盲校小學數學配套教具的通用設計

沈光銀

在盲校小學數學學習中，視障兒童常常存在數學概念認識不透徹、數學規則理解不充分、數學技能應用不會變通等問題，特別需要適用的教具幫助他們掌握數學基本知識與基本技能。盲校小學數學配套教具是依據視障兒童認知特點，針對其在整個小學階段數學學習中遇到的各種困境而設計的，用于輔助開展教學活動、解決教學難題、提升教學效果的教學工具。目前，普校小學數學已經有成熟的配套教具，而盲校小學數學配套教具為數甚少，主要原因在于普通教具通常基于視覺通道發揮激發數學學習興趣、解釋數學概念、說明數學原理等功能，而視障兒童因視覺通道受阻，難以借助普通教具掌握數學知識與技能[1]。

通用設計是在最大限度的范圍內，不分性別、年齡與能力，適合所有人方便使用的環境或產品的設計。盲校小學數學配套教具可以基于通用設計理念進行開發和研制，充分考慮視障兒童和明眼兒童的信息表征特點，從視障兒童運動覺與觸覺等最優通道出發，為包含視障兒童在內的學齡兒童提供適合的數學學習輔助與支持。

一、視障兒童信息表征特點

具身認知理論認為，人類依賴身體感知世界，表征信息的方式是多模態的。[2]第一時間捕捉到外界信息的感知覺通道為最先通道，最適合表征事物相關屬性的感知覺通道為最優通道。由于視覺功能障礙，視障兒童信息表征的最先通道和最優通道都發生了一定的變化，主要表現為信息表征的最先通道出現增強化和被動化的改變，而信息表征的最優通道出現代償化和片斷化的變化。

視障兒童的聽覺或皮膚覺等感知覺通道成為其認知世界的最先通道，同時感知覺功能會明顯增強。相較于明眼兒童在認知外在世界時的主觀能動性，視障兒童難以主動地感知外在世界，只能更多地依賴他人為其呈現外部信息，因而表現出較強的被動性。

在認識世界的過程中，視障兒童會通過其他感知覺通道直接或間接地替代彌補視覺功能的缺失，出現最優通道代償化現象。同時，最優通道還會出現片斷化現象，主要表現為感知覺的組織性不強和統合性不足：在感知外界信息時，盡管視障兒童會對這些信息進行主觀選擇與處理，但信息組織的過程不夠系統，且邏輯性不強；由于缺乏視覺功能的統合作用，盡管視障兒童在認識外界事物的時候能根據感知對象的特點進行信息整合，但更多地表現為感覺信息的機械相加，不易將之感知為具有一定結構的整體。

二、盲校小學數學配套教具通用設計的特征

通用設計的主要特征包括：包容性、便利性、自立性、選擇性、經濟性和舒適性[3]。依據通用設計的基本特征，為了充分體現盲校小學數學配套教具的功能性和適應性，其通用設計至少應包括包容性、便利性、自立性、舒適性等特征。

其一，包容性。充分考慮視覺多重障礙兒童、全盲兒童、低視力兒童和明眼兒童信息表征的特點與數學學習需求，為數學基本知識與基本技能的學習提供可視化、可觸摸化、可操作化的便利。教具設計不僅要滿足明眼兒童的數學學習需求，也要滿足視障兒童的數學學習需求，并針對不同類型的視障兒童采取不同的設計。視覺多重障礙兒童是以視覺障礙為主要功能性障礙，且伴隨輕度智力障礙、孤獨癥或多動癥等其他障礙的兒童，在盲校中占比最小。盲校小學數學配套教具的通用設計應將視覺多重障礙兒童作為金字塔最上層的設計對象，在考慮有人在旁協助參與數學學習活動的基礎上設計適合他們的教具。對于全盲兒童，數學教具的通用設計既要注重視覺環境的塑造，盡可能利用他們的剩余視力，也要更多地利用皮膚覺和運動覺等感覺通道，設計方便全盲兒童觸摸和操作的教具。相較于全盲兒童，低視力兒童本身的視覺功能要強很多；然而相較于明眼兒童，低視力兒童的視覺功能則弱不少。數學教具的通用設計既要從低視力兒童的視物需求出發，又不能對明眼兒童的視覺認知造成干擾。

其二，便利性。數學教具的通用設計應以所有兒童的運動覺為最優通道，將視覺性的數學教具重新設計成操作性的教具，以方便各種類型兒童使用。同時，應充分考慮全盲兒童皮膚覺的感知優勢、低視力兒童殘余視覺的感知優勢、明眼兒童多感官的感知優勢，把數學教具設計成易識別、可操作的通用教具。

其三，自立性。數學教具的通用設計應充分考慮視覺多重障礙兒童、全盲兒童、低視力兒童及明眼兒童群體內和群體間的差異，尊重他們的身心特點和認知需求，通過通用設計幫助他們利用運動覺、皮膚覺和視覺等最優通道提高自身機能，獨立地適應并克服數學學習中的種種困難。

其四，舒適性。數學教具的通用設計需要從不同類型兒童信息表征的最優通道出發，從教具的重量、形態、光滑度、色彩等方面進行舒適性的考量，達到便利的操作效果、平滑的觸覺效果和對比度和諧的視覺效果，滿足不同類型兒童的感知覺需求。如在教具顏色的搭配上，需要使教具各部件間的色彩差異明顯，以保證低視力兒童可以清晰地辨認，又不能使色彩過分強烈，以致影響明眼兒童的使用。同時，還需要從使用上滿足不同類型兒童的適應性和可操作性。

三、盲校小學數學配套教具通用設計的類型

盲校小學數學配套教具通用設計一要遵循一致性原則，盡量把最優通道作為最先通道來呈現學習材料，以減少視障兒童的認知負荷，提升學習效果；二要遵循補償性原則，在將一種感知覺通道作為最優通道的同時，將另一種感知覺通道作為學習該信息的次優通道；三要遵循統合性原則，幫助視障兒童充分地從視覺、皮膚覺、嗅覺等多種通道來表征事物的信息，盡量形成一個統合的整體。

盲校小學數學配套教具通用設計的目標為針對視障兒童在數與運算、空間與圖形以及統計與概率學習中存在的問題，通過數學教具操作環境的改造、標識信息的創設、數學知識和技能的表征等，設計演示類、操作類、計算類和制圖類的配套教具，最大限度地滿足視障兒童的數學學習需求。

（一）演示類教具

在盲校小學數學“數與代數”的教學中，視障兒童由于缺乏日常生活體驗，在借助生活經驗理解并建構數學概念和原理時會遇到各種困難。盲校可以設計10以內數的組成學習器、萬以內數的認識學習器、分數學習器和小數學習器等演示類教具，幫助視障兒童理解并建構數的概念。同時，還可以設計100以內數的運算器、分數演算器和圖形面積推理器等教具，幫助視障兒童學習并掌握算式計算原理和圖形大小推演的基本原理。

（二）操作類教具

針對盲校小學數學“統計與概率”教學中測量工具、統計圖表用具的匱乏，盲校可以基于視障兒童的運動覺通道設計盲用量角器、盲用卷尺、統計表操作器、條形統計圖學習器、折線統計圖學習器和扇形統計圖學習器等操作類教具，幫助視障兒童實現對基本數據的測量、統計、推理和分析。

（三）計算類教具

盡管同普通兒童一樣，視障兒童也可以借助盲文寫字板和寫字筆進行書寫。但有所不同的是：普通兒童可以借助書寫完成算式的演算，而視障兒童所使用的書寫工具需要將盲文紙夾在盲文寫字板面板和底板之間，書寫出來的數學算式不能即寫即摸，因而不能幫助視障兒童進行數學算式的演算。因此，在盲校小學數學“數的運算”教學中，盲校需要根據不同數學運算的算法設計相應的演算器，以表征數學運算的邏輯順序和過程，方便視障兒童通過觸覺和運動覺的操作來理解并掌握數學運算的算法。

（四）制圖類教具

《盲校義務教育數學課程標準（2016年版）》要求視障兒童借助自制的教具學會繪制基本的圖形，以發展空間觀念和幾何直觀意識。鑒于盲校小學數學尚無配套的數學制圖類教具，盲校需要在“圖形與幾何”的教學中整合普通教具與盲用教具的功能，制作可供視障兒童操作的直觀制圖教具，以滿足視障兒童獨立繪制圖形的學習需求。此類教具包括圖形繪制儀、角的繪制儀、線段圖制圖器、統計表制表器、折線統計圖制圖器和扇形統計圖制圖器等。

深圳元平特殊教育學校基于通用設計理念，從視障兒童信息表征的最優通道出發，針對其在數與運算、空間與圖形以及統計與概率等學習內容中存在的學習問題，設計了演示類、操作類、計算類和制圖類數學配套教具近百件，滿足了視覺多重障礙兒童、全盲兒童、低視力兒童及明眼兒童等不同類型學齡兒童的數學學習需求。教具在推廣與應用的過程中，得到了北京盲校、南京盲校、武漢盲校、揚州特殊教育學校等全國20多所特殊教育學校和深圳部分普通學校的大力支持，廣泛地應用于各地各類兒童的數學學習中，收到積極的反饋，為盲校小學數學配套教具的繼續研制提供了堅實的實踐基礎。