關于虛擬現(xiàn)實技術在兒童教育中的應用研究

何芬 魏雅亭

摘 要：近幾年來，科學技術不斷發(fā)展，在很多行業(yè)中得到應用，兒童教育行業(yè)也不例外?；诖?，對虛擬現(xiàn)實技術在兒童教育中的應用進行深入分析。本文在簡要了解兒童教育中的發(fā)展需求后，根據(jù)實際應用案例，設計虛擬現(xiàn)實技術教育的應用方式，具體分析虛擬現(xiàn)實技術的使用效果，以供參考。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術;兒童教育;教學效果;教學方式

0 引言

兒童教育事業(yè)是教育行業(yè)中的核心，然而在實際發(fā)展過程中，兒童教育領域的發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀。尤其是在教育體制改革后，雖然形成了較為成熟的教育體制和相對完善的教育產業(yè)鏈，但市場需求在擴大，發(fā)展腳步無法跟上需求增長速度，需要推動兒童教育全面發(fā)展。

1 兒童教育中的發(fā)展需求

新時期，兒童教育領域不斷發(fā)展，兒童教育的市場需求也在不斷增加，出現(xiàn)了很多全新的兒童教育產品。縱觀當前兒童教育市場上的教育產品，所采取的教育教學模式較為單一，對兒童的吸引力不足，無法充分發(fā)揮產品的作用。不僅如此，這些教育教學產品缺乏互動性，教學環(huán)節(jié)的設計不夠科學，教學效率并沒有得到提高，甚至還會對兒童的主觀能動性和學習熱情造成沖擊，對兒童未來的發(fā)展形成阻礙。在信息技術、移動電子設備不斷普及的今天，兒童教育想要得到發(fā)展，就要增強教育的交互性，讓家長和兒童都能夠融入教育教學活動中，提高教學活動的樂趣，充分調動兒童的學習積極性。同時，還要具備趣味性，對于兒童而言，趣味是吸引其的最大因素，具備趣味性的教育教學產品可以讓兒童主動投入教育活動中，讓教育的作用得到充分發(fā)揮。除了上述兩點需求之外，兒童教育還要具備逼真性、創(chuàng)造性、沉浸性，從而培養(yǎng)兒童的想象力、思維能力、創(chuàng)造能力，為兒童未來的學習和發(fā)展奠定良好的基礎。[1]

2 虛擬現(xiàn)實技術在兒童教育中的應用案例

2.1 虛擬現(xiàn)實技術在兒童教育中的應用

虛擬現(xiàn)實技術最常見的就是應用在一些教育產品中，這其中增強現(xiàn)實立體書是目前應用最廣泛的一種，如Fairy-land Magic、Dinosaurs Alive。在這些產品中，書中的動物、角色都可以跟著音樂節(jié)奏扭動，以逼真的形象呈現(xiàn)在兒童面前，從而給兒童留下深刻的印象。不僅如此，隨著兒童的閱讀，書中的角色也會和兒童進行交互，在無形之中培養(yǎng)兒童的想象力、思維能力、創(chuàng)造能力。以Dinosaurs Alive為例，這本增強現(xiàn)實立體書中將已經滅絕的恐龍重新呈現(xiàn)在兒童面前，并且通過動畫的方式逼真、形象地再現(xiàn)恐龍的日常生活狀態(tài)和斗爭場面，不僅可以給兒童留下深刻的印象，也能夠讓兒童更好地了解恐龍的形象。[2]

2.2 虛擬現(xiàn)實技術應用的具體方案設計

（1）美術設計。美術設計是虛擬現(xiàn)實技術兒童教育產品設計的基礎，以圖書為例，在設計過程中排版印刷、尺寸效果、頁數(shù)裝訂、圖形色彩、故事內容等方面都要考慮在內，然后將其和虛擬現(xiàn)實技術相結合，形成立體書。

（2）程序設計。現(xiàn)實程序設計是虛擬現(xiàn)實技術兒童教育產品設計過程中最重要的部分。在這個過程中，利用計算機技術可以有效地獲取紙質圖書中的標記圖形，同時也可以自行設計特殊的標記，為虛擬圖像的實現(xiàn)奠定基礎。在完成特殊標記設計的基礎上，就可以利用虛擬現(xiàn)實技術給兒童展現(xiàn)出一個三維立體圖形，并且具備溝通交互功能。在設計時，需要保證設計的合理性和真實性，可以利用Action Script3.0語言在軟件Flash Develop中開發(fā)。此外，在程序設計中還會用到三維框架，常用的框架軟件為Papervision3D。

（3）標記設計。在完成美術設計和程序設計后，還要進行標記設計，實現(xiàn)所需要的標記圖形。在這個過程中，要遵守具體的識別要求，根據(jù)標記設計制作軟件中的識別原則進行設計。例如，ARTool Kit Marker Generator這個軟件中的要求標記圖形中有50%的黑色識別框，而且不同虛擬物體對應的標記圖形也不能相同。因此，在設計過程中，要適當?shù)亟档蜆擞泩D案的復雜程度，從而在強化識別效果的同時提高設計效率。在完成標記識別后，就可以實現(xiàn)環(huán)境實例化、聲音交互展示等，最終形成完整的虛擬現(xiàn)實技術兒童教育產品。

（4）使用效果。以迪士尼設計的虛擬現(xiàn)實技術兒童教育產品《動物世界》為例，該產品中不僅包括實體繪本，還含有徽章、外套、手機APP程序等實體物品，此外，還含有圖形、文字、動畫、語音等虛擬內容，讓兒童在閱讀過程中可以更好地了解書中的內容，了解書中角色的不同形象，在娛樂中學習知識。不僅如此，該產品還可以通過手機APP和兒童進行互動，點開手機照相機，兒童就可以看到一個三維的動畫形象，同時也可以聽見動畫形象的聲音。該APP操作簡單，還具有親子游戲互動的功能，可以讓親子和動畫形象一起完成相應的游戲任務。由此可知，在數(shù)據(jù)和虛擬技術的基礎上，設計出了立體交互模型，效果極佳。并且迪士尼公司在設計虛擬現(xiàn)實技術兒童教育產品中還創(chuàng)新性地引入了筆記記錄和點贊功能，兒童可以在書籍頁面上進行繪制，保留在手機APP中，但不會對書籍本身造成傷害，以此不僅可以讓兒童更好地了解動物知識，樹立起動物保護意識，也能實現(xiàn)圖書的綜合利用。

3 結語

虛擬現(xiàn)實技術在兒童教育中的應用具有極大的優(yōu)勢，能夠讓兒童在一個輕松、愉快的環(huán)境下學習，強化自身的能力。新時期，讓兒童得到健康成長是教育行業(yè)的重點工作內容之一，因此必須在兒童教育中全面運用虛擬現(xiàn)實技術，讓兒童從全新的角度開展學習，提高兒童教育質量。

參考文獻：

[1] 黃松.增強現(xiàn)實關鍵技術及其在兒童教育中的應用綜述[J].重慶第二師范學院學報，2019，32（03）：94-98+116.

[2] 張俊暉，李奇.增強現(xiàn)實技術（AR）在兒童啟蒙教育中的應用研究[J].科技經濟導刊，2019，27（09）：35.

作者簡介：何芬（1983—），女，湖北武漢人，碩士研究生，講師，從事動畫藝術研究。

魏雅亭（1986—），女，碩士研究生，講師，研究方向：實驗動畫。