触觉凸图在视障人群教学中的应用探索

张显 张琳

[摘要]触觉凸图是针对视障者的特点，将平面图形做成可触摸的突出于纸张表面的凸起图形。将触觉凸图运用在教学中，能有效解决盲生在学习中难以感知和理解的问题，提高其学习效率。通过对目前常用的4种触觉凸图的制作方式及其特点进行分析，对触觉凸图在视障教学中的有效应用进行了探索。

[关键词]触觉凸图;视障人群;盲生;制作;应用

[中图分类号]G 761[文献标志码]A[文章编号]1005-0310（2019）03-0049-06

Abstract： Convex tactile graphics are designed based on the visual impaired people’s special needs， which transform flat graphics into touchable and convex graphics. Applying convex tactile graphics in the teaching process helps blind students to recognize and understand knowledge more efficiently. By analyzing the production process and the properties of four common types of convex tactile graphics， we explored the effective use of convex tactile graphics in teaching for visual impaired people.

Keywords： Convex tactile graphics; Visual impaired people; Blind student; Production; Application

触觉凸图也称盲图、盲用触摸图，它是根据教学需求，针对视障者的特点，将平面图形做成相应的可触摸的突出于纸张表面的凸起图形。触觉凸图在视障教育中是重要的辅助教具，它对盲人认识事物、理解事物、能力培养和情景构建的作用不可忽视。但长期以来，针对制图技术的选择、触觉凸图信息传达的准确性、触觉凸图如何在教学中使用等问题的研究还较少。本文对4种主要不同类型触觉凸图的制作特点进行分析，从而对不同图形图像信息与触觉信息传达之间的关系进行探讨，为触觉凸图在教学中的有效使用提供思路。

1触觉凸图在盲生教学中的作用

感觉是对事物个别属性和特性的认识，而知觉是对事物的整体及其联系与关系的认识。认知指人们获得知识或应用知识的过程，或信息加工的过程，是人的最基本的心理过程，该过程开始于感觉与知觉[1]。视觉是人类认知来源中最大的信息源，有学者研究证明其可占到信息来源的60%～80%。盲人由于视力障碍，难以通过视觉准确获取外界信息，需要通过其他感知觉来补偿本该由视觉获取的信息，触觉就是他们感知补偿的一种重要方法。

触觉是肤觉的一种，其感受器呈点状分布于全身，最敏感的部分包括指尖和手掌。触觉在盲人认知中起到了非常重要的作用，俄国著名生理学家谢切诺夫认为原则上用触觉感知物体与视觉没有什么差别，眼睛观察物体时所做的运动与手所做的运动是相似的[2]。虽然，一些信息如“颜色、亮度、透视仅属于视觉，触觉在这些方面没有补偿作用”[3]。但是，通过触觉，可以感知物体的质地、形状、大小、温度及软硬程度等信息，随着经验的积累，盲人还可以从中获取到物体（如文字、抽象图形等）所传达的更多信息。特别是全盲者常常“以手代目”，触觉就成了他们需要的近距离感觉[2]。

图像生动直观，承载了大量而丰富的信息，在人类获取的视觉信息中，约有60%～70%的信息是以图形图像的方式来呈现的。虽然图像中的一些信息如颜色、远近、深浅、层次等，在触觉凸图中很难表达出来，但触觉凸图仍然可以成为帮助盲生理解信息，培养其观察、联系、理解和逻辑推理能力，发展空间观念的重要工具。触觉凸图可以帮助他们理解仅靠文字难以表述的学习内容，从而提升他们的认知能力。将触觉凸图运用在教学中，则能有效提高课堂教学效率。

2常用触觉凸图的分类及其表现特点

目前国内常用的触觉凸图主要包括4种类型：Tiger触觉凸图、热塑触觉凸图、热敏触觉凸图和丝网印刷触觉凸图，4种类型的觸觉凸图的制作技术不同，所表达的触觉图像的信息也有所不同。

2.1Tiger触觉凸图

Tiger触觉凸图（图1）是通过View Plus制图软件对图形及符号进行编辑，以类似于盲文点的凸点表现图形轮廓及主要特征，再用特定打印机在盲纸上打印而成的。其优点在于制作速度快、制作成本较低、使用时手感较好，对于水平、垂直以及45°角直线表现的效果非常理想。其缺点在于制作曲线时容易形成孤立的断点，造成梯度断层直线，特别是对不规则曲线的连续平滑弧度效果较差[4]。因此，Tiger触觉凸图不适宜制作复杂图形、不规则图形。

2.2热塑触觉凸图

热塑触觉凸图（图2）是将热塑机通电加热后产生高温，在高温的作用下使热塑纸软化变形，设定的时间结束后，排气泵将热塑纸与触觉图形模具之间的气体排空，使软化后的热塑纸完全吸附在模具上，开启机器后热塑纸温度降低而成型，即得到与模具上表面一致的触觉图形。这种制图的优点在于制作速度较快，图形与模具之间的相似度很高，制作的耗材价格比较低廉，图形不易变形、压平。本法对模具本身制作要求较高，模具制作精细度越高，图形的热塑效果就越好。其缺点在于，模具通常为手工制作，精细程度往往不足，另外由于热塑纸材料不吸汗，因此触摸时往往容易出现打滑现象，影响触摸的速度和效果[4]。因此，热塑触觉凸图不适宜制作线条图和大篇幅盲文读物。由于精细的模具需要单独开模制作，制作成本将大幅度上升，所以热塑触觉凸图不适合日常教学使用。

2.3热敏触觉凸图

热敏触觉凸图（图3）是将通过图片编辑软件处理的图形直接打印在专门的热敏纸上，再用热敏复印机加热制作而成的触觉图。目前也有可直接打印的热敏打印机问世。这种制图技术的优点在于无论图形是否规则，都能够完全真实地表达出来，通过调整打印图像的颜色深浅，还可以在一张图上形成高低不同的凸起。另外，它也可以支持一个区域的整体凸起形成图形面，而非仅是图形轮廓（图4）。这种方法制出的图形可以反复触摸，保存时间较长，但不能用尖利物品抠划，同时保存时应注意防潮和避免阳光直晒[4]。因此，热敏触觉凸图适于制作较为复杂的图形，特别是不规则图形，以及需要在同一图中通过点、线、面以及凸起的不同高度来表达丰富的内容;其缺点在于目前材料的价格比较贵，制作成本较高。

2.4丝网印刷触觉凸图

丝网印刷本身是一种传统的印刷方法，这种技术在触觉凸图的制作中表现出其独特的优势。用专门的发泡油墨印制触觉凸图，发泡后墨层厚度可达1 300 μm，从而表达出品质感丰富、立体感强的图形。同时，丝网印刷不仅可以单色印刷，还可以进行套色彩色印刷，制作出色彩、层次及触感分明的触觉凸图，制作的图谱耐光性强，不易磨损（图5）。但是这种方法需要专门的技术人员和设备进行制作，由于每种颜色需要进行一次制版，成本较高，更适合进行图谱的批量制作。

3触觉凸图在视障教学中有效应用的思考

虽然触觉图形制作技术能够将视觉图像原样翻制成触觉凸图，但这些图形是否符合盲生的触觉认知规律，能否真正对视觉障碍所带来的学习困难起到有效的弥补作用是值得探讨的。笔者在多年的触觉凸图制作和应用过程中，认为凸图能够在视障教学中发挥其应有的作用，需遵循以下几方面规律。

3.1制作内容需符合盲生的认知规律

不是所有的平面图像都适合制作成触觉凸图。普通人通过视觉很容易建立“实物—标本（模型）—图形”的认知规律，但仅仅通过触觉，这种规律却很难建立起来。如通过触觉实现“实物猫—玩具猫—平面猫图形”的认知联系，最终将触觉凸图上的猫的图形辨识出来，这无疑是非常困难的。因此需要对凸图的制作内容进行筛选，这也直接决定了凸图的使用效果。

首先，过多依靠颜色、层次、远近等形式传达信息的图像不适合制作成触觉凸图，如风景画、生理病理的镜下图等。其次，过于抽象的表达内容不适合制作成触觉凸图，如抽象派画、卡通形象等，如图6所示触觉图像，普通人在进行视觉观察时可以非常容易辨认出来，但是通过触觉却很难辨认。第三，图片应能够清楚、完整地表达相应的学习内容，如装置图、结构图和流程图等，重点突出，简洁明了，在编辑中剔除无关信息。

3.2触觉凸图的设计和使用应着力解决盲生学习中的难点

合理使用触觉凸图将有效解决盲生学习中难以感知和理解的问题，如“使用量筒准确测量液体体积”是初中化学实验仪器使用中的重要方法，然而由于盲生无法用触觉感知液体的水平面和凹面，所以在教学中，盲生在读取液体体积数据操作步骤时，无法理解为什么视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，更难以理解为什么俯视读数偏大而仰视读数偏小。但通过图7（量筒读数）所示的触觉凸图，进行直观、简明和形象地表达，就可以使盲生特别是全盲生理解液体凹液面的存在以及正确读取量筒内液体体积的方法。

此外，图表、图形认知记忆相对于大段文字来说具有明显的优势，也会影响到使用者思维体系的建立，在普通学生学习中经常使用。但是受到盲文书写、印刷的限制，这种方式以往在全盲学生中却使用的非常少。通过现代技术可以将血液凝固过程示意图、乙肝五项检查示意图制作成为触觉凸图，分别如图10、图11所示。通过这样“读图”的学习方式，可以使学生借助图表对所学知识进行组织和整理，形成特定的学习策略，从而提高学习效率。

3.3合理选择制图技术和图像编辑

选择何种技术进行触觉凸图的制作，是由教学中触觉凸图的使用目的来决定的。如果作为教材配套的图册，内容固定，短时期内不需要进行调整，建议使用丝网印刷技术制作，虽然价格昂贵，但制作而成的图谱可以反复使用，耐磨性较好，且大批量制作时可降低成本。如果是教学中日常使用，Tiger、热敏以及热塑制作技术则较为理想，这3种制图技术比较简单，教师个人可以根据教学中的需求随时进行制作，不受制作份数的限制。一般来说，图中内容主要为规则图形如直线、圆、正方形等时，推荐使用Tiger制图;有较多不规则线条的复杂图像时，推荐使用热敏制图技术;有较精细的实物模板时，可考虑使用热塑制图。

图像处理是触觉凸图制作中的关键环节，可通过Tiger、Photoshop、Easytactix、阳光盲文输入法等软件进行编辑。由于盲生一般使用左、右手食指和中指对触觉凸图进行触摸，无名指起辅助作用。如果盲图制作太大，他们可能摸不到图形全貌;如果盲图制作太小，他们又不容易区分细节。因此，将图像中需要表现的内容在一张A4大小的页面中进行有效呈现是编辑的重点。图像所呈现的信息内容要尽量简洁，特别是要突出其关键信息，将过于密集和重复的信息去除，避免无效信息的干扰，并在页面上将图像与盲文进行合理布局。如凸图为平面图形的转换，原始图片应尽可能选用像素较高且清晰的图片文件，像素不应低于800×600;若要达到更好效果，则像素最好达到1 024×768以上，图片中的线条应清晰连续，粗细度适合。图中不同的区域可采用点、直线、虚线以及图形凸起的高度来进行表示，但应以触觉可分辨为标准。

3.4触觉凸图的持续规范使用需要多方面合作

目前，触觉凸图的制作及应用中还存在许多问题，导致目前在视障教育过程中，触觉凸图的应用还属于零星的、个别化的状态，难以满足各学科教学所需。如何能够让触觉凸图在视障教学过程中发挥更好的作用，不仅需要加强对触觉认知规律的研究，并在此基础上建立凸图制作标准，还需要加强盲生“读”图能力的培养，这需要教育、心理、学科教学、材料工藝等多学科人员来进行研究。

基层单位特别是盲校、高等特殊教育院校是制作和使用触觉凸图的主要场所。制作触觉凸图需要教师深入研究教材，掌握盲生触摸认知的基本规律，筛选图形并掌握设计制作的基本方法，需要投入大量的精力。因此，有效制作和使用触觉凸图，不但需要教师的自主作用，还需要基层单位从政策及设备等方面提供支持。此外，如果能够搭建共享平台，完善触觉凸图制作数据库，利用现代化信息辅助技术实现触觉凸图资源共享，就可以减少浪费，提高触觉凸图的制作和使用效率。

4结束语

综上所述，触觉凸图在视障人群的教学中具有重要的意义。实践证明，只要为盲生提供合适的触觉凸图，培养他们形成正确的触摸识图方法，触觉凸图可以在其学习中成为重要的辅助工具，帮助盲生正确且快速理解仅凭文字难以表述的知识点，为教师的“教”和学生的“学”提供重要支持。同时，通过各种流程图及图表的触觉凸图的应用，可以使盲生对所学知识进行组织和整理，形成其特定的学习策略，提高学习效率。笔者建议应由国家的相关政府部门如残联、盲人协会牵头，组织研究机构如高等教育学校、特殊教育研究所等单位，综合多方面人员力量，对触觉凸图制作及应用的相关问题进行研究，制订触觉凸图制作规范和标准图例，建设基本素材库。除上述问题外，还应关注触觉凸图制作相关技术的开发，在降低成本的同时，使制作更为便捷，提高触觉凸图的使用率，使其在视障人群教学中起到更为重要的作用。

[参考文献]

[1]彭聃龄.普通心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2010：125.

[2]钱志亮.视力残疾儿童心理与教育[M].大连：辽宁师范大学出版社，2002：45，53.

[3]钟经华.视力残疾儿童教育学[M].北京：华夏出版社，2006：195.

[4]吴颖，金林.特殊教育学校的设施与专用仪器设备[M].北京：人民教育出版社，2009：175-177.

（责任编辑白丽媛）