增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在兒童教育中的應(yīng)用

摘要：隨著科技和時(shí)代的發(fā)展，新技術(shù)科技的不斷涌現(xiàn)助推著許多傳統(tǒng)行業(yè)的升級(jí)和進(jìn)步，兒童教育作為大眾普遍接受且需求旺盛的教育產(chǎn)業(yè)，也需要有新科技技術(shù)的助力，增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為傳統(tǒng)教育與新科技融合的橋梁，已經(jīng)逐步走入我們的生活。

關(guān)鍵詞：兒童教育；增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)1增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的背景

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以即時(shí)且沒(méi)有限制地觀察三維空間。虛擬現(xiàn)實(shí)而增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR）是在虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù)，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場(chǎng)景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”。它將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體或關(guān)于真實(shí)物體的非幾何信息疊加到真實(shí)世界的場(chǎng)景之上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)世界的增強(qiáng)。同時(shí)，由于用于與真實(shí)世界的聯(lián)系并未被切斷，交互方式也就顯得更加自然。

2傳統(tǒng)兒童教育領(lǐng)域現(xiàn)狀

傳統(tǒng)領(lǐng)域的兒童教育已經(jīng)是一個(gè)很成熟的產(chǎn)業(yè)，主要有兒童讀物、繪本、游戲、玩具、動(dòng)畫和其他視聽(tīng)媒體產(chǎn)品等類別。作為一個(gè)需求巨大的市場(chǎng)，豐富多彩的產(chǎn)品鏈?zhǔn)菨M足消費(fèi)者需求的基礎(chǔ)。但是在現(xiàn)有的兒童教育產(chǎn)品中，教育模式基本上還屬于比較落后的形式，兒童作為教育環(huán)節(jié)的主要參與者卻往往處于被動(dòng)學(xué)習(xí)和觀看的地位。而家長(zhǎng)作為教育的次要參與者，也無(wú)法有效的融入教育環(huán)節(jié)中和孩子產(chǎn)生較多的交互，更多的情況下，家長(zhǎng)都作為教育產(chǎn)品使用的講述者或主要使用者。從教育方式上來(lái)看，被動(dòng)的學(xué)習(xí)效率本身就是低下的，尤其在嬰幼兒階段的初級(jí)啟智教育，家長(zhǎng)是無(wú)法要求孩子按照成年人的思路展開主動(dòng)學(xué)習(xí)的。在當(dāng)下信息資訊飛速膨脹的時(shí)代中，各種新技術(shù)新方法新知識(shí)的不斷涌現(xiàn)，兒童教育也需要尋找新的技術(shù)新的方法來(lái)提升教育的效率和趣味性，傳統(tǒng)的兒童教育產(chǎn)品與教育模式已經(jīng)漸漸的跟不上時(shí)代的要求。

3新媒體技術(shù)在兒童教育領(lǐng)域的問(wèn)題

隨著手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備的普及，越來(lái)越多的家長(zhǎng)選擇使用方便快捷的教育類APP來(lái)取代傳統(tǒng)的書本和影音模式的教育方式。固然，手機(jī)程序和電子設(shè)備的廣泛使用，是科技進(jìn)步的必然，也代表了先進(jìn)的教育方式和理念，但是過(guò)度的依賴電子產(chǎn)品也會(huì)帶來(lái)許多不利的影響。比如，嬰幼兒期的兒童在智力發(fā)展和認(rèn)識(shí)世界的過(guò)程中，不僅僅依賴于視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，觸覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)也是兒童認(rèn)識(shí)世界、了解世界的方法。而簡(jiǎn)單的APP程序，只能解決視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的需求，反而忽略了觸覺(jué)等肢體感官上的體驗(yàn)。從智力開發(fā)和兒童身體機(jī)能的培養(yǎng)來(lái)看，目前流行的新媒體教育手段還比較單一，難以滿足兒童教育的各方面需求。

現(xiàn)在流行的教育APP基本上還是傳統(tǒng)視聽(tīng)手段的延續(xù)，在屏幕中以點(diǎn)擊、動(dòng)畫播放等形式出現(xiàn)，內(nèi)容形式呆板、內(nèi)容更新也無(wú)法保證，在操作方式上對(duì)于使用者的要求也比較高，UI設(shè)計(jì)和操作模式很難兼顧家長(zhǎng)和兒童不同年齡層次的需求。同時(shí)，媒體內(nèi)容對(duì)于設(shè)備的依賴性比較高，所有的內(nèi)容都必須在屏幕的方寸之間來(lái)觀看，不利于家長(zhǎng)和孩子一起學(xué)習(xí)、娛樂(lè)和體驗(yàn)，在教育過(guò)程上就處于一個(gè)不斷弱化不斷限制化的流程中，使用者只能被動(dòng)的使用和接受。

4增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在兒童教育產(chǎn)品中的嵌入

那么，傳統(tǒng)的教育領(lǐng)域與新技術(shù)新科技如何銜接和配合呢？增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)就滿足了新媒體教育的短板，因?yàn)锳R技術(shù)不僅僅依賴于電子設(shè)備、也需要現(xiàn)實(shí)環(huán)境的參與和配合。在視聽(tīng)的基礎(chǔ)上，配合以觸覺(jué)、嗅覺(jué)甚至味覺(jué)的各種因素相互交融，滿足了兒童成長(zhǎng)中探索世界的各種需求，最大限度的模擬出一個(gè)內(nèi)容豐富、易于體驗(yàn)的教育環(huán)境和背景。

AR技術(shù)的核心是基于真實(shí)圖像的圖形識(shí)別技術(shù)與三維技術(shù)，從技術(shù)層面來(lái)看，AR技術(shù)就需要傳統(tǒng)教育內(nèi)容的配合。結(jié)合兒童教育書本讀物，配合以電子設(shè)備端執(zhí)行的多媒體程序，從真實(shí)書本的觸覺(jué)體驗(yàn)開始，通過(guò)手機(jī)等設(shè)備的視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)展示，繪聲繪色的講述演繹教育內(nèi)容，形成完整的兒童認(rèn)知體系。AR技術(shù)需要電子設(shè)備的支持，如廣泛使用的手機(jī)和平板電腦，而現(xiàn)在基本上所有的電子設(shè)備都有攝像頭的配置，所以在設(shè)備的普及率和兼容性上不會(huì)有大的問(wèn)題。使用Unity3D軟件進(jìn)行ARAPP程序的開發(fā)、制作和發(fā)布，同時(shí)可以為IOS以及Andriod系統(tǒng)提供產(chǎn)品，在技術(shù)流程上也不存在限制。通過(guò)電子設(shè)備與實(shí)體讀物的配合，不僅提高了趣味性，也加強(qiáng)了父母與兒童之間的配合性。

以視彩堂互動(dòng)科技出品的增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)兒童教育產(chǎn)品《巴布巴布》為例（圖1），產(chǎn)品包含了實(shí)體兒童繪本、卡通形象徽章、織物觸感外套、手機(jī)APP程序。既有可讀可看可觸可玩的實(shí)物，還有手機(jī)平臺(tái)的AR程序，兩者互相配合來(lái)給兒童講述繪本內(nèi)的科教內(nèi)容?！栋筒及筒肌窊碛?個(gè)可愛(ài)的卡通動(dòng)物角色，通過(guò)圖形、文字、動(dòng)畫、語(yǔ)音等內(nèi)容，讓兒童了解不同動(dòng)物的習(xí)性、特征和虛擬的性格，在娛樂(lè)中學(xué)習(xí)小動(dòng)物的相關(guān)知識(shí)。程序端不設(shè)控制界面，只需要通過(guò)手機(jī)的攝像頭來(lái)觀察繪本和徽章就可以看到聽(tīng)到三維的動(dòng)畫形象來(lái)講述小故事，完全沒(méi)有操作限制和難度，大人孩子均可輕松上手。同時(shí)徽章還可以當(dāng)作棋子在繪本的地圖上來(lái)游戲，大人孩子可以一同體驗(yàn)游戲過(guò)程，同樣也可以在屏幕中看到三維形象有趣的交互過(guò)程。從這一款A(yù)R兒童教育產(chǎn)品來(lái)看，從手段上實(shí)現(xiàn)了全方位學(xué)習(xí)體驗(yàn)的功能，在教育體驗(yàn)性的環(huán)節(jié)上帶來(lái)了許多傳統(tǒng)讀物和電子讀物無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，不僅面對(duì)兒童，同時(shí)也需要家長(zhǎng)的積極參與，通過(guò)AR的技術(shù)手段來(lái)建立家長(zhǎng)和孩子之間的學(xué)習(xí)紐帶，也解決了家庭線下教育的空缺。希望這樣的讀、看、聽(tīng)、觸、玩的教育游戲相結(jié)合的過(guò)程，給兒童教育產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者提供了新的思路和目標(biāo)。

圖1增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)兒童讀物《巴布巴布》5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)于AR技術(shù)在兒童教育中應(yīng)用層次及與傳統(tǒng)APP教育軟件優(yōu)缺點(diǎn)的分析，對(duì)AR技術(shù)以及設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法應(yīng)該有了一定深度的了解。從《巴布》兒童教育產(chǎn)品來(lái)看，AR技術(shù)在兒童教育領(lǐng)域中的應(yīng)用還有很大的拓展性，可以預(yù)見(jiàn)到，利用AR技術(shù)的靈活性和科技性，從教育的角度出發(fā)兼顧圖形設(shè)計(jì)、故事性、趣味性、互動(dòng)性的新媒體兒童教育產(chǎn)品會(huì)在未來(lái)的教育產(chǎn)業(yè)占得一席之地。參考文獻(xiàn)：

[1] 馬登哲.虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用[M].上海交通大學(xué)出版社，2011.作者簡(jiǎn)介：張帆，女，山西太原人，碩士，助教，研究方向：新媒體、互動(dòng)、動(dòng)畫、兒童教育。