基於MathML之有聲數學電子書研究

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(1)國立臺灣師範大學資訊工程研究所碩士論文指導教授：葉耀明博士基於 MathML 之有聲數學電子書研究 Research on MathML-based Mathematical Talking E-Books. 研究生：謝志忠撰中華民國 102 年 7. 月.

(2) 摘要近年來平板電腦及智慧型手機等行動裝置相當盛行，而蘋果公司在 iPad 產品上推出了一套可以閱讀電子書的軟體：iBooks，透過 iPad 的 iBooks 可以閱讀電子書籍，降低製作一本實體書籍所需的材料花費，而且 iBooks 個人書庫可以儲存多本電子書籍。在 iPad 上內建的語音報讀軟體 Voiceover，也適用於 iBooks，讓視障人士可以透過聽覺閱讀 iBooks 書櫃中所有喜愛的書籍。W3C(World Wide web Consortium)組織在 XML(eXtensible Markup Language)應用技術領域中，制定了 MathML (Mathematical Markup Language)和 SVG(Scalable Vector Graphics)，數學符號、公式和幾何圖形可以透過此套標準呈現出來。本研究實作了國中數學第一冊數學電子有聲書，數學公式與幾何圖形部分使用 MathML 和 SVG，其他圖片使用加上替代文字的方法，並使用 HTML5 做出問卷與評量的 widget。本研究主要探討 MathML 應用於供視障人士使用的數學有聲電子教材的優缺點和適用程度，比較 MathML 搭配 Voiceover 的報讀模式與一般明眼學生或是視障教師認為適合視障學生的念法的理解程度。在實驗方面，找了視障國中生、高中生與大學生做測試，分為實驗組和對照組，實驗組操作 iPad 直接填答資料問卷與數學評量；對照組聆聽課文報讀內容，直接以紙筆作答。研究視障生對 iPad 的操作流暢度、MathML 搭配 Voiceover 報讀模式理解程度。關鍵字：iBooks, Voiceover, MathML, SVG i.

(3) Abstract In recent years, tablet Personal Computers, smart phones and other mobile devices are quite popular. Apple Inc. launch a series of software that can read e-books: iBooks. We can read e-books through iBooks on iPad. It is reducing the materials which is needed to spend for a physical book. iBooks bookshelf can be stored many e-books. With an iPad we just like taking a large bookcase filled with books, and we don’t need to spend a lot of effort. You can reorder your books on your bookshelf or browse them in a list sorted by title, author, or category. VoiceOver is a screen reader built into Apple Inc.'s OS X and iPad operating systems. Voiceover also be used for e-book reading software, iBooks. The feature is designed to increase accessibility for blind and low-vision users. MathML is the XML standard for encoding mathematics. MathML has grown to become a general format for the exchange and communication of mathematics. SVG is a language for describing two-dimensional graphics applications and images. iBooks support MathML code and SVG code, and it can be used to make mathematical textbooks. This study research on the advantages and disadvantages of MathML applied on mathematical talking e-books. Keywords：iBooks, Voiceover, MathML, SVG. ii.

(4) 誌謝本篇論文的完成，首先感謝葉耀明教授，給了我很多的教導與協助，讓我的論文更加完整。感謝口試委員，王建立博士、張千惠教授在繁忙之中抽空來擔任評審委員，給予我一些建議和指正。感謝研究所的學長姊，冠緯、永倫、芝華、瀧濱、慶瑞、惠迪、孝倫、明憲，在我們剛進碩一的時候，帶領我們熟悉整個環境。感謝研究所的同學，書銘、哲維、禮衛、隘同、昱賢、皓中、文寬，陪伴我這兩年的實驗室生活，在我學業或論文有困難時伸出援手，還有彼此的提醒和鼓勵。感謝研究所的學弟妹，名甫、馨民、念學、奐均、聖儒、清晏，幫忙處理實驗室的雜務，還有協助計畫的進行。感謝我的家人，也感謝每一位幫助過我的朋友，給予我鼓勵與關懷，讓我能完成本篇論文。. iii.

(5) 目錄摘要 ......................................................................................................................................i Abstract .............................................................................................................................. ii 誌謝 ................................................................................................................................... iii 目錄 ....................................................................................................................................iv 圖目錄 ................................................................................................................................vi 第1章. 緒論 ................................................................................................................1. 1.1. 研究背景 ........................................................................................................1. 1.2. 研究動機與目的 ...........................................................................................2. 第2章. 文獻探討 ........................................................................................................3. 2.1. MathML .........................................................................................................3 2.1.1. Presentation MathML .......................................................................3. 2.1.2. Content MathML ...............................................................................5. 2.2. WAI-ARIA .....................................................................................................6. 2.3. WCAG 2.0 .....................................................................................................6. 2.4 2.5. iPad .................................................................................................................8 iBooks ............................................................................................................9. 2.6. Voiceover......................................................................................................10. 2.7 2.8. widget ........................................................................................................... 11 視障學生 ......................................................................................................12. 第3章. 系統設計 ......................................................................................................13. 3.1. iBooks 使用 .................................................................................................13. 3.2. iBooks 有聲電子書優勢 ............................................................................15. 3.3. 數學式子與圖片表達 .................................................................................16. 3.4. 國中數學課本視障學生與一般學生習慣念法比較 ...............................20. 3.5. 課文章節內容呈現 .....................................................................................23. 3.6. Voiceover 報讀 ............................................................................................34. 3.7. 3.6.1. VoiceOver 開啟與設定 ..................................................................34. 3.6.2. iPad VoiceOver 操作手勢 ..............................................................35. 3.6.3. MathML 使用 Voiceover 報讀唸法與一般非視障人士理想唸法. 比較. 38. 3.6.4. 報讀模式比較 .................................................................................42. 3.6.5. Voiceover 報讀中英對照 ...............................................................43. Widget ..........................................................................................................43 iv.

(6) 第4章. 研究方法 ......................................................................................................44. 4.1. 研究流程 ......................................................................................................44. 4.2. 受測對象 ......................................................................................................45. 4.3. 實驗程序 ......................................................................................................45 4.3.1. 實驗組 .............................................................................................45. 4.3.2. 對照組 .............................................................................................46. 4.4. 問卷和測驗設計 .........................................................................................47. 4.5. 實驗記錄與訪談分析 .................................................................................52 國中組 ..............................................................................................................52 高中組 ..............................................................................................................55 大學組 ..............................................................................................................60. 4.6. 調整此數學有聲教材 .................................................................................68. 第5章. 結論與未來展望 .........................................................................................71. 參考文獻 ...........................................................................................................................72 附錄 ...................................................................................................................................73 問卷 1：基本資料 ...................................................................................................73 問卷 2：負荷指數調查 ..........................................................................................75 問卷 3：系統使用情況與滿意程度調查 .............................................................76 測驗 1：式子與圖片理解程度 ..............................................................................77 測驗 2：練習題 .......................................................................................................78. v.

(7) 圖目錄圖 2.1 iPad 圖....................................................................................................8 圖 2.2 iBooks 圖 ...............................................................................................9 圖 2.3 Voiceover 圖 ........................................................................................10 圖 3.1 iBooks 電子書發送到行動裝置的方法 ...........................................13 圖 3.2 iBooks 個人書庫 .................................................................................14 圖 3.3 使用 MathML 呈現數學公式 ...........................................................16 圖 3.4 SVG 呈現數學幾何圖 ........................................................................17 圖 3.5 數學圖片加上輔助文字 ...................................................................17 圖 3.6 平行四邊形圖 ....................................................................................18 圖 3.7 線段圖 .................................................................................................19 圖 3.8 甲乙丙的所在位置線段圖 ...............................................................19 圖 3.9 國中數學課本電子書第一冊目錄 ...................................................23 圖 3.10 國中數學課本電子書第一章目錄 ..................................................24 圖 3.11 國中數學課本電子書第一節 .........................................................25 圖 3.12 國中數學課本電子書第四節 ..........................................................25 圖 3.13 國中數學課本電子書第二章目錄 ..................................................26 圖 3.14 國中數學課本電子書第二章內容截圖 .........................................27 圖 3.15 國中數學課本電子書第二章內容截..............................................27 圖 3.16 國中數學課本電子書第二章內容截圖 .........................................28 圖 3.17 國中數學課本電子書第二章內容截圖 .........................................28 圖 3.18 國中數學課本電子書第三章目錄 ..................................................29 圖 3.19 國中數學課本電子書第三章第二節..............................................30 圖 3.20 國中數學課本電子書第三章截圖 .................................................30 圖 3.21 Voice 快速開啟設定畫面 ................................................................35 圖 4.1 研究流程圖 ........................................................................................44 圖 4.2 基本資料調查問卷 ............................................................................48 圖 4.3 負荷指數調查問卷 ............................................................................48 圖 4.4 使用情況與滿意程度調查 ...............................................................49 圖 4.5 測驗練習題 ........................................................................................50 圖 4.6 數學課本電子書視障生測試版第一章 ..........................................51 圖 4.7 數學課本電子書視障生測試版第二章............................................51 圖 4.8 國中組測試情形 ................................................................................55 圖 4.9 柳同學作答完成後畫面 ...................................................................57 圖 4.10 長方形圖 ..........................................................................................59 圖 4.11 賴同學測試情形 ..............................................................................60 vi.

(8) 圖 4.12 呂同學問卷調查結果呈現 1 ..........................................................61 圖 4.13 呂同學問卷調查結果呈現 2 ..........................................................62 圖 4.14 呂同學問卷調查操作送出前 .........................................................62 圖 4.15 呂同學錯的題目 ..............................................................................63 圖 4.16 呂同學答題結果 ..............................................................................63 圖 4.17 呂同學手寫輸入情形......................................................................64 圖 4.18 呂同學作測驗題情形......................................................................65 圖 4.19 陳同學輸入情形 ..............................................................................67. vii.

(9) 第1章緒論 1.1 研究背景近年來行動裝置和手持設備相當的盛行，像是平板電腦及智慧型手機，很多人在日常生活中已經離不開它們，不需要仰賴笨重的桌上型電腦，就可以瀏覽網頁、即時通訊、觀看影片、聆聽音樂、閱讀小說或漫畫，使本來乏味的生活中更增添許多樂趣。行動裝置和手持設備的大廠，蘋果公司，推出了 iPad、iPhone 等，蔚為風潮的 3C 產品，而在 iPad 產品上推出了一套可以閱讀電子書的軟體：iBooks，透過 iPad 的 iBooks 閱讀電子書籍，可以降低製作一本實體書籍所需的材料花費，而且 iBooks 書庫可以儲存多本電子書籍，帶著一台 iPad 就像是帶著一整個裝滿書的大型書櫃，不需要耗費多少力氣，就可以隨時取閱自己想看的書籍。在 iPad 上內建有語音報讀軟體 Voiceover，具有語音提醒、朗讀網頁、朗讀螢幕項目、支援表格報讀、使用者自訂標籤報讀等等，而且也可用於電子書閱讀軟體 iBooks，讓電子書不只有明眼人可以閱讀，視障人士也可以透過 Voiceover，用聽覺彌補視覺障礙，享受 iBooks 書櫃中所有的書籍。 W3C(World Wide web Consortium)組織在 XML(eXtensible Markup Language) 應用技術領域中，制定了 MathML (Mathematical Markup Language)和 SVG(Scalable Vector Graphics)，MathML 是一種用來表示數學符號和公式的標記 1.

(10) 語言，數學符號和公式的結構整齊而且有邏輯關聯，SVG（Scalable Vector Graphics）可縮放向量圖形，用於描述二維向量圖形的一種圖形格式。iBooks 支援 MathML code 與 SVG code，可以用來製作數學相關教材，並搭配 Voiceover 發展出一套可供視障人士使用的數學相關教科書或是評量考卷。. 1.2. 研究動機與目的數學是國中義務教育中基礎且重要的一科，一般學生教材取得容易，有利於. 學習基礎數學，但對於視障學生而言，取得等質內容的教材製作不易且價格昂貴，學習數學相較之下卻是困難重重，複雜的公式和圖形難以想像和進一步理解，而且點字書的製作成本高，攜帶不便，造成教材較少，練習也少，可能會對數學科目興趣缺缺或是產生反感，如果能利用現在流行的電子書，在 iPad 上利用 iBooks 實作出國中數學課本教材，在圖形和公式方面利用 MathML、SVG，或是使用替代圖片加上輔助文字，搭配上語音報讀軟體 Voiceover 報讀全書，並找幾位全盲學習者試用，是否能正確且順暢操作，報讀方式能否正確理解，評估且找尋解決方案，希望可以讓視障人士更迅速且有效率地學習數學，可以透過實作出的電子書在課前預習、課後複習或是做評量習題，不需要透過明眼人的協助，提升他們學習數學的興趣和積極性。. 2.

(11) 第2章文獻探討 2.1 MathML 在資訊科技，數學公式是非常重要的元素，但是 HTML 卻不能支援數學公式，只好另外尋求解決方案，像是利用圖形方式來展現，這卻可能造成圖形資料量大，而且難以編輯公式內容，要在網路上呈現公式或編輯公式都有難度。 W3C(World Wide web Consortium)便於 1998 年 4 月提出數學公式的標記語言 MathML（Mathematical Markup Language），1.01 版於 1999 年 7 月公布，2.0 版於 2001 年 2 月公布，在 2010 年 10 月又公布了 3.0 版。 MathML 可分為兩種，Presentation MathML 和 Content MathML，分別具有呈現標籤（Presentation Tags）和內容標籤（Content Tags）兩大類，Presentation MathML 主要著重於如何呈現一個數學式子讓使用者閱讀；Content MathML 則著重於將公式以語意結構化的方式標註。. 2.1.1 Presentation MathML Presentation MathML 著重於呈現一個數學式子，Presentation MathML 標籤名字全部以 m 開頭，構建運算式的記號是一些更高的元素組合而成的，這些元素控制它們的呈現。沒有其他元素，只包含文字： . 變數：<mi>x</mi>. 3.

(12) . 運算符號：<mo>－</mo>. . 數字：<mn>5</mn>. . 文字：<mtext>non zero</mtext> 更高的元素，它們有包含其他元素：. . 水平的一列：<mrow>. . 上下標：<msup>、 <munderover>. . 分數：<mfrac>. . 方根：<msqrt> 和 <mroot>. . 括弧：<mfenced> 與 HTML 和 XML 一樣，有許多實體來指定特殊符號，例如π、. &RightArrow; 、⁢ 用於表示乘法運算中被省略的乘號。例如：. 的 Presentation MathML code：. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE math PUBLIC "-//W3C//DTD MathML 2.0//EN" "http://www.w3.org/Math/DTD/mathml2/mathml2.dtd"> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> <mi>a</mi> <mo>⁢</mo> <msup> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mo>⁢ </mo> 4.

(13) <mi>x</mi> <mo>+</mo> <mi>c</mi> </mrow> </math>. 2.1.2 Content MathML Content MathML 注重運算式的結構和語意，而不是呈現。Content MathML 是用<apply>元素來表示功能的具體應用。被應用的長子元素放在<apply>下，並且它的運算元或參數是剩下來的子元素， Content MathML 只有少許屬性。變數和數字之類的符號被單獨標記，就像 Presentation MathML 一樣，但是標籤是 ci 和 cn，運算符號表示具體的元素，數學語意可以從 MathML 中的符號中看出來，像是 times、power 等等。例如：運算式. 的 Content MathML code 表示成：. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE math PUBLIC "-//W3C//DTD MathML 2.0//EN" "http://www.w3.org/Math/DTD/mathml2/mathml2.dtd"> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <apply> <plus/> <apply> <times/> <ci>a</ci> <apply> <power/> <ci>x</ci> <cn>2</cn> </apply> </apply> <apply> 5.

(14) <times/> <ci>b</ci> <ci>x</ci> </apply> <ci>c</ci> </apply> </math>. 2.2 WAI-ARIA WAI-ARIA 是由無障礙全球資訊網建置推動組織(Web Accessibility Initiative, WAI) 所推動的無障礙豐富網際網路應用程式(Accessible Rich Internet Applications Suite, WAI-ARIA)，用於網路應用程式。 HTML5 從一開始就有考慮進去網頁無障礙的瀏覽，以確保每個標籤可依照 WAI-ARIA 做設定，WAI-ARIA 可讓 HTML5 標籤在各種平台的使用者都能瀏覽。. 2.3 WCAG 2.0 WCAG 2.0 (Web Content Accessibility Guidelines 2.0)使用網頁內容可及性規範無障礙規範 2.0 定義了如何讓身障人士能夠更方便用 web 內容的方法。 WCAG 2.0 各項規範由以下四項原則組織而成，為網頁內容供使用者使用所必要的基礎。任何人若想使用網頁，則網頁的內容一定要是： . 可感知：使用者介面元件一定要以使用者能夠察覺的方式來呈現。表示能讓使用者察覺呈現出來的資訊。. . 可操作：使用者介面元件和導覽功能一定要可以操作。表示使用者一定能夠 6.

(15) 操作介面。 . 可理解：資訊及使用者介面的操作一定要可以理解。表示使用者要能夠明白資訊及使用者介面的操作。. . 穩健性：內容一定要能夠被各種不同的使用者輔助工具來加以解釋。表示使用者一定要能取用內容。如果上述有任何一項沒有實現，身障人士將無法使用網頁。對於全盲者而言，一般使用螢幕報讀器輔助，能將螢幕上顯示的內容報讀出. 來，或是輸出到點字觸摸顯示器，因為無法使用滑鼠這樣的定位工具，所以會使用鍵盤上的按鍵快速地移動，而不是逐字瀏覽。在這種情況下，可能會遭遇下列的障礙： . 圖形沒有替代文字。. . 表格、表單沒有適當的文字說明。. . 影片沒有使用文字描述。. . 輸入表單的欄位沒有適當文字標籤。. . 介面上控制元件的功能只能用滑鼠啟動。內容為文字才能被螢幕報讀軟體念出以及不能用滑鼠，只能用鍵盤，無障礙. 的圖像加上替代說明設計如下：使用圖形的地方，要加上替代文字，例如圖形的 HTML 應加上 alt 屬性： <img src="image01.jpg" alt="輔助說明文字"> 7.

(16) 2.4 iPad. 圖 2.1 iPad 圖. iPad 是蘋果公司所生產的平板電腦，iPad 的操控模式不同於一般的電腦使用鍵盤，而是透過手指點擊或滑動螢幕的方式來操作，在 iPad 上瀏覽照片、閱讀書本，感覺不再像是冷冰冰的敲著鍵盤控制螢幕所呈現的東西，透過手指觸碰 iPad 觀賞相冊或是閱讀書本就像是真的用自己的手翻頁或拿取照片一樣真實， iPad 提供了與一般呆板地使用電腦不同的互動體驗，可以增添使用者閱讀學習的興趣。 iPad 體積輕薄便於攜帶，透過它可以隨時隨地閱讀書本、聆聽音樂、觀看影片、拍照留念等等，在閱讀學習方面，透過 iPad 可以更有效利用零碎時間，像是在等公車、等朋友或是課堂間的等候時間，都可以拿出 iPad 閱讀課程，而不 8.

(17) 用帶著一堆厚厚的書本或是去尋找可以使用電腦的地方，省時省力，讓使用者學習能減輕負擔。在 iPad 上的 App Store 提供了琳琅滿目的 App，各式各樣的 App 滿足了各種不同的需求，娛樂、音樂、飲食、商務、教育等等，都可以在 App Store 搜尋得到，而在教育方面，有許多 App 可以協助製作教材，像是用 iPhoto 整理編輯照片或圖片、用 Keynote 製作簡報、用 Pages 做報告或寫文件、用 Numbers 製作圖表或表格、用 iBooks 閱讀電子書籍或是 PDF 檔案，本研究主要會用到 iBooks 實作出一本圖文並茂、可翻閱，像是一本真的擺在書桌上的國中數學課本。. 2.5 iBooks. 圖 2.2 iBooks 圖. iBooks 是蘋果公司推出的一套專用於行動裝置上的電子書閱讀軟體。iBooks 最早於 2010 年與 iPad 一起發行，可支援 iPhone 或 iPod touch。從 App Store 下載 iBooks app，再將 iPhone、iPod touch 或 iPad 的書庫載入來自 iBookstore 的書籍。就可以利用它們在平時很少會帶書本去的地方。隨意從書庫選取一本，立即享受閱讀之趣。. 9.

(18) 用 iPhone、iPod touch 或 iPad 閱讀，就像真的讀著一本書。然而，一旦開始閱讀，會發覺它可不僅止於此。可滑動手指從序言到結語逐頁翻閱，或是以垂直捲視方式來連續閱讀全文。可以一次讀一頁，或將裝置轉為橫向，以跨頁方式同時看到兩頁。點一下即可進入全螢幕模式，或以黑底白字的夜間模式來閱讀。甚至能變更文字大小及字體，來改變大多數書籍的樣貌。利用 iBooks 管理書架的藏書，讓書架有條不紊。還能將 PDF 的檔案收納其中。若有人以電子郵件傳送 PDF 檔，也可在 iBooks 中開啓，或是以 iTunes 將 PDF 同步到你的 Mac 或 PC 上。然後再前往你的書架，點擊即可開啓。. 2.6 Voiceover. 圖 2.3 Voiceover 圖. Voiceover 是蘋果公司在 2009 年推出的語音輔助程式，內建於 MAC OS X，目前支援英文、中文、捷克文、丹麥文、荷蘭文、芬蘭文、法文、德文、希臘文、義大利文、日文、韓文、挪威文、波蘭文、葡萄牙文、俄文、西班牙文、瑞典文、土耳其文等十九種語言。透過 Voiceover 螢幕報讀軟體，視障人士可以用聆聽的方式，了解螢幕中所有的項目與正在進行的動作。在 iPhone、iPad、iPod 等蘋果產品都有內建 Voiceover，不需要額外購買下 10.

(19) 載，本研究在視障人士輔助使用功能方面，主要在 iPad 上運行，Voiceover 操作簡單，不需要花時間背指令或是快捷鍵，只要簡單輕鬆地用手指滑動或點擊，就可以控制 Voiceover 報讀想聽的項目，透過手指碰觸一下可以讀出該位置有什麼項目，點擊兩下可以開啟該物件項目，視障人士看不到想要的項目，可以透過手指的左右滑動，讓螢幕上的項目逐一往上或是往下報讀，彌補視覺上的障礙。 Voiceover 還會發出語音通知現在 iPad 設備上的資訊，像是螢幕變暗、螢幕已鎖定、螢幕更改為直向或橫向，視障人士也可以掌握 iPad 的即時狀況。. 2.7 widget iBooks Author 提供了多種可供利用的 widget，可讓製作的電子書增添更多互動的效果。Widget 的類型包含： . 圖庫：可以加入想插入的圖片，讓電子書更加的圖文並茂。. . 媒體：可以加入想在電子書內播放的影片或音樂。. . 測驗：可以加入讓使用者互動的多重選擇選單。. . Keynote：可以加入簡報。. . 互動影像：可以讓影像更增添互動效果，點擊影像特定部分會跳出說明框或是以放大縮小方式，讓使用者更易於一目了然。. . 3D：加入可以旋轉的 3D COLLADA（.dae）檔案。. . HTML：可以加入 Dashboard widget（.wdgt）檔案。. 11.

(20) 2.8 視障學生視障學生（視覺障礙學生），是根據「身心障礙及資賦優異學生鑑定原則鑑定標準」：『視覺障礙是指依萬國視力表所測定的優眼最佳矯正視力值未達 0.3，或視野在 20 度以內者。』依程度又分為「弱視」與「全盲」二種： 1.. 弱視：最佳矯正視力測定值在 0.03 以上未滿 0.3，或視野在 20 度以內者。弱視者因為視覺尚未完全喪失，只要經由適當的輔助，像是使用放大字的體課本或是視覺輔助器材，仍然可以繼續學習。. 2.. 全盲：最佳矯正視力測定值未滿 0.03 者。全盲者因為無法依靠視覺來接受外在事物資訊，所以必須仰賴其他感官。. 12.

(21) 第3章系統設計本研究主要探討 MathML 應用於可以給視障人士使用的數學有聲電子教材的優缺點和適用程度，還有盲人是否能習慣且順暢的操作本系統，是否理解系統所報讀的內容，或是需要額外的教學讓視障人士能正確操作本系統，並了解本系統報讀模式，再思考還能加入哪些額外的 widget 功能或是整合到其他系統，讓本系統更加充實、讓盲人會想要透過本系統來學習數學。. 3.1 iBooks 使用. 透過預覽功能，將電子書同步到個人行動裝置. 使用Mac製作 iBooks電子書. 將電子書發佈到 iBookStore. 透過e-mail傳送iBooks格式電子書. 購買或下載到行動裝置. 使用行動裝置開啟閱讀. 圖 3.1 iBooks 電子書發送到行動裝置的方法. 本系統主要使用 iBooks author 軟體將康軒版國中數學課本電子書第一冊編. 13.

(22) 輯實作出來，iBooks 是一套專門用於行動裝置的電子書閱讀軟體，可以將製作出的電子書同步到個人行動裝置中的 iBooks書櫃或上傳到 iBookStore 或是用 e-mail 傳送 iBooks 格式的電子書，也可以隨時從 iBooks 個人書庫點擊選取自己想閱讀的電子書或是透過 iBookStore 購買下載。. 圖 3.2 iBooks 個人書庫. 在視障人士使用電子書所需要的有聲輔助方面，iBooks 軟體可以支援 MAC OS 專用的螢幕報讀軟體 Voiceover，透過 Voiceover 報讀電子書內容、操作控制項目及其他相關資訊，讓盲人能用聽覺代替視覺流暢地操作本系統並了解電子書的內容。數學課本中較難讓盲人理解的數學式子部分，iBooks 2.0 支援使用 MathML 語法來編輯數學表示式。數學課本的自我評量部分也可以利用 iBooks 支援的 14.

(23) widget 實作出互動式選擇題測驗。. 3.2 iBooks 有聲電子書優勢視障人士閱讀學習的媒介有很多種，像是點字書、放大字體書、人聲錄製有聲書、數位電子有聲書。以下是這四種方式的分析：點字書方面僅有音，無法完全取代中文讀本，且會有同音字或同音詞的問題，以點字特殊符號組成數學公式，視障生在學習上需要另建立一套符號公式體系，許多教科書往往省略了較複雜的圖形或公式，造成無法與一般明眼學生學習到到等質的量，而且點字書製作過程繁複又很花時間，產出的點字書體積龐大不易攜帶，逐頁摸讀也很難找到想要閱讀的章節。放大字體書則只適用於弱視，全盲學生無法使用閱讀。人聲錄製的有聲書方面，對於需要重覆聽讀公式，在播放設備會多耗時，加上對於教科書沒有結構式的分章、節、小節及段落等，找尋更加費時，製作人聲錄製的有聲書需要花費長時間錄製，而且錄製人員也需要經過篩選。 DAISY 書標準是指一個多媒體文件的製作標準。目前，是指數位有聲書、教科書或文字和語音同步的有聲書，為一有結構的資料，有章、頁次、節、小節、段落或句子等架構。在播放時，可以選擇層次和章節，也可以根據閱讀者的需求而調整播放速度，來提昇閱讀的效率。 iBooks 數位電子有聲書，製作數學公式有一套 MathML 標準，方便製作統一，使用報讀軟體閱讀可以隨自己習慣調整報讀的速度，儲存所需耗費的空間也 15.

(24) 較小，在手持智慧型設備上閱讀，體積輕薄、方便攜帶，內容也和 DAISY 書一樣有結構式的分章、節、小節及段落，方便搜尋或閱讀特定章節內容，提昇閱讀的效率。. 3.3 數學式子與圖片表達在數學課本中盲人較難理解的圖片與公式，使用兩種方式，第一種使用 MathML code 編輯呈現數學公式，SVG code 呈現數學幾何圖，第二種使用替代圖片加上輔助文字呈現，例如：<img src="影像檔名" alt="替代文字" border="外框高度" height="高度" width="寬度">，搭配 Voiceover 語音報讀。. 圖 3.3 使用 MathML 呈現數學公式. 16.

(25) 圖 3.4 SVG 呈現數學幾何圖. 圖 3.5 數學圖片加上輔助文字. 在有聲語音報讀部分，中文課文內容只需要按照文字先後順序依序報讀即可，但在數學方面，有許多數學符號、數學公式、幾何圖，視障人士的認知與一般明眼人士不同，需要與有相關背景的專業人士討論研究，了解如何報讀才能讓視障人士習慣並理解。例如： 1.. 𝑏+𝑐 𝑎. 一般明眼學生習慣直接念成「a 分之 b 加 c」，但是對於視障學生需清楚報讀出「這是一個分數，分母為 a，分子為 b 加 c」，讓視障學生聽到報讀就先知道這 17.

(26) 是一個分數，再針對這個分數加以敘述，一般的 a 分之 b 加 c 報讀，可能會讓視 𝑏. 障生誤解為 + 𝑐。 𝑎. 2.. a(b + c + d) = 𝑒 一般明眼學生習慣直接念成 a 括號 b 加 c 加 d 等於 e，但是對於視障學生需. 要讓他們知道符號從哪開始與在哪結束，所以應該報讀成「a 左小括號 b 加 c 加 d 右小括號等於 e」，才不會讓視障生對於數學符號括號所在位置產生疑惑，誤解成(a)b + c + d = 𝑒或a(b + c) + d = 𝑒。 3.. 𝑏. ( )𝑐 𝑎. 一般明眼學生念成 a 分之 b 的 c 次方，因為有視覺的搭配，但是對於視障學生需要讓他們知道是哪邊需要做 c 次方，所以應該報讀成「左小括號 a 分之 b 右小括號的 c 次方」或是「一個分數，分母為 a，分子為 b，此分數作 c 次方」，才 𝑏𝑐. 𝑏. 𝑎. 𝑎. 不會讓視障生對於 c 次方所在位置產生疑惑，誤解成或 𝑐。 4.. 圖 3.6 平行四邊形圖. 一般明眼學生依靠視覺就能掌握此圖形的種類和資訊，但是對於視障生需要報讀出此圖是哪種類型的幾何圖，並描述出圖中所呈現的資訊，所以應該報讀出「這是一個平行四邊形乙，底為 c，高為 d」。 18.

(27) 5.. 圖 3.7 線段圖. 這張圖在課文中，主要是為了讓學生了解加法交換率 a＋b＝b＋a，因此報讀成「有上下兩條一樣長的線段，上下兩條線段各都是由線段 a 和線段 b 組成，上面那條線段，線段 a 在左邊、線段 b 在右邊；下面那條線段 a 在右邊、線段 b 在左邊。上下兩條線段等長，代表線段 a 與 b 交換位置，相加的長度還是一樣，證明加法交換率 a＋b＝b＋a」。 6.. 圖 3.8 甲乙丙的所在位置線段圖. 此圖報讀「圖說詳見內文」，因為課文內容有針對此圖做詳細說明，不需要對此圖做額外的報讀敘述，重複繁冗的報讀反而會對視障學生造成困擾與負擔。課文此部分內容：我們知道在一個正數 a 前加一個負數的符號「－」就得到一個負數－a，那麼在負數前加「－」，如－（－5），可以約定成什麼數呢？我們用下面的例子來說明。如下圖，以甲地為基準點，東邊為正，那麼乙地的位置記為 5 公里，表示乙地在甲地東邊 5 公里的地方。而丙地的位置為（－5）公里，表示丙地在甲地西邊 5 公里處，其中「－」號表示東邊的反方向，也就是西邊。以上的幾個例子都是從第一冊數學課本內容中選取出來的，報讀模式是與數 19.

(28) 位有聲書推展學會人士討論，報讀準則需要讓視障生了解所有相關資訊，起始與結束，例如：左小括號右小括號、絕對值開始絕對值結束；所在位置，例如：分子為 a，分母為 b、線段分為兩線段，左邊長度為 a，右邊長度為 b；式子幾何圖類別，例如：這是一個分數、這是一個正方形。而實際上視障生根據視障發生時間、家庭背景、數學程度或是一些其他的因素，對於報讀模式的需求可能不同。本套數學有聲電子書的報讀報讀模式能否讓視障生接受與理解，還需要透過與視障生測試來了解實際的情況。. 3.4 國中數學課本視障學生與一般學生習慣念法比較類型. 範例. 一般明眼學生. 適合視障學生的. 念法. 報讀念法. 正整數. 3. 三. 三. 小數. 0.2. 零點二. 零點二. 負數. -2. 負二. 負二. 三分之一. 三分之一. 分數. 繁分數. 1 3 1 4 2 3. 三分之二分之四分之一. 這是一個分數，分母為三分之二，分子為四分之一 (1)60 與 90 的最大公因數. 公因數. (60，90). 60 與 90 的. (2)左小括號. 最大公因數. 六十逗號九十右小括號 (第二種因為課文內. 20.

(29) 容有說明，左小括號一數逗號一數右小括號，代表兩數的公因數，所以此章節可直接報讀) (1)24 與 30 的最大公因數公倍數. 24 與 30 的. [24，30]. 最大公因數. (2)左中括號二十四逗號三十右中括號 (第二種因為此章節課文內容有說明) 絕對值開始. 絕對值. |−9|. 負九的絕對值. 負九絕對值結束. 指數. 45. 四的五次方. 幾何圖. 看圖直接理解. 看圖直接理解. 看圖直接理解. 21. 四的五次方這是一個矩形，邊長分別為 a、b. 這是一個三角形，底邊邊常為 a，高為 h. 這是一個正方形甲，邊長為 a.

(30) 看圖直接理解. 這是一個平行四邊形乙，底為 c，高為 d. 看圖直接理解. 看圖直接理解. 看圖直接理解. 其他圖片. 這是一個長方體，長寬高分別為 a、b、c. 有一個圓柱體，底面積為 x，高是 y. 此表內容為廷聰的年齡，一年後十四歲，兩年後十五歲，三年後十六歲，四年後十七歲，五年後十八歲，六年後十九歲。. 看圖直接理解. 這是一個水庫水位圖，三天前為十五公分，兩天前為十公分，一天前為五公分，某日為 0 公分，一天後為負五公分，兩天後為負十公分，三天後為負十五公分。. 看圖直接理解. 這裡有兩個線段，第一個線段長是 x，第二個線段長是 y，x 跟 y 有部份線段是重. 22.

(31) 疊的，重疊部分是 35 單位長。. 3.5 課文章節內容呈現本套電子有聲書實作出國中數學課本第一冊，內容包含了三個章節，各章包含了數個小節，每個小節又包含了數個單元。這三章分別為第一章因數和倍數、第二章負數、第三章一元一次方程式。. 圖 3.9 國中數學課本電子書第一冊目錄. 第一章因數和倍數，共 47 頁，包含四個小節，分別是以符號代表數與指數 23.

(32) 律、因數倍數與質數、公因數與公倍數、分數，每個小節包含數個單元、摘要與隨堂練習。第一節包含了一些簡單的式子、幾何圖和指數運算，第二節和第三節包含質因數(指數的乘積)、最大公因數和最小公倍數式子，第四節包含分數的乘除、分數比較大小和倒數的計算。. 圖 3.10 國中數學課本電子書第一章目錄. 24.

(33) 圖 3.11 國中數學課本電子書第一節. 圖 3.12 國中數學課本電子書第四節 25.

(34) 第二章是負數，共 57 頁，包含五個小節，分別是認識負數、加法和減法、乘法和除法、數線、科學符號。這章節內容有負數比較大小、相反數、一般數的加減乘除、四則運算的規則、簡單數線座標計算、很大的數與很小的數使用科學符號(用一個數乘以十的多少次方表達)，每個小節最後一樣有摘要和自我評量。這個章節主要是一些正負數的加減乘除運算和一些運算規則與運算技巧。. 圖 3.13 國中數學課本電子書第二章目錄. 26.

(35) 圖 3.14 國中數學課本電子書第二章內容. 圖 3.15 國中數學課本電子書第二章內容截 27.

(36) 圖 3.16 國中數學課本電子書第二章內容截圖. 圖 3.17 國中數學課本電子書第二章內容截圖 28.

(37) 第三章是一元一次方程式，共 33 頁，包含四個小節，分別是以符號列式、一次式的運算、一元一次方程式的解法、一元一次方程式的應用。這章節內容有代數式運算、一次式的展開和併項、解一元一次方程式的等量公理和移項法則、一元一次方程式的應用題計算。這章節主要是將先前章節的運算中融入代數，求解代數並使用在生活應用。. 圖 3.18 國中數學課本電子書第三章目錄. 29.

(38) 圖 3.19 國中數學課本電子書第三章第二節. 圖 3.20 國中數學課本電子書第三章截圖 30.

(39) 下面的表格列出此國中數學有聲電子書所有章節和單元，每個單元裡包含哪些內容、會用到那些數、式子與幾何圖：. 單元一用符號表示運算的規則小節一. 單元二. 用符號代表. 指數和. 數與指數率. 指數率. 簡單代數運算、小數與分數式子運算、矩形圖指數率、指數運算、繁分數. 摘要自我評量單元一質數小節二. 單元二. 因數、倍數. 質因數分解. 與質數. 正整數(質數) 指數乘除. 摘要自我評量. 國中數學第一冊. 第一章因數和倍數小節三公因數與公倍數. 單元一. 指數乘除、最大公因數式. 公因數. 子. 單元二公倍數與最小公倍數. 指數乘除、最小公倍數式子. 摘要自我評量單元一等值分數與. 分數加減. 應用單元二小節四. 倒數與分數. 分數. 的乘除單元三倒數單元四倍與乘除的 31. 分數乘除. 分數乘除分數乘除.

(40) 關係摘要自我評量單元一負數的大小單元二小節一. 絕對值. 認識負數. 單元三相反數. 負數絕對值正負數. 摘要自我評量單元一一般數的加. 正負數加法. 法單元二小節二. 一般數的減. 正負數減法. 法. 加法和減法. 單元三加減法的性. 第二章. 質. 負數. 摘要. 正負數、代數加減運算. 自我評量單元一一般數的乘. 正負數、代數乘法. 法單元二倒數. 小數、分數乘法. 單元三小節三. 一般數的除. 乘法和除法. 法. 整數、分數除法. 單元四. 整數、分數、代數乘法加. 乘法的性質. 法運算. 單元五四則運算的規則摘要 32. 整數、分數、代數加減乘除運算.

(41) 自我評量單元一小節四. 距離與絕對. 絕對值. 值. 數線. 摘要自我評量單元一很大的數單元二很小的數. 整數、小數、指數整數、小數、指數. 單元三利用科學記小節五. 號作數的比. 整數、小數、指數. 較. 科學符號. 單元四利用科學記整數、小數、指數乘除運號作數的乘. 算. 除摘要自我評量單元一以符號列式. 代數式. 單元二代數式所表. 代數式. 示的值單元三代數式中符第三章一元一次方程式. 小節一. 代數式、分數基本運算. 號的約定. 以符號列式單元四符號次方的約定. 摘要自我評量 33. 代數、指數運算.

(42) 單元一一次式的乘. 算. 運算. 積展開. 小節二一次式的運. 代數、指數加減法和乘法. 單元二一次式的併. 代數、指數加減法和乘法運算. 項摘要自我評量單元一. 方程式(代數、正負整數、. 認識方程式分數、小數)加減乘除運算小節三. 單元二. 一元一次方. 等量公理與. 程式的解法. 移項法則. 方程式加減(代數、正負整數、分數、小數)乘除運算. 摘要自我評量小節四. 摘要. 一元一次方程式的應用. 自我評量. 3.6 Voiceover 報讀將數學課本電子書搭配 Voiceover 語音報讀軟體，在視障學生使用本數學課本電子書之前先進行教導，教導的內容有：Voiceover 的開啟步驟與設定、iPad 在 Voiceover 開啟時的常用手勢操控指導、Voiceover 的語音報讀模式，讓視障學生能順暢的操作平板電腦並習慣 Voiceover 的報讀方式。. 3.6.1. VoiceOver 開啟與設定. 教導視障生開啟 Voiceover，可分以下 2 種方式：： . 一般開啟： 34.

(43) 設定 → 一般 → 輔助使用 → VoiceOver . 快速開啟：. 點三下主畫面按鈕 (此功能需先在設定 → 一般 → 輔助使用 → 按三下主畫面按鈕 VoiceOver 點選打勾方始生效). 圖 3.21 Voice 快速開啟設定畫面. 3.6.2. iPad VoiceOver 操作手勢. 一般明眼人士操作 iPad 主要是依賴視覺搭配手勢的點擊與滑動，以視覺所見各項目所在位置，再用手指輕觸點擊。視障生因為視覺受損，操作 iPad 主要依賴聽覺，在開啟 Voiceover 語音報讀的情況下，操作模式改變成手指輕觸左右滑動來逐項跳躍，而不是直接點擊所在位置。 35.

(44) 以下表格整理了開啟 Voiceover 時的操作手勢指令，如何導覽和閱讀內容與開啟所選項目： . 導覽和閱讀手勢動作. 功能. 單指點擊一下. 選取手指下的項目並朗讀出來. 向右或向左滑動. 選擇下一個或上一個項目. 向上或向下滑動. 取決於「轉輪控制項目」設定，轉輪說明見下面敘述. 兩指點擊一下. 暫停或繼續朗讀目前項目. 兩指向上滑動. 從頁首開始朗讀此頁面. 兩指向下滑動. 從目前位置朗讀所有項目. 兩指點三下. 打開「項目選擇器」. 三指向上或向下滑動向上或向下一次捲動一頁三指向右或向左滑動前往上一頁或下一頁三指點擊一下. 朗讀其他資訊，如位於列表中的位置，或是行數、頁碼. 四指點一下螢幕上方選擇頁面上的第一個項目四指點一下螢幕下方選擇頁面上的最後一個項目四指向上或向下滑動選擇頁面的第一個項目或選擇頁面的最後一個項目. . 啟用項目 36.

(45) 手勢動作. 功能. 單指點擊兩下. 啟用選擇的項目. 單指點擊三下. 點兩下選擇的項目. 分開觸碰(單指觸碰項目，另一指點一下螢幕) 單指點擊兩下的替代方式點兩下並按住(1 秒)加標準手勢. 使用標準手勢. 兩指點擊兩下. 開始和停止目前動作. 兩指點擊兩下並按住. 打開元件標籤工具. 兩指點擊三下. 打開「項目選擇器」. 三指點擊兩下. 讓 VoiceOver 靜音或取消靜音. 三指點擊三下. 螢幕變暗或開啟螢幕. . VoiceOver 轉輪控制項目轉輪控制項目是在啟用 VoiceOver 時，可用來更改向上和向下滑動手勢結果. 的虛擬轉盤。操作轉輪可在 iPad 螢幕上旋轉兩指，以在選項之間進行選擇。在「設定」→「一般」→「輔助使用」→「VoiceOver」→「轉輪」可以更改轉輪中包含的選項，並選取使用轉輪時想要使用的選項。轉輪設定的效果取決於想要執行的選項。如果想閱讀收到的電子郵件內容，可使用轉輪來切換在向上或向下滑動時，要聆聽逐個單字的朗讀內容或逐個字元的朗讀內容。如果在瀏覽網頁，可以使用轉輪設定來聆聽所有文字(逐個單字或. 37.

(46) 逐個字元)，或從一個元件跳至其他特定類型的元件，例如標頭或連結。如果想在報讀時切換報讀語言，可先選取轉輪中提供快速切換的語言，然後在轉輪中滑動切換。. 3.6.3 MathML 使用 Voiceover 報讀唸法與一般非視障人士理想唸法比較正整數. ＭathML code. Voiceover 唸法. 一般人（非視障人士）唸法. 5. <math. 五. 五. 減號三. 負三. 三點二四. 三點二四. xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <mn> 5 </mn> </mstyle> </math> 負整數 -3. <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <mo> - </mo> <mn> 3 </mn> </mstyle> </math>. 小數 3.24. <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <mn> 3.24 </mn> 38.

(47) </mstyle> </math> 分數開始分數運算. <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma. 三分之七. 逗號三分之七. thML"> <mstyle displaystyle="true">. 逗號分數運算結束. <mfrac>. 逗號. <mrow> <mn> 7 </mn> </mrow> <mrow> <mn> 3 </mn> </mrow> </mfrac> </mstyle> </math> 帶分數. 八. <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma. 開始分數運算. 八又五分之三. 逗號. thML"> <mstyle displaystyle="true">. 五分之三逗號. <mn> 8 </mn>. 分數運算結束. <mfrac>. 逗號. <mrow> <mn> 3 </mn> </mrow> <mrow> <mn> 5 </mn> </mrow> </mfrac> </mstyle> </math> 繁分數 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma 39. 開始分數運算. 三分之四. 逗號. 分之二分.

(48) 開始分數運算. thML"> <mstyle displaystyle="true">. 之九. 逗號三分之四. <mfrac>. 逗號. <mrow>. 分數運算結束. <mfrac>. 逗號. <mrow>. 分之. <mn> 9 </mn> </mrow>. 開始分數運算. <mrow>. 逗號兩分之九. <mn> 2 </mn>. 逗號. </mrow>. 分數運算結束. </mfrac> </mrow>. 逗號. <mrow>. 逗號分數運算結束. <mfrac>. 逗號. <mrow> <mn> 4 </mn> </mrow> <mrow> <mn> 3 </mn> </mrow> </mfrac> </mrow> </mfrac> </mstyle> </math> 指數. 三的五次方. <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <msup> <mrow> <mn> 3 </mn> </mrow> <mrow> 40. 三的五次方.

(49) <mn> 5 </mn> </mrow> </msup> </mstyle> </math>. 不等式 9>5. <math. 九大於號五. 九大於五. 四的平方根. 根號四. log 五. log 五. xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <mn> 9 </mn> <mo> > </mo> <mn> 5 </mn> </mstyle> </math> 根號 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <msqrt> <mn> 4 </mn> </msqrt> </mstyle> </math> 對數（log） <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma thML"> <mstyle displaystyle="true"> <mi> log </mi> 41.

(50) <mn> 5 </mn> </mstyle> </math> 百分比三十二百分比. <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/Ma. 三十二 percent (百分之. thML">. 三十二). <mstyle displaystyle="true"> <mn> 32 </mn> <mo> % </mo> </mstyle> </math>. 3.6.4 報讀模式比較範例一般明眼學生念法與視障教師. MathML 搭配. 討論適合視障生念法 Voiceover 的念法 5. 五. 五. 五. 3.24. 三點二四. 三點二四. 三點二四. 7 3. 三分之七. 這是一個分數，. 開始分數運算. 分母為三，分子為七. 逗號三分之七逗號分數運算結束. 35 9>5. 三的五次方. 三的五次方. 三的五次方. 九大於五. 九大於五. 九大於五. √4 log 5. 根號四. 根號四. 四的平方根. log 五. log 五. log 五. 一般明眼學生念. 與視障教師討論適合視. MathML 搭配. 法. 障生念法. Voiceover 的念法. 優. 絕大多數的學生. 念法描述較完整，比較不念法詳細、不需要額外花時. 點. 採用的念法、搭配會讓視障學生混淆. 間輸入替代文字、MathML. 視覺記憶，念法簡. 語法有一套標準，方便製作. 潔易懂. 者編寫. 缺. 有些情況或許會. 報讀所花時間較長、需要有些念法會額外多花費時間. 點. 讓視障生誤解，例花額外時間輸入替代文字、視障學生可能與一般 42.

(51) 如：. 𝑏+𝑐. 學生討論不易. 𝑎. 3.6.5 Voiceover 報讀中英對照 Voiceover 中文報讀. Voiceover 英文報讀. -2. 減號二. minus two. 1-2. 一減號二. one minus two. 1 2. 開始分數運算逗號. fraction start. 二分之一逗號. one over two. 分數運算結束. end fraction. 左括弧 a 加號 b 右括弧. left parenthesis a plus b. (a+b). right parenthesis 35. 三的五次方. three to the five. 從上表可以看出 Voiceover 中文報讀與英文報讀的模式是相同的，但是我們中文對於數學的念法與英文對於數學的念法還是有差距的。例如：就「-」而言，「-5」理想念為負五，「2-5」念為二減五，「-」念為減號，但是對英文而言，皆念為 minus。. 3.7 Widget 數學課本各章節最後都有附自我評量，利用 widget 實作出互動效果，可以選擇自己算出的答案，並馬上知道對錯，讓盲人試用能否順利操作點擊或輸入動作，並了解題目和各選項，進而輸出自己心中的答案，如果成功的話，可以再試著實作出一份數學測驗卷，讓視障人士對數學課本教的內容，實際在演算過，對內容更加熟練，而不是只是純粹的聽過一遍。. 43.

(52) 第4章研究方法 4.1 研究流程. 圖 4.1 研究流程圖. 將實作出的數學課本電子書搭配 Voiceover 語音報讀軟體，研究並記錄各種公式念法與報讀模式，比較 Voiceover 念法與一般理想念法的差異，還有一般理想念法與盲人所能理解的念法的差異，設計問卷與測驗題目，並找專業人士查看內容是否有不妥之處，然後找盲人試用此數學課本電子書，測試指導操作之後，盲人能否順暢的操作並習慣平板電腦，用 Voiceover 語音報讀課本中的數學式子. 44.

(53) 與圖片，請他們寫下該式子或畫出該圖片，比對差異並找出最能讓他們理解課本中數學式和圖片的解決方案，測試盲人對課文內容的理解與滿意程度，並改善此數學電子有聲書。. 4.2 受測對象本實驗受測對象依照學歷，分為國中組四人、高中組兩人、大學組兩人，共八人，每組再分為實驗組與對照組。國中組與高中組是正在就讀台北啟明學校的六名視障學生，大學組是分別就讀國立台灣師範大學心輔系與特教系的兩名視障學生。每組以兩台 iPad 施測，預估測驗時間每人花費一小時。. 4.3 實驗程序. 4.3.1. 實驗組. 1. 教導視障學生如何開啟與設定語音報讀軟體 Voiceover。 2. 教導視障學生在開啟 Voiceover 的情況下操作 iPad，並告訴他們一些常用的操作手勢，讓他們先習慣且順暢地操作 iPad。. 3. 讓視障學生操作 iPad 填答基本資料問卷調查。 4. 讓視障學生操作 iPad 填答數學測驗評量，沒有事前進行數學報讀模式講解，用與對照組比較，測試就算沒有事前講解報讀模式，視障生是否也能了解報讀內容。 45.

(54) 5. 讓視障學生作答負荷指數調查問卷。負荷指數問卷是根據 NASA_TLX （National Aeronautics and Space Administration - Task Load Index），一種用於衡量受測者工作操作系統負荷程度的工具，包括：心智需求、動作需求、時間需求、自我績效、精神耗費及挫折程度的工具。. 6. 讓視障學生作答系統使用情況與滿意程度調查問卷。採用李克特五點量表， (a)得 5 分、(b)得 4 分、(c)得 3 分、(d)得 2 分、(e)得 1 分，計算各題的平均數與標準差。. 7. 詢問視障生對測試過程、報讀模式、電子書內容、問卷評量是否有其它可供參考的意見，並記錄下來。. 4.3.2. 對照組. 1.. 教導視障學生如何開啟與設定語音報讀軟體 Voiceover。. 2.. 教導視障學生在開啟 Voiceover 的情況下操作 iPad，並告訴他們一些常用的操作手勢，讓他們先習慣且順暢地操作 iPad。. 3.. 教導視障學生此套國中數學電子有聲書的數學式子與圖片報讀模式。. 4.. 讓視障學生用紙筆回答基本資料問卷調查。. 5.. 讓視障學生試聽此套國中數學電子有聲書測試版本，內容主要摘自實作的國中數學有聲電子課本第一冊中的第一節和第二節，截取共 14 頁，內容包含有代數、小數、分數、指數、簡單幾何圖，不使用全冊進行測試，是因為時間因素還有視障生精神集中度考量。 46.

(55) 6.. 讓視障學生用紙筆回答數學測驗評量。調查對數學公式和圖片部分，此報讀模式的理解程度。. 7.. 讓視障學生作答負荷指數調查問卷。. 8.. 讓視障學生作答系統使用情況與滿意程度調查問卷。. 9.. 詢問視障生對測試過程、報讀模式、電子書內容、問卷評量是否有其它可供參考的意見，並記錄下來。. 4.4 問卷和測驗設計測試內容主要設計了三份問卷和兩份測驗，詳見附錄。問卷 1 基本資料調查，可以了解視障生的基本相關資料、視障發生時間類型、平時閱讀方式、是否使用過智慧型設備；問卷 2 負荷指數問卷，是根據 NASA_TLX（National Aeronautics and Space Administration - Task Load Index），一種用於衡量受測者工作操作系統負荷程度的工具，包括：心智需求、動作需求、時間需求、自我績效、精神耗費及挫折程度的工具；問卷 3 使用情況與滿意程度調查問卷，是使用李克特五點量表，(a)得 5 分、(b)得 4 分、(c)得 3 分、(d)得 2 分、(e)得 1 分，計算各題的平均數與標準差，了解視障生操作與閱讀的滿意程度。. 47.

(56) 圖 4.2 基本資料調查問卷. 圖 4.3 負荷指數調查問卷 48.

(57) 圖 4.4 使用情況與滿意程度調查. 測驗部分，測驗 1 式子與圖片理解程度，主要了解他們對於此種報讀模式能否理解；測驗 2 練習題，從視障生閱讀的數學課本測試版中，設計裡面章節內容的題目 5 題，分別測試有聽過課本報讀內容與沒聽過課本報讀內容測驗的差異度，還有事先有沒有教導報讀模式對測驗結果的差異度。. 49.

(58) 圖 4.5 測驗練習題. 讓對照組視障學生閱讀的國中數學電子有聲書，內容不是一整冊的完整版本。因為一開始找了一位視障生測試，發現測試課文內容太多，會花費大量的時間，也會造成視障生的疲累感與精神不集中。所以將測試用版本內容刪減，內容主要摘自實作的國中數學有聲電子課本第一冊中的第一節和第二節，共 14 頁，內容章節有用符號表示數與公式、用符號表示運算的規則、指數和指數率、因數和倍數、質數、質因數分解、摘要，數學內容包含有代數、小數、分數、指數、簡單幾何圖。. 50.

(59) 圖 4.6 數學課本電子書視障生測試版第一章. 圖 4.7 數學課本電子書視障生測試版第二章 51.

(60) 4.5 實驗記錄與訪談分析國中組基本資料受測者 1. 受測者 2. 受測者 3. 受測者 4. 教育程度?. 國中. 國中. 國中. 國中. 發生視障時間?. 先天. 後天. 先天. 後天. 視覺障礙類型?. 弱視. 教育盲. 弱視. 全盲. 平常主要閱讀學. 放大字體書. 習方式?. 一般書籍. 一般書籍. 一般書籍. (旁人協助念. (旁人協助. (旁人協助念出. 出內容). 念出內容). 內容). 一般書籍. 一般書籍. 一般書籍. (旁人協助念. (旁人協助. (旁人協助念出. 出內容). 念出內容). 內容). 放大字體書點字書比較喜愛哪種閱. 放大字體書. 讀學習方式?. 放大字體書點字書是否有使用過智. 是. 是. 是. 是. 是. 是. 是. 是. 慧型設備? 例如平板電腦或智慧型手機。是否有使用過報讀軟體? 使用報讀軟體的. 一兩個禮拜，. 幾乎每天都. 兩三天才. 幾乎每天都. 頻率?. 甚至更久才使. 用，且一天使. 使用一次. 用，且一天使. 用一次. 用超過兩小時. 用超過兩小時. 負荷指數調查受測者 1 受測者 2 受測者 3 受測者 4 心智需求. 1分. 1分. 5分. 1分. 動作需求. 1分. 1分. 1分. 1分. 時間需求. 1分. 1分. 1分. 1分. 自我績效. 5分. 5分. 3分. 5分. 精神耗費. 1分. 1分. 5分. 1分. 52.

(61) 挫折程度. 1分. 1分. 5分. 1分. 使用情況與滿意程度調查受測者 1. 受測者 2. 受測者 3. 受測者 4. 此套數學有聲電子書操作起來. 普通或. 普通或. 不同意. 同意. 是否流暢、是否習慣?. 無意見. 無意見. 報讀的語音品質如何?. 普通或. 普通或. 普通或. 普通或. 無意見. 無意見. 無意見. 無意見. 幾乎都. 一半以上懂. 普通或. 一半以上懂. 報讀的內容是否能聽得懂?. 懂. 無意見. 此套適用於 iPad 的有聲電子. 普通或. 普通或. 普通或. 普通或. 書，是否讓您覺得攜帶更方便?. 無意見. 無意見. 無意見. 無意見. 使用此套有聲電子書學習數學. 普通或. 普通或. 普通或. 滿意. 的滿意程度?. 無意見. 無意見. 無意見. 使用本套有聲電子書對您在學. 普通或. 普通或. 普通或. 普通或. 習數學方面有幫助?. 無意見. 無意見. 無意見. 無意見. 同意. 普通或. 不同意. 同意. 願意. 使用此套有聲電子書學習數學會讓您願意花更多的時間在學. 無意見. 習數學上面? 如果以後有機會的話，是否有. 普通或. 普通或. 普通或. 意願使用本套電子有聲書來學. 無意見. 無意見. 無意見. 習國中數學?. 實驗組：受測者 2、受測者 4 基本資料問卷測試情形紀錄：受測者 2 和受測者 4 是就讀台北啟明學校的國中生，分別為國一和國二。再輸入姓名與電子信箱均使用手寫輸入，他們表示他們一般都是使用盲人點字輸入，在選擇題操作部分，因為他們都使用過智慧型設備，所以經過簡單的手勢教導之後，都能順利操作使用。數學測驗情形紀錄：. 53.

(62) 在數學測驗部分，五題全對，從其中兩章節範圍中設計的測驗題目，他們都已學習過，而且距離他們之前學習的時間沒有很久。數學測驗的操作使用與報讀理解對他們都沒有太大的問題。對照組：受測者 1、受測者 3 國中數學有聲電子書試聽情形紀錄：受測者 1 和受測者 3 也是就讀台北啟明學校的國中生，分別為國一和國二。受測者 3 尚未學習過此章節，有些內容剛聽第一遍不是很了解，需要讓他在反覆聽才能理解，而在講解教導時，受測者 3 似乎一直心不在焉，對此套電子書也沒有提供什麼額外的意見。受測者 1 對此電子書的報讀模式覺得很清楚，幾乎都能理解，而且在閱讀的時候，不需要太多的複雜手勢，他很快就上手了。測試和訪談內容整理記錄： 1.. 此四位國中視障生，有三位都認為數學式子和圖片報讀的不錯，幾乎都可理解，只有一位過程中需要花比較多時間講解教導，受測者 4 提到報讀圖片的部分，因為點字有些圖片是做不出來的，能報讀出來很好。. 2.. 受測者 1 和受測者 2 表示數學電子書課文內容閱讀操作簡單，容易上手，而且對於使用 iPad 覺得很新奇有趣，受測者 1 在受測時間過後，還繼續留下來操作閱讀了一段時間。. 3.. 受測者 1 提到課文內容中有破音字念錯，像是奇(ㄐㄧ)數念成奇(ㄑ一ˊ)數。. 4.. 受測者 1 提到在做數學測驗的時候，運算符號像是加號減號，雖然這樣念比 54.

(63) 較詳細，但是一開始聽到會錯愕一下，直接念加減比較習慣。 5.. 受測者 1、2、3、4 表示均有使用過智慧型手機，也使用過報讀軟體，都是對使用 iPad 感興趣，才來參與測試的。在操作 iPad 部分經過簡單的手勢教導，再讓他們自己試著操作幾次，很快就能熟悉基本操作，自己閱讀各章節，翻頁閱讀，操作問卷與測驗 widget。. 圖 4.8 國中組測試情形. 高中組基本資料受測者 5. 受測者 6. 教育程度?. 高中. 高中. 發生視障時間?. 後天. 先天. 視覺障礙類型?. 全盲. 全盲. 平常主要閱讀學習. 一般書籍(旁人協助念出內容). 有聲書(使用報讀軟體). 方式?. 有聲書(使用報讀軟體). 點字書. 55.

(64) 點字書比較喜愛哪種閱讀. 一般書籍(旁人協助念出內容). 學習方式?. 有聲書(使用報讀軟體). 是否有使用過智慧. 有聲書(使用報讀軟體). 否. 是. 是. 是. 使用報讀軟體的頻. 幾乎每天都用，且一天使用超. 幾乎每天都用，且一天. 率?. 過兩小時. 使用超過兩小時. 型設備? 例如平板電腦或智慧型手機。是否有使用過報讀軟體?. 負荷指數調查受測者 5 受測者 6 心智需求. 1分. 1分. 動作需求. 1分. 1分. 時間需求. 1分. 1分. 自我績效. 7分. 8分. 精神耗費. 1分. 1分. 挫折程度. 1分. 1分. 使用情況與滿意程度調查受測者 5. 受測者 6. 同意. 同意. 好. 好. 報讀的內容是否能聽得懂?. 幾乎都懂. 幾乎都懂. 此套適用於 iPad 的有聲電子書，. 非常同意. 非常同意. 滿意. 滿意. 同意. 同意. 非常同意. 非常同意. 願意. 願意. 此套數學有聲電子書操作起來是否流暢、是否習慣? 報讀的語音品質如何?. 是否讓您覺得攜帶更方便? 使用此套有聲電子書學習數學的滿意程度? 使用本套有聲電子書對您在學習數學方面有幫助? 使用此套有聲電子書學習數學會讓您願意花更多的時間在學習數學上面? 如果以後有機會的話，是否有意願使用本套電子有聲書來學習國 56.

(65) 中數學? 實驗組：受測者 5 基本資料問卷測試情形紀錄：受測者 5 是台北啟明學校高中部的柳同學。柳同學在基本資料問卷，輸入姓名部分，他表示他需要盲用點字輸入法才能輸入中文。輸入電子信箱的部分，經過手勢教導，能正確以平板鍵盤輸入英文與數字，他提到在英文方面，他平常就是以英文字母 abcd 輸入，而在數字方面，他是以盲用點字輸入。數學測驗情形紀錄：在數學測驗部分，五題中只錯一題。有時候要進行下一題，他會直接滑下一頁。經過教導和練習一兩次後，就能順暢地做完題目並核對答案。. 圖 4.9 柳同學作答完成後畫面 57.

(66) 對照組：受測者 6 國中數學有聲電子書試聽情形紀錄：受測者 6 是台北啟明學校高中部的賴同學。本身就有平板電腦，操作平板閱讀電子書課文內容沒有什麼困難，數學式子和圖片的報讀模式也能夠接受，圖片部分建議能描述得更加詳細，像是圖形長寬所在的位置，式子描述能依照出現的順序和次數，來調整描述的詳細程度。紙筆作答測驗和問卷情形紀錄：數學式子和幾何圖作答的都和題目一樣，圖片和式子的報讀模式都能讓他理解，從問卷中也可以知道賴同學經常使用報讀軟體，整個作答過程也沒有花太多時間。測試和訪談內容整理記錄： 1.. 柳同學和賴同學都覺得閱讀操作部分需要用到的手勢不多，手勢簡單很快就能上手，賴同學對數學課本做成電子書移植到平板覺得想法很不錯，他提到現在視障生很多都已經有在使用平板，他自己也很喜愛使用平板電腦，對於使用 MAC 製作 iBooks 格式的電子有聲書，他也提到 MAC OS 比較適合視障生使用。. 2.. 跟賴同學討論到數學式子的時候，他表示在式子一開始出現的時候可以描述得比較詳盡，像是分數開始與結束、數字位於分子與分母，如果像是在其他章節出現則可以直接描述幾分之幾，在題目測驗的時候，也可以描述的比較 58.

(67) 簡潔，讓所需的作答時間縮減。 3.. 在圖片的部分，賴同學表示希望能描述得更詳細，像是其中的矩形圖案如下. 圖 4.10 長方形圖. 報讀內容為「這是一個長方形，長為 a，寬為 b」，對於第一次接觸到這種圖的國中生，建議可以描述成「這是一個長方形，上下橫線段為它的長，長為 a，左右直線段為它的寬，寬為 b」，一些以後其他章節，像是點在圖形哪個位置，線在哪裡切過圖形，描述得越詳細越好，因為抽象圖形不能立刻了解，詳盡的描述比較好在腦內建構形象。 4.. 賴同學表示如果高中課本也能實作成適用在 iPad 上閱讀的電子數學有聲課本，他會很願意支持並使用。. 59.

(68) 圖 4.11 賴同學測試情形. 大學組基本資料受測者 7. 受測者 8. 教育程度?. 大學. 大學. 發生視障時間?. 後天. 先天. 視覺障礙類型?. 弱視. 全盲. 平常主要閱讀學習方. 放大字體書. 有聲書(使用報讀軟體). 式? 比較喜愛哪種閱讀學. 點字書有聲書(使用報讀軟體). 有聲書(使用報讀軟體). 習方式?. 點字書. 是否有使用過智慧型. 否. 是. 是. 是. 兩三天才使用一次. 幾乎每天都用，且一天使. 設備? 例如平板電腦或智慧型手機。是否有使用過報讀軟體? 使用報讀軟體的頻率?. 用超過兩小時. 負荷指數調查受測者 7 受測者 8 心智需求. 2分. 3分. 動作需求. 5分. 2分. 時間需求. 2分. 1分. 自我績效. 5分. 8分. 精神耗費. 2分. 1分. 挫折程度. 3分. 1分. 使用情況與滿意程度調查此套數學有聲電子書操作起來是. 受測者 7. 受測者 8. 普通或無意見. 同意. 好. 非常好. 否流暢、是否習慣? 報讀的語音品質如何? 60.

(69) 報讀的內容是否能聽得懂?. 幾乎都懂. 幾乎都懂. 同意. 非常同意. 滿意. 非常滿意. 普通或無意見. 非常同意. 同意. 非常同意. 普通或無意見. 非常願意. 此套適用於 iPad 的有聲電子書，是否讓您覺得攜帶更方便? 使用此套有聲電子書學習數學的滿意程度? 使用本套有聲電子書對您在學習數學方面有幫助? 使用此套有聲電子書學習數學會讓您願意花更多的時間在學習數學上面? 如果以後有機會的話，是否有意願使用本套電子有聲書來學習國中數學?. 實驗組：受測者 7 基本資料問卷測試情形紀錄：受測者 7 是台師大的心輔系大學生呂同學。呂同學在基本資料問卷，輸入姓名部分，雖然他未曾使用過智慧型設備，但是經過一些基本的操作指導，可以讓他正確的輸入姓名，使用 iPad 內建注音輸入或是手寫輸入，注音輸入需要花比較長的時間，手寫輸入則花比較少的時間，而且正確率較高，但是有時候手寫會不小心超出範圍。. 圖 4.12 呂同學問卷調查結果呈現 1. 在基本資料問卷輸入電子信箱的部分，因為呂同學本來就知道各英文字母在鍵盤的大略位置，直接使用觸摸聆聽報讀尋找，但是有時候可能聽到正確的字母 61.

(70) 點擊到鄰近的字母，或是不小心按壓過久造成重複輸入。呂同學的電子信箱是 [email protected]，但是他輸入的結果是 Nytnucann@batyoll，有一些字母誤點成鄰近的錯誤字母，有一些字母重複輸入，他重複輸入了幾次都還是會有一些錯誤。. 圖 4.13 呂同學問卷調查結果呈現 2. 圖 4.14 呂同學問卷調查操作送出前 62.

(71) 數學測驗情形紀錄：在數學測驗部分，五題中只錯一題，唯一錯的那一題其實他已經講出了正確答案，但是在輸入的時候，不小心點到下一個選項。呂同學作答時並沒有花太多時間在思考，國中數學的基本圖形、一些公式定律和簡單計算，對已就讀大學的呂同學並沒有太大的困難，只需要讓他習慣 iPad 的操作。. 圖 4.15 呂同學錯的題目. 圖 4.16 呂同學答題結果 63.

(72) 測試和訪談內容整理記錄： 1.. 手寫輸入雖然比平板注音輸入有效率，但是呂同學提到他視障發生的時間是後天，如果是先天視障對字型的結構缺乏概念，就無法使用手寫輸入。. 2.. 平板鍵盤輸入，熟悉鍵盤注音或字母的所在位置，可以節省輸入所花費的時間，各個位置如果能間隔大一點或是用東西隔開，輸入正確性應該可以大幅提升，呂同學覺得鍵盤輸入的最大問題是選字的部分，選字需要花費大量時間，而且有些提供選字念出的詞太過冷門，聽了也難以辨別想選的字。. 表格 4.1. 手寫輸入. 鍵盤注音輸入. 優點時間花費較少. 先天視障(缺乏自行概念)可使用. 辨識度不錯缺點需要有字型概念. 選字問題. 需要先知道手寫輸入範圍操作花費時間較多 3.. 數學測驗操作作答時，呂同學覺得運用兩指點擊可以讓報讀停頓和繼續，對視障生思考計算題目很方便。. 圖 4.17 呂同學手寫輸入情形. 64.

(73) 圖 4.18 呂同學作測驗題情形. 對照組：受測者 8 國中數學有聲電子書試聽情形紀錄：受測者 8 是台師大的特教系大學生陳同學。陳同學在聽本套國中數學有聲電子書時，把 Voiceover 的語音速度調到最快，在 100%的速度下，她似乎都能理解課文內容，而且 iPad 的操作與 Voiceover 的相關設定還未經過講解教學，就已經相當熟練。紙筆作答測驗和問卷情形紀錄：數學式子和幾何圖的報讀都能讓陳同學理解，幾乎是題目念完，她就寫出或畫出和報讀的內容一模一樣。在作答問卷的時候，幾乎也不需要在題目間有停頓，她理解和反應都很迅速，讓整個測試所花費的時間比預期的少很多。測試和訪談內容整理記錄： 1.. 陳同學表示本套數學有聲電子書整體報讀的都還不錯，數學式子和圖片部分也都能讓人理解。 65.