感觉不错的数学为盲人学生创建学习资源

迄今为止，数学和科学盲文教科书都很昂贵，需要付出巨大的努力才能制作出来。一组研究人员开发了一种可轻松创建盲文教科书的方法，最初的重点是数学教科书。新的创作系统使该过程成为可能，该创作系统充当教科书格式的“通用翻译器”，并结合了将数学放入网页中的标准方法的增强功​​能。将新工作建立在既有系统的基础上，将确保盲文教科书的制作变得容易，便宜且普及。

马里兰州陶森大学(Towson University)的Emerita教授玛莎·西格尔(Martha Siegel)说：“这个项目是关于平等和平等获取知识的。西格尔遇到了一个盲人学生，他需要一本必修课的统计教材。这本书是有序的，但是花了六个月(和数千美元)来准备，这使学生的学习时间大大推迟了。Siegel和Al Maneki(已退休的NSA数学家)是国家盲人联合会的高级STEM顾问，并且自己是盲人，因此决定对此做些事情。

“鉴于当今可用的惊人技术，我们认为将现有工具组合成一个自动化流程很容易，” Alexei Kolesnikov说。托森大学Siegel的同事Kolesnikov于2018年夏季被招募加入该项目。流程的自动化是关键，因为目前盲文书籍是由熟练的技术人员从印刷版本改写而来，这涉及大量的时间和成本。转换单词很容易：盲文只是另一个字母。困难的部分是以非可视的方式传达本书的结构，转换数学公式以及转换图形和图表。

在数学研究所的帮助下，通过其在数学研究和数学教育界的联系，于2019年1月成立了解决该问题的合作。

国家科学基金会数学科学部高级顾问亨利·沃查尔说：“与视障学生一起工作的数学老师知道他们面临的独特挑战。” “通过开发一种自动的方法来创建盲文数学教科书，该项目使数学变得更加易于使用，从而推动了NSF扩大参与国家科学事业的目标。”

制作教科书的盲文版本时，要解决三个主要问题。首先是整体结构。一本典型的教科书使用视觉线索来指示章节，章节，标题和其他地标。在盲文中，所有字母均具有相同的大小和形状，因此这些结构元素均用特殊符号进行描述。其他关键问题是准确传达复杂的数学公式，并提供一种非可视的方式来表示图形和图表。

第一个问题是由华盛顿州普吉特海湾大学数学教授团队成员Rob Beezer开发的系统解决的。Beezer认为这项工作是他多年来追求的梦想的自然延伸。“我们正在开发一种用于编写教科书的系统，该系统可以自动生成印刷版本以及在线，EPUB，Jupyter和其他格式。我们的口头禅是一次编写，可以在任何地方阅读。” Beezer在其系统中将盲文添加为输出格式，称为PreTeXt。用PreTeXt编写了大约100本书，现在都可以将其全部转换为盲文了。

数学公式是使用Nemeth Braille Code表示的，该编码最初是由盲数学家Abraham Nemeth在1950年代开发的。该项目中的Nemeth Braille由MathJax制作，MathJax是用于在网页上显示数学公式的标准软件包。伯明翰大学计算机科学学院的团队成员Volker Sorge指出：“在让MathJax在Web上生成可访问的数学内容方面，我们取得了长足的进步，因此转换为盲文是这项工作的自然延伸。” Sorge是MathJax联盟的成员，并且是Speech Rule Engine的唯一开发者，该系统是Nemeth翻译的核心，并提供MathJax和其他在线工具中的辅助功能。

项目联合负责人Al Maneki评论说：“有些人误以为在线版本和屏幕阅读器消除了对盲文的需求。” 有远见的学习者需要花时间盯着公式，来回回望并比较不同的部分。以同样的方式，盲文公式可以使人触摸并比较各种作品。让计算机为您说出一个公式对盲人读者来说是不够的，比对有眼光的读者来说还绰绰有余。

对于视障学生而言，同时访问印刷的盲文和在线版本特别有用。

图形和图表仍然是非视觉表示的独特挑战。在触觉图形中没有许多使用颜色或线条粗细，阴影等来显示信息的常用工具。我们的手指尖的分辨率比我们的眼睛低得多，因此图像的大小必须更大(但仍适合页面)。图片中包含的标签必须转换为盲文并放置，以免干扰绘制的线条。显示三维形状的图表特别难以以触觉格式“读取”。正在进行的工作将使图像转换为触觉图形的过程自动化。

这项工作是创建高质量免费教科书的不断努力的一部分。除传统的PDF和印刷版本外，许多使用PreTeXt编写的教科书都可以免费获得高度互动的在线版本。将盲文作为自动生成的另一种格式，将使盲人学生也可以使用这些廉价的教科书。

该小组已开始与专业组织进行讨论，以将盲文输出内容纳入其出版物的制作系统中。

这项工作的细节将在2020年1月16日(星期四)在科罗拉多州丹佛市举行的联合数学会议上的三场谈话中宣布。

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