基于树莓派的手语电子词典

基于树莓派的印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）作为聋生的教学媒体

摘要

本研究旨在开发一种基于树莓派的印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）。ED‐ISS包括输入模块（RFID卡、键盘和麦克风）；以树莓派作为处理模块；以及液晶显示屏和音频作为输出模块。ED‐ISS将词语可视化为手语（手势动作），便于聋生理解。研究结果表明，根据教学材料专家的评估，ED‐ISS的内容效度为89.7%；根据媒体专家的评估，其构念效度为87.95%。此外，聋生认为ED‐ISS在将词语翻译成手语（手势动作）方面的有效性达到87.90%。

引言

在这个时代，语言是人类日常生活中非常重要的交流工具，使人们能够良好地进行社交。根据印度尼西亚统计局（BPS）的数据，2010年印度尼西亚人口达到2.342亿，其中聋人数量占总人口的1.25%，即2,927,500人[1]。聋是一个广义术语，表示听力障碍，包括从轻度到重度的各种听力困难，可分为聋和听力不足[2,3]。由于存在听力障碍，沟通成为聋人面临的一大难题，他们无法使用口头语言向他人传递信息。

聋人的沟通采用非语言交流方式，通过手语实现，其中一种是印度尼西亚手语系统（Sistem Isyarat Bahasa Indonesia‐SIBI），即标准化手语[4]。

使用印度尼西亚手语系统（SIBI）在实际应用中被认为效果不佳，因为它仅包含带有条件性信息的图片。此外，它以厚书的形式呈现，使用户不愿意随身携带。对于听力障碍人士而言，尤其在通过手势可视化词语方面，也被认为不够易懂。根据此前在巴东地区所有特殊教育学校进行的研究，有77.77%的人认为SIBI不易理解，其中71.77%的人认为SIBI显得僵硬且缺乏灵活性[5]。基于上述问题和实地情况，解决这些障碍的一种可行方案是设计一种能够通过手势可视化词语的印度尼西亚手语系统电子词典，以促进SIBI的使用。

将印度尼西亚手语系统可视化为电子词典，是因为这种方式能够将抽象的内容具体化。电子媒体词典提供电子文字处理功能，即允许文字处理应用程序检查所输入文档的拼写。电子词典在学习中更为高效，因其使用便捷且效率高[6,7]。本研究旨在开发基于树莓派的印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS），能够将词语可视化为动作。

方法

基于树莓派的印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）研究采用的是工程研究方法。该方法包括文献研究、硬件设计、软件设计、硬件和软件测试以及数据分析[8]。在开展研究之前，首先进行文献研究。这一步骤通过咨询听障人士媒体专家并查阅相关研究的文献来完成。该文献研究旨在获取有关印度尼西亚手语系统（SIBI）问题的信息，作为工具设计的基础。讨论结果表明，有必要开发一种能够帮助聋人通过手势可视化词语的媒体。

系统测试旨在确定ED‐ISS的性能。该阶段的最终目标是发现设备中的错误并将其最小化。本研究的数据收集过程包括对ED‐ISS性能的测试与观察，而可行性测试则通过向印度尼西亚Lampung省普林瑟武特殊学校（SLB Pringsewu）的一个由5名听障学生组成的班级发放问卷来进行。本次教学媒体验证邀请了2位印度尼西亚语言手语系统的学科专家和1位听障人士媒体专家参与。所采用的数据分析技术为描述性分析技术。

结果与讨论

图1是印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）的框图。该系统由输入模块、数据处理模块和输出模块构成。为了达到预期效果，设计分为硬件设计和软件设计两种类型。总体而言，硬件设计包括作为数据输入处理器的树莓派板，其用于控制过程。射频识别（RFID）、麦克风和键盘作为树莓派的输入，而HDMI液晶显示器则作为输出。

图2显示了印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）的主菜单。图2(a)为用户登录结果的显示界面。图2(b)展示了手指字母菜单，用户将被要求以字母形式输入内容，并会以印度尼西亚手语系统、双唇音和手势演示的形式展示输入结果。如果选择了一项输入，相应的视频和图像将显示在液晶显示屏上。手指字母输入有助于聋生将动作可视化为字母。

图2(c)展示了数字手势菜单。用户将被要求以数字形式输入内容，系统将显示相应的印度尼西亚手语系统、双唇音以及手势演示。如果选择了一项输入，相应的视频和图像将显示在液晶显示屏上。数字手势输入有助于聋生将动作可视化为数字。

图2（d）展示了日常用语菜单。用户将被要求提供关于人类活动、家庭成员、工作类型和周围物体的输入。印度尼西亚手语系统、双唇音和手势演示的选项将出现。当选择其中一个输入时，相应的视频和图像将显示在液晶显示屏上。日常用语输入有助于聋生直观了解有关家庭成员、周围物体、人类活动、工作类型、内容、人性以及节假日和假期等词汇的动作表达。所需视频和图像将在液晶显示屏上显示，若不符合则返回主菜单。

结果与讨论（续）

内容效度评估

第四步是进行内容效度检验、媒体效度检验以及基于树莓派的印度尼西亚手语电子词典系统的使用。内容效度检验由印度尼西亚手语系统领域的专家进行，该评估从材料质量方面进行审查，并由2位专家评审。教学媒体的可行性测试结果可通过内容效度检验得出。关于材料质量方面的可行性数据百分比来自两位学科专家，分别为92.64%和86.76%。印度尼西亚手语电子词典中现有材料的平均质量为89.7%。内容效度的结果见表1。

表1. 内容效度评估结果

专家	评审人员	平均分	总分	最高总分	分数差异	百分比（%）
专家1	3.70	63	68	5	92.64
专家2	3.47	59	68	9	86.67

媒体构念效度评估

该验证测试以向媒体专家发放媒体评估问卷的形式进行。评估从两个方面进行审查，即技术方面和外观。在获得媒体专家的数据后，下一步进行计算，以得出从构念效度检验角度来看教学媒体可行性的百分比值。采用与内容效度检验相同的计算方法，媒体专家验证所得数据见表2。

表2. 媒体有效性的结果

项目	平均分	总分	最高总分	分数差异	百分比（%）
技术性	3.35	58	68	10	85.29%
美学（展示）	3.5	29	32	3	90.62%

表2显示了媒体专家对媒体可行性的评估结果。在技术方面，得分为85.29%，而在外观方面，得分为90.62%。

用户使用测试结果

在普林瑟武特殊学校对五名五年级学生测试了印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）的使用。随后，针对教育质量方面（内容）、技术方面和美学方面（外观）进行了评估，以获得表3所示的结果。

表3. 媒体使用测试结果

聋生	教育性（内容）	技术性	美学（展示）	总分
1	22	20	22	64
2	21	19	22	62
3	21	21	20	62
4	20	22	22	64
5	21	20	22	63
总分	105	102	108	315
最高总分	120	120	120	360
百分比	87.50%	85.00%	90.00%	87.50%

表3显示，聋生的媒体使用测试结果良好，其中教育方面达到87.5%的百分比，技术方面达到85%的百分比，展示美学方面达到90%的百分比。每位学生的可行性结果见表4。

表4. 可行性结果

聋生	平均分	总分	最高总分	百分比（%）
1	3.55	64	72	88.89%
2	3.44	62	72	86.11%
3	3.44	62	72	86.11%
4	3.55	64	72	88.89%
5	3.50	63	72	87.50%
总计	—	315	360	87.50% （平均百分比）

根据表4，媒体使用验证的百分比测试结果获得的合格百分比为87.50%。因此，可以得出结论：印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）非常适合作为听力障碍人士学习印度尼西亚手语系统的媒介。

结论

基于树莓派开发的印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）在内容效度、结构和实验使用方面具有较高的可行性。根据研究数据，学科专家对内容效度方面的可行性评分为89.7%，媒体专家对构念效度的评分为87.95%，媒体实验使用可行性测试结果为87.90%。该测试由印度尼西亚普林瑟武特殊学校（SLB Pringsewu）的听障学生进行，结果显示该词典可行并可用于教学。

为进一步研究，为了使印度尼西亚手语系统电子词典（ED‐ISS）更加完善并持续适用于使用，需要增加其他手语视频。应能够显示印度尼西亚手语学习成果的相关数据。此外，印度尼西亚手语系统电子词典中还需加入游戏功能，以提高聋人使用该电子词典的兴趣。