视障大学生计算机应用能力提升研究

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摘要:信息无障碍技术的发展提升了视障大学生的计算机应用能力。通过比较国内多种视障大学生语音考试系统、平台并总结特点，提出面向视障大学生提升其计算机应用能力的教育系统的构想。该系统不仅可对比学生答案与正确答案的文本内容，更可针对学生的计算机应用能力进行评价，记录视障大学生对办公软件的操作过程与数据库中存储的正确过程相比较，分析出该项操作的掌握情况并给出评价结果。

关键词:视障大学生;计算机;能力;提升

1问题的提出

计算机技术的飞速发展，使大量知识、信息、数据、技术通过计算机及其构成的网络不断传播，了解计算机知识、掌握计算机的操作技能成为当代大学生的必修课。随着信息无障碍技术的不断发展，残障人士的信息接受程度和水平仍然受到相关因素的制约，主要包括上网时间、地域、年收入、残障类型等。虽然高校可提供必要的软硬件环境，视障大学生可以不受上述因素制约，使用计算机获取信息，但是视障大学生的生理特点为视力方面的障碍，导致其获取的知识、信息受到制约，同时活动受限，这也使其产生严重的心理问题［1］。视障大学生需要阅读大量书籍拓展知识面、提高技能，这也会在心理上提供强大支撑，完善其心智发展，形成更为健全的人格。但是，视障大学生的书籍阅读相当有限，知识面比较窄。视障大学生想要获取知识和信息，只能以触摸或听读的方式，接触到有限的信息。对于未曾翻译成盲文的书籍或非有声读物，则无法成为视障大学生的有效信息来源。计算机读屏软件的出现使此状况大为改观。视障大学生可以利用读屏软件进行屏幕内容听读，学习计算机知识，了解当前的机器状态，翻阅各个文件夹，浏览文件，进行科学计算，记录各种信息，进行文字处理，数据处理等。借助读屏软件，视障大学生可以与健全学生一样，实现信息的接收和处理，与社会完全地融合、同步。在教学实践中，我们发现同学们希望在课后继续借助读屏软件听读相关的计算机知识，然而，教师准备的知识素材数量少，而且不够系统，仅供随堂参考，无法供同学们反复学习。另外，在读屏软件的辅助下，通过开展办公软件教学实践，视障大学生初步掌握办公软件的操作技能，能够完成Word长文档排版、Excel表格规划与数据处理、PPT素材展示等复杂任务。虽然视障大学生能在读屏软件的辅助下完成操作，并且这些操作的结果一望便知，但是操作的过程教师无法考查，面向视障大学生的计算机基础知识的操作技巧无法实施考试。在平时的练习中，同学们也需要一种能够判定其操作正确与否的测试方法，对操作过程进行评价。

2相关工作

视障大学生语音考试系统是一个可以提供语音支持，并进行答案比对的考试系统，但这个系统缺乏学习功能，学生无法使用它对知识进行反复听读。同时，该系统提供的考试功能比较单一，仅能比较考生答案与正确答案的区别，而无法对考生操作计算机的方法正确与否进行评价。视障学生练习与考试系统是一个能够自动进行练习和考试，并评判学生的答案正确与否的系统。该系统以听觉作为输入方式，同时使用相当多的快捷键以方便学生应用，批阅准确率高，使教师能够迅速了解视障学生的考试与学习情况。但该系统仅能进行答案的对比，无法对学生的电脑操作过程进行评判。视障人员考试平台［2］也是一个广受好评的面向视障学生开发的考试平台，该平台的操作方式和系统功能都能在一定程度上满足视障人群的不同需求，但是该平台仍然是基于答案的文字对比进行评分的，无法对计算机课程大量的实际操作进行评判。

3总体设计

面向视障大学生的计算机基础教育十分必要。计算机基础教育的目的是能够熟练使用读屏软件，并能利用读屏软件进行各种基本的计算机操作。对此，结合教学工作实际，我们进行了相关研究，构建了视障大学生计算机应用能力提升教育系统，并在研究与教学实践中，总结出有针对性的教学方法和比较规范的教学内容。本系统的基础功能是介绍计算机系统概述、微型计算机的硬件组成、计算机中的信息表示、计算机病毒与网络安全等内容，这些知识为课程基础。进一步引导学生熟悉键盘的布局、掌握键盘的基本操作和正确指法、掌握中英文输入方法，了解操作系统的概念、熟悉Windows基本操作。我们设计了“视障大学生计算机应用能力提升教育系统”，该系统将在读屏软件的辅助下划分为学习子系统和考试子系统，提供学习和测试两种功能。视障大学生登录系统后，可选择使用不同功能进入学习子系统或考试子系统，完成相应的学习任务或考试任务，结束后可退出系统。如图1所示。图1系统设计图在“系统登录”模块，用户应根据语音提示，输入用户名和密码，正确即可进入系统，选择所需子系统。若用户选择了“学习子系统”，则将进入知识学习系统。该系统包括知识输入模块、知识选择模块、知识处理模块、知识输出模块。主要根据用户的选择(输入相应关键字)，进行知识处理后(对关键字进行逻辑运算)选择相应章节，以语音方式进行知识输出。完成学习后，语音提示所学章节，并提示学习效果。若用户选择了“考试子系统”，则将进入考试与测试系统。该系统包括题目选择模块、数据库模块、答案比对模块、成绩输出模块。主要功能是借助读屏软件对相关题目进行语音输出，并将用户的输入与数据库中存储的答案进行比对，作为分数的判定依据，最终输出成绩(或存入数据库)。在答案比对模块中，共设置4种题型的答案比对，包括单选题、多选题、填空题、操作题。其中，单选题、多选题、填空题的答案比对较为简单，直接对比正确与否即可。操作题则需要同学们完成相应操作后，系统将鼠标点击痕迹、办公软件设置状态与数据库中所存储的正确设置比对后进行评分。考试完成后，语音提示考试成绩。

4详细设计

4．1学习子系统。4．1．1知识输入模块。“知识输入模块”主要功能是实现知识数据的输入、存储、归纳、一致性管理。此模块面向系统管理者即教师。具体来说，外界的任何信息都可以作为本系统的知识输入。但由于本系统是用于面向视障大学生的计算机基础知识学习和考试系统，所以，应选取计算机基础知识作为主要内容，建设该知识输入模块。在现有的教学模式下，教师在课堂上讲授相关知识，但由于视障大学生阅读书籍有一定障碍，所以会把所传授内容整理为电子版拷贝给学生，学生借助读屏软件听读相应内容。在“知识输入模块”中，应选择合适的教学内容以文字的形式录入系统，主要包括计算机系统概述、微型计算机的硬件组成、计算机中的信息表示、计算机病毒与网络安全等内容［3］。知识输入模块的工作流程设计为:系统管理者挑选适合自学的计算机基础知识内容，修改、整理后，将这些内容通过知识输入模块录入。录入方式分两种:手动录入、按照模板整理成文档后批量录入。内容录入后，数据的一致性和相关性管理就开始了。系统管理者(教师)可运用一致性和相关性核查工具，对录入内容进行检查，并为其添加附加文件，如声音或视频文件等。最后，需要确认是否提交，提交后内容不可更改。如需更改，这部分内容将会被锁定，待更改完成，可重新提交。考虑到该模块的内容涉及数据的输入，同时由于需进行数据的存储，判断和管理所存储数据的相关性和一致性等，也需要较多的数据库操作，故采用SQL语言编制。4．1．2知识选择模块。知识选择模块面向视障大学生，学生们需按要求借助读屏软件输入想要学习的章节。输入的方式包括按照章节全名查找须听读的内容、按照章节名称中所包含的关键字查找须听读的内容、按照章节概要中包含的关键字查找需听读的内容、按照章节内容中包含的关键字查找需听读的内容等。根据视障大学生输入的章节名称或其内容中包含的关键字，知识选择模块将进行各种类型的数据搜索。其中“按照章节全名查找须听读的内容”仅仅是简单的比对即可，“按照章节名称中所包含的关键字查找须听读的内容”、“按照章节概要中包含的关键字查找需听读的内容”以及“按照章节内容中包含的关键字查找需听读的内容”则需要进行文本的深度搜索，应使用相关的数据搜索语言，按照搜索表达式对关键字进行组合后，以其出现频率进行排序，随后由用户(视障大学生)选择须听读的章节。知识选择模块的基础是知识输入模块，由教师通过知识输入模块进行知识输入，同时确认好章节。可以看出，知识选择模块主要实现数据搜索的功能，不仅需要调用数据库的简单搜索功能，也需要依赖数据搜索技术的支持。4．1．3知识处理模块。在知识处理模块中，借助SQL等数据库管理软件把已搜索出的语句、段落、章节再一次进行数据规范化操作，随后进行数据的归纳、整理、集成。知识选择模块的输出将作为知识处理模块的输入。也就是说，搜索结果以语句、段落、章节的形式，输入知识处理模块，进一步进行数据库的相关性和一致性处理。虽然在前一模块已经对数据实施了相关性和一致性处理，但所做的操作仅限于当前章节，当所有的搜索已完成，则需要考察全部搜索结果，此时不同的章节间可能产生大量的数据冲突、数据不一致情况，需重新计算其相关性和一致性问题。知识处理模块的功能中，“数据归纳”指合并多个相似数据，并保证合并后的数据可以再次展开;“数据整理”指筛选掉相关度较低的数据，展示相关度高的数据;“数据集成”指将散乱的数据整理成规整的结论。这几种操作都将由系统管理员(教师)在SQL的辅助下完成。4．1．4知识输出模块。知识输出模块主要承担学习子系统面向用户的输出功能。它的主要输出内容是经过知识处理模块集成、整理后的内容，包括语句、段落或具体的章节。在知识处理模块中，这些文字都已经过数据相关性和一致性处理，是相应知识数据库的合法输出。但是这些语句、段落或具体的章节不应直接输出，需要按照用户(视障大学生)的要求进行筛选、分组浏览、设置浏览方式，并排序后输出。其中，筛选方式可以选择按章节筛选、按关键字筛选、按相关性筛选等。分组浏览方式包括按主题分组、按理论层次分组等。设置浏览方式包括以列表方式浏览、以摘要方式浏览等。排序方式包括按照相关度排序、按照内容年代排序、按搜索次数排序等。该模块输出信息的对象是视障大学生，由于存在视力障碍，所以信息和知识的呈现应是音频的方式，此时可借助读屏软件进行从文本到音频的转换。由于需要进行知识的筛选、分组、排序，均需借助数据库的管理功能，拟采用SQL实现上述功能。而数据的浏览方式的设置则涉及UI界面的设置，将使用基于图形界面的开发语言。此外，该语言还应能提供与当前流行的大型数据库相匹配的接口，适合此功能的语言有很多，计划使用PowerBuilder。4．2考试子系统。考试子系统的主要功能将设计为能进行学生自主测试和由教师设定的平时考试、期中考试、期末考试。进行学生自主测试时，由学生自己决定测试章节。而进行由教师设定的平时考试、期中考试、期末考试时，先由系统管理员抽取题目、设置时间等，考试开始后，则由视障大学生听读考试题目、要求，并在读屏软件的辅助下进行相应的操作和文字录入。这两种功能都需要使用考试子系统中的所有模块:数据库模块、题目选择模块、答案比对模块、成绩输出模块。在学生自主测试时，将由视障大学生在读屏软件的辅助下选择想要测试的章节，生成试卷后，学生答题(包括以操作方式答题)、系统进行评卷、听读答案解析。在进行由教师设定考试时，将由教师抽取题目并生成试卷，组织考试，再由视障大学生答题后系统评卷。4．2．1数据库模块。数据库模块的主要功能是存储题目。题目由系统管理者(教师)预先按照章节有级别地录入系统。题目作为数据库中的数据，它的相关性和一致性将第7期庄天舒:视障大学生计算机应用能力提升教学系统的设计会被关注。需注意的是，系统管理员(教师)要防止更新的丢失、相关性的不确定性、幻想读屏等情况的发生，并且要对不一致的情况进行分析。学生自主测试和由教师设定的考试都需要调用数据库模块。在学生自主测试时，学生可在数据库中找到拟测试的章节，并在相应章节中抽取一定数量的题目进行测试，系统评分后输出成绩。在进行由教师设定考试时，将由教师抽取相应章节的题目，实施考试。4．2．2题目选择模块。题目选择模块的主要功能是按照用户的不同需求选择题目、生成试卷、实施考试。题目选择模块具备两种功能:一是在进行学生自主测试时，视障大学生在读屏软件的辅助下，进入题目选择模块，选择拟测试的章节，设定需要测试的题目种类和数量，设定测试时间后进入测试;二是在进行由教师设定的考试时，由教师选择章节，并设置满分分数、随机组卷数量、试卷难易度。完成题目的选择后，就可以组织考试。此模块涉及数据的一致性，此功能由SQL语言实现。另外，在题目选择中需要使用若干策略，故使用java这种能够实现策略的网页编程语言实现。4．2．3答案比对模块。无论是学生自主测试还是由教师设定的考试，当测试完成后，学生提交试卷及文档，考试子系统将会调用答案比对模块进行答案的比对和成绩的计算。答案比对模块中，对不同的题型有不同的处理方式:对于单选题、填空题，只需要简单的答案比对即可，将学生提交的答案与数据库中的答案进行比较，计算正确率。简答题不应进行严格的答案比对，数据库中会在相应题目的答案中存储若干关键字，作为采分点。程序将会检索学生的答案，如找到对应关键字则该采分点得分。操作题，视障大学生借助读屏软件，听读题目要求，打开相关的办公软件，完成题目要求，如进行字体设置、段落设置、插入表格、图片、页眉和页脚、页面颜色等，操作完成后，提交完成设置的文档。答案比对模块将会对每个操作的痕迹进行检查。全部检查完成后，计算正确的操作数量，并计算该题最终得分。4．2．4成绩输出模块。成绩输出模块的主要功能是输出答案比对模块得出的成绩，需要结合读屏软件进行语音形式的播报。

参考文献:

［1］张悦歆，肖书恒．视障儿童心理健康研究述评［J］．中国特殊教育，2020(2):15－20．

［2］安俊英，等．视障人员考试平台的设计与开发［J］．中国特殊教育，2005(10):59－62．

［3］赵学军，等．大学第一门计算机课程的教学改革:计算机基础知识及应用课程分层教学的实践与体会［J］．计算机教育，2005(12):12－14．

作者:庄天舒 单位:长春大学