲儿童，低视力儿童本身的视觉功能要强很多；然而相较于明眼儿童，低视力儿童的视觉功能则弱不少。数学教具的通用设计既要从低视力儿童的视物需求出发，又不能对明眼儿童的视觉认知造成干扰。

其二，便利性。数学教具的通用设计应以所有儿童的运动觉为最优通道，将视觉性的数学教具重新设计成操作性的教具，以方便各种类型儿童使用。同时，应充分考虑全盲儿童皮肤觉的感知优势、低视力儿童残余视觉的感知优势、明眼儿童多感官的感知优势，把数学教具设计成易识别、可操作的通用教具。

其三，自立性。数学教具的通用设计应充分考虑视觉多重障碍儿童、全盲儿童、低视力儿童及明眼儿童群体内和群体间的差异，尊重他们的身心特点和认知需求，通过通用设计帮助他们利用运动觉、皮肤觉和视觉等最优通道提高自身机能，独立地适应并克服数学学习中的种种困难。

其四，舒适性。数学教具的通用设计需要从不同类型儿童信息表征的最优通道出发，从教具的重量、形态、光滑度、色彩等方面进行舒适性的考量，达到便利的操作效果、平滑的触觉效果和对比度和谐的视觉效果，满足不同类型儿童的感知觉需求。如在教具颜色的搭配上，需要使教具各部件间的色彩差异明显，以保证低视力儿童可以清晰地辨认，又不能使色彩过分强烈，以致影响明眼儿童的使用。同时，还需要从使用上满足不同类型儿童的适应性和可操作性。

三、盲校小学数学配套教具通用设计的类型

盲校小学数学配套教具通用设计一要遵循一致性原则，尽量把最优通道作为最先通道来呈现学习材料，以减少视障儿童的认知负荷，提升学习效果；二要遵循补偿性原则，在将一种感知觉通道作为最优通道的同时，将另一种感知觉通道作为学习该信息的次优通道；三要遵循统合性原则，帮助视障儿童充分地从视觉、皮肤觉、嗅觉等多种通道来表征事物的信息，尽量形成一个统合的整体。

盲校小学数学配套教具通用设计的目标为针对视障儿童在数与运算、空间与图形以及统计与概率学习中存在的问题，通过数学教具操作环境的改造、标识信息的创设、数学知识和技能的表征等，设计演示类、操作类、计算类和制图类的配套教具，最大限度地满足视障儿童的数学学习需求。

（一）演示类教具

在盲校小学数学“数与代数”的教学中，视障儿童由于缺乏日常生活体验，在借助生活经验理解并建构数学概念和原理时会遇到各种困难。盲校可以设计10以内数的组成学习器、万以内数的认识学习器、分数学习器和小数学习器等演示类教具，帮助视障儿童理解并建构数的概念。同时，还可以设计100以内数的运算器、分数演算器和图形面积推理器等教具，帮助视障儿童学习并掌握算式计算原理和图形大小推演的基本原理。

（二）操作类教具

针对盲校小学数学“统计与概率”教学中测量工具、统计图表用具的匮乏，盲校可以基于视障儿童的运动觉通道设计盲用量角器、盲用卷尺、统计表操作器、条形统计图学习器、折线统计图学习器和扇形统计图学习器等操作类教具，帮助视障儿童实现对基本数据的测量、统计、推理和分析。

（三）计算类教具

尽管同普通儿童一样，视障儿童也可以借助盲文写字板和写字笔进行书写。但有所不同的是：普通儿童可以借助书写完成算式的演算，而视障儿童所使用的书写工具需要将盲文纸夹在盲文写字板面板和底板之间，书写出来的数学算式不能即写即摸，因而不能帮助视障儿童进行数学算式的演算。因此，在盲校小学数学“数的运算”教学中，盲校需要根据不同数学运算的算法设计相应的演算器，以表征数学运算的逻辑顺序和过程，方便视障儿童通过触觉和运动觉的操作来理解并掌握数学运算的算法。

（四）制图类教具

《盲校义务教育数学课程标准（2016年版）》要求视障儿童借助自制的教具学会绘制基本的图形，以发展空间观念和几何直观意识。鉴于盲校小学数学尚无配套的数学制图类教具，盲校需要在“图形与几何”的教学中整合普通教具与盲用教具的功能，制作可供视障儿童操作的直观制图教具，以满足视障儿童独立绘制图形的学习需求。此类教具包括图形绘制仪、角的绘制仪、线段图制图器、统计表制表器、折线统计图制图器和扇形统计图制图器等。

深圳元平特殊教育学校基于通用设计理念，从视障儿童信息表征的最优通道出发，针对其在数与运算、空间与图形以及统计与概率等学习内容中存在的学习问题，设计了演示类、操作类、计算类和制图类数学配套教具近百件，满足了视觉多重障碍儿童、全盲儿童、低视力儿童及明眼儿童等不同类型学龄儿童的数学学习需求。教具在推广与应用的过程中，得到了北京盲校、南京盲校、武汉盲校、扬州特殊教育学校等全国20多所特殊教育学校和深圳部分普通学校的大力支持，广泛地应用于各地各类儿童的数学学习中，收到积极的反馈，为盲校小学数学配套教具的继续研制提供了坚实的实践基础。