基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的兒童安全教育游戲設(shè)計(jì)研究

張文莉 胡越

摘要：解決傳統(tǒng)安全教育游戲內(nèi)容枯燥，場(chǎng)景展示單一，交互性差等問(wèn)題。文章根據(jù)兒童與傳統(tǒng)安全教育游戲特征，簡(jiǎn)析兩款較典型的傳統(tǒng)安全教育游戲的優(yōu)劣勢(shì)，引出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的安全教育游戲的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸感、交互性、情境式等特點(diǎn)?；谠鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提出了幾點(diǎn)在安全教育游戲上的應(yīng)用可能，并對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的安全教育游戲整理了一般設(shè)計(jì)原則與開(kāi)發(fā)流程。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與安全教育游戲的結(jié)合，為以后的兒童安全教育形式提供了新的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：兒童安全教育游戲?增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)?設(shè)計(jì)思路

中圖分類(lèi)號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2020）08-0150-03

引言

兒童安全教育一直是社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)于低幼齡7-10歲兒童，其身體及心智都尚未發(fā)展成熟，對(duì)周邊環(huán)境陌生，自我防范和安全意識(shí)比較薄弱，且多數(shù)父母忙于工作，出差，無(wú)暇兼顧子女的教育問(wèn)題，易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。這些潛在的安全隱患，不僅阻礙兒童健康的成長(zhǎng)，還給兒童造成了嚴(yán)重的心理陰影。傳統(tǒng)的兒童安全教育方式主要是基于形式單一內(nèi)容枯燥的故事書(shū)籍、宣傳展示視頻或?qū)嶓w安全演習(xí)等方式，并且演習(xí)存在一定的危險(xiǎn)，其教育知識(shí)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容不能被兒童真正理解吸收。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)因其沉浸感、交互性與情境性在教育游戲上得到長(zhǎng)足發(fā)展，能夠?yàn)閮和踩逃峁┬碌目赡堋?/p>

一、傳統(tǒng)兒童安全教育游戲內(nèi)容分析研究

兒童安全教育是指防控、排除或避免意外突發(fā)事件或?yàn)?zāi)害性事故，造成人身傷害，維護(hù)兒童生命安全的一種教育，其范圍包涵了學(xué)校教育、家庭教育、社會(huì)教育以及教育機(jī)制的構(gòu)建四個(gè)方面。在對(duì)兒童進(jìn)行安全教育知識(shí)普及上，丹麥每周安排“徒步旅游”，家長(zhǎng)帶領(lǐng)兒童在街上行走，了解安全標(biāo)志，學(xué)習(xí)知識(shí);法國(guó)在對(duì)兒童過(guò)馬路上訓(xùn)練有序，講解安全知識(shí)的同時(shí)給他們頒發(fā)“馬路行走許可證”;美國(guó)更注重加強(qiáng)安全教育的宣傳，組織競(jìng)賽，緊密聯(lián)系課程，理論與實(shí)踐結(jié)合。

低幼齡兒童好奇心強(qiáng)，對(duì)游戲娛樂(lè)活動(dòng)有較強(qiáng)的興趣意識(shí)，雖然國(guó)內(nèi)校園安全教育形式化比較突出，很少開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)，但是在幫助兒童了解安全教育知識(shí)，提高主動(dòng)性上地出現(xiàn)了幾款比較有意義的經(jīng)典安全教育游戲。其中一款《美夢(mèng)精靈》如圖1所示，是克萊辛系列安全教育親子游戲的一款經(jīng)典之作，在游戲過(guò)程中能夠消除兒童常見(jiàn)的安全隱患，幫助兒童克服恐懼心理，增強(qiáng)兒童的記憶力、語(yǔ)言表達(dá)能力，是一款?yuàn)蕵?lè)學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)兼?zhèn)涞挠螒颉?/p>

游戲中，兒童需要將翻開(kāi)的夢(mèng)境卡與時(shí)鐘眼上的卡片保持一致，然后對(duì)該夢(mèng)境提出合理解釋和優(yōu)化方案，最后夢(mèng)境卡片較多者獲勝。游戲中有多張有關(guān)小動(dòng)物的夢(mèng)境卡，它們?nèi)粘Ｉ钪卸加龅搅艘恍┌踩[患，兒童需要通過(guò)卡片上展示的內(nèi)容來(lái)幫助小動(dòng)物解決常見(jiàn)的安全問(wèn)題與擔(dān)心害怕的東西。

另一款《騎士救公主》是火星豬開(kāi)發(fā)的一款很具有代表性的安全教育桌游，如圖2所示，游戲中使兒童能夠在出行安全，災(zāi)害應(yīng)急，性教育等在游戲中學(xué)會(huì)如何保護(hù)自己，是一款適合全家一起娛樂(lè)與學(xué)習(xí)的游戲，其玩法類(lèi)似于桌游大富翁，采用投擲骰子的方式根據(jù)點(diǎn)數(shù)在棋盤(pán)上行走，每一步的前進(jìn)與后退都蘊(yùn)含了豐富的安全知識(shí)，并且在體驗(yàn)過(guò)程中還設(shè)計(jì)了很多提問(wèn)需要孩子做出正確的判斷，比如：叔叔這里有糖，你跟我走吧;如果選擇同意則會(huì)相應(yīng)扣除一分，選擇拒絕則可拿到兩分。

這兩款安全教育游戲憑借其較豐富的故事劇情設(shè)定和印象深刻的卡通人物設(shè)計(jì)吸引了多數(shù)玩家，并彌補(bǔ)了傳統(tǒng)市面上枯燥無(wú)味的書(shū)籍的劣勢(shì)，并采用游戲娛樂(lè)的形式使兒童能夠被游戲的故事情境所沉浸，將自己或卡片中人物有害怕恐懼心理時(shí)用語(yǔ)言，動(dòng)作等形式表達(dá)出來(lái)解決，家長(zhǎng)的參與還能夠幫助排除孩子的負(fù)面情緒，學(xué)習(xí)到安全教育知識(shí)，培養(yǎng)孩子的記憶力和表達(dá)能力。游戲內(nèi)容涉及了日常生活行為、家庭生活安全、外出旅行安全等知識(shí)，所有接觸到的知識(shí)點(diǎn)都與孩子的生活緊密關(guān)聯(lián)。

而由于傳統(tǒng)游戲缺少與界面的交互性，在體驗(yàn)過(guò)程中，其一由于卡片的冷漠性，兒童不能真切感受到小動(dòng)物或者公主遇到安全事件時(shí)的內(nèi)心狀態(tài)與感受，游戲的沉浸感不夠充足;其二所有的解決方案都需要兒童口頭描述，并通過(guò)想象與認(rèn)知來(lái)描述故事結(jié)局，缺少與界面的交互。而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好能夠彌補(bǔ)卡片的不可交互，場(chǎng)景的單一化，并豐富傳統(tǒng)安全教育游戲的互動(dòng)形式。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育游戲上的應(yīng)用可能

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented?Reality，AR）技術(shù)是由虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual?Reality，VR）技術(shù)發(fā)展而來(lái)的新型技術(shù)，其通過(guò)攝像設(shè)備和角度位置判別，來(lái)呈現(xiàn)相應(yīng)的文字、圖像、3D對(duì)象等多媒體信息，為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)更加真實(shí)有效的自主學(xué)習(xí)研究環(huán)境，在同一個(gè)屏幕上共同呈現(xiàn)虛擬情景畫(huà)面與真實(shí)世界景象，提高用戶(hù)對(duì)真實(shí)世界的感知能力。

基于AR的交互手段能夠?yàn)閮和峁┮粋€(gè)最貼近自然的交互方式，為兒童搭建了一個(gè)自主探索的空間，通過(guò)娛樂(lè)化元素來(lái)減少枯燥的學(xué)習(xí)過(guò)程，提高兒童參與程度，減輕兒童在面對(duì)火災(zāi)食物中毒等心理恐懼，總體來(lái)說(shuō)，AR技術(shù)相比于傳統(tǒng)安全教育展現(xiàn)的應(yīng)用有這7個(gè)可能性：.

（一）情境式、可視化地展示抽象的安全故事內(nèi)容。AR能快速準(zhǔn)確地通過(guò)移動(dòng)設(shè)備掃描實(shí)體場(chǎng)景并在實(shí)體片中疊加出逼真、多變的場(chǎng)景，兒童能夠直觀地看到與場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的安全教育故事內(nèi)容，并作出實(shí)時(shí)選擇反饋來(lái)進(jìn)入下一個(gè)安全教育場(chǎng)景，增強(qiáng)兒童對(duì)現(xiàn)實(shí)情景的視覺(jué)感知能力。

（二）交互式的敘事結(jié)構(gòu)。兒童通過(guò)自由選擇學(xué)校、住宅、城區(qū)三個(gè)模塊來(lái)進(jìn)入安全教育故事場(chǎng)景，并且能夠在不同的場(chǎng)景中做出所給出的安全故事的問(wèn)題選項(xiàng)反饋后自主選取其他的場(chǎng)景進(jìn)行新的交互反饋，并且故事內(nèi)容具有連貫性和延續(xù)性，不同的交互反饋能夠在不同的場(chǎng)景跳轉(zhuǎn)中產(chǎn)生不同的故事線(xiàn)和結(jié)局，使每個(gè)兒童都能體驗(yàn)到屬于自己的一條安全教育線(xiàn)路。

（三）提升兒童參與積極性和沉浸感。AR能通過(guò)提供即時(shí)的交互反饋，并給出安全教育內(nèi)容的語(yǔ)音播報(bào)或相應(yīng)的選項(xiàng)提示音效來(lái)培養(yǎng)兒童的存在感和敏感度，能夠?qū)和?、虛擬物體信息在一個(gè)真實(shí)情境中融合到一起，給兒童帶來(lái)一種身臨其境的感覺(jué)。兒童能夠在做出交互反饋的場(chǎng)景中實(shí)時(shí)模擬到真實(shí)環(huán)境中事故的危險(xiǎn)中，并沉浸其中，幫助游戲中的自己避免安全教育事故的發(fā)生。

（四）使用自然交互方式。兒童可以自由使用移動(dòng)設(shè)備掃描卡片中的任意某一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行游戲，根據(jù)提示與問(wèn)題在下方自主選擇安全事故的答案，觸發(fā)并體驗(yàn)不同的安全故事，這種非鼠標(biāo)、鍵盤(pán)操作的自然交互方式，與真實(shí)體驗(yàn)的感覺(jué)基本是一致的。這種真實(shí)的代入感也能夠讓兒童在自由交互的同時(shí)，更自然更貼切地去掌握和學(xué)習(xí)安全教育知識(shí)。

（五）減少成本，避免真實(shí)危險(xiǎn)的發(fā)生。AR技術(shù)的獨(dú)特實(shí)現(xiàn)形式能夠幫助兒童在不必額外花費(fèi)成本的情況下，可以多次重復(fù)地進(jìn)行體驗(yàn)安全教育的活動(dòng)，也能夠通過(guò)選擇不同安全教育事件體驗(yàn)到不同場(chǎng)景并完成多種故事線(xiàn)的結(jié)局，并可以使兒童在不用承擔(dān)真實(shí)后果的同時(shí)體驗(yàn)到日常生活中難以接觸或者具有危險(xiǎn)性的比如火災(zāi)、闖紅燈等情境。

（六）傳統(tǒng)學(xué)習(xí)與新型學(xué)習(xí)相結(jié)合。運(yùn)用AR技術(shù)能夠創(chuàng)設(shè)一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的新型學(xué)習(xí)場(chǎng)景環(huán)境，通過(guò)使用移動(dòng)設(shè)備的便攜性，配合傳統(tǒng)的安全教育故事學(xué)習(xí)內(nèi)容，在選項(xiàng)的交互反饋下，不斷切換故事場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的安全教育故事線(xiàn)，達(dá)成不同的結(jié)局演示，通過(guò)實(shí)時(shí)語(yǔ)音提示和場(chǎng)景動(dòng)效展示，并具有高度自由機(jī)制參與體驗(yàn)，是傳統(tǒng)與新型學(xué)習(xí)的結(jié)合。

（七）模糊學(xué)習(xí)與游戲的界限。在精美的游戲場(chǎng)景畫(huà)面，舒適愉快的背景音樂(lè)和生動(dòng)的語(yǔ)音播報(bào)環(huán)境下，兒童能夠在體驗(yàn)過(guò)程中不僅享受到游戲帶來(lái)的樂(lè)趣，還能夠同時(shí)接觸到各種不同的安全教育故事，通過(guò)作出的答案選項(xiàng)交互反饋，在輕松的娛樂(lè)中學(xué)習(xí)到真實(shí)的安全教育知識(shí)，并能夠在沉浸感較強(qiáng)的環(huán)境下增強(qiáng)安全意識(shí)。

三、基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的兒童安全教育游戲設(shè)計(jì)原則和開(kāi)發(fā)流程

目前，受到教育游戲的吸引力，其教育性，關(guān)鍵特征的研究已形成了較廣泛共識(shí)，如果將安全教育教學(xué)內(nèi)容匹配上AR游戲的特征，那么就可利用游戲娛樂(lè)的力量來(lái)吸引學(xué)習(xí)者參與到其中，從而達(dá)到預(yù)期目標(biāo)和安全教育知識(shí)的普及與推廣。

（一）設(shè)計(jì)原則

因此文章從人機(jī)交互、內(nèi)容結(jié)構(gòu)、教育意義三個(gè)因素層面來(lái)對(duì)AR技術(shù)下的安全教育游戲所因具備的設(shè)計(jì)因素來(lái)分析，作為該類(lèi)游戲設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)原則：

1.人機(jī)交互層面，應(yīng)設(shè)計(jì)符合兒童特征與認(rèn)知的可用性交互界面，包括場(chǎng)景跳轉(zhuǎn)，交互按鈕等。

（1）自然交互與即時(shí)反饋：在與界面交互上提供給兒童自由操作和反饋選擇的自然機(jī)制，場(chǎng)景的自由跳轉(zhuǎn)切換與選項(xiàng)結(jié)果的自由反饋，并給予兒童及時(shí)的反饋判斷結(jié)果，引導(dǎo)兒童接下來(lái)的安全教育場(chǎng)景和內(nèi)容的進(jìn)一步體驗(yàn)。

（2）沉浸感：在游戲體驗(yàn)中兒童通過(guò)觀看精美的畫(huà)面，享受優(yōu)美的音樂(lè)音效，獲取豐富的故事內(nèi)容，并在生動(dòng)的語(yǔ)音播報(bào)指導(dǎo)下深入到安全教育知識(shí)的學(xué)習(xí)中，所經(jīng)歷的安全教育內(nèi)容都與真實(shí)的生活中所發(fā)生的事件非常接近，兒童能夠沉浸其中，并最終獲得較好的游戲體驗(yàn)。

（3）娛樂(lè)性：在保持傳統(tǒng)游戲完成任務(wù)，切換場(chǎng)景，多種游戲支線(xiàn)，體驗(yàn)不同結(jié)局玩法的同時(shí)，能夠?yàn)閮和峁┗镜挠鋹偧皾M(mǎn)足感，受贏得游戲勝利的成就感，也會(huì)增強(qiáng)兒童的自信心和自主探索思考的能力。

2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)層面，應(yīng)根據(jù)安全教育內(nèi)容和兒童認(rèn)知特征，設(shè)計(jì)合理豐富的游戲內(nèi)容。

（1）敘事性：安全教育內(nèi)容的呈現(xiàn)形式處于游戲的核心位置，兒童游戲過(guò)程中不同場(chǎng)景出現(xiàn)的不同安全教育故事都是根據(jù)兒童在前一個(gè)場(chǎng)景中所做的反饋所產(chǎn)生，整個(gè)故事具有連貫性和邏輯性，并且故事線(xiàn)較長(zhǎng)，劇情感豐富，不同的兒童做出不同的反饋能夠體驗(yàn)出多種不同的故事結(jié)局，內(nèi)容形象，代入感強(qiáng)，如圖3所示。

（2）視聽(tīng)覺(jué)：設(shè)計(jì)精美符合兒童認(rèn)知喜好的人物場(chǎng)景畫(huà)面，配合以合適的背景音樂(lè)與交互音效，采用智能的語(yǔ)音播報(bào)，安全教育內(nèi)容配以合適的拼音，不僅減少兒童在瀏覽文字時(shí)的障礙，熟悉的人聲也能減輕兒童的緊張感與危機(jī)感，使兒童在游戲過(guò)程減少枯燥的安全教育內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

（3）規(guī)則性：兒童需要使用根據(jù)一定的提示操作完成游戲的相關(guān)玩法，包括開(kāi)始游戲圖4，場(chǎng)景選擇圖5，并且共同遵守，一定的規(guī)則引導(dǎo)能夠使游戲更加規(guī)范。

（4）成就感：在兒童獲得某項(xiàng)安全事故的正確結(jié)果預(yù)防反饋后，家長(zhǎng)可以給予兒童一定獎(jiǎng)勵(lì)，在夸獎(jiǎng)孩子的同時(shí)也能夠提升兒童的自我滿(mǎn)足感與自信心，并且加深對(duì)兒童安全教育知識(shí)的認(rèn)識(shí)和思考，更有興趣和動(dòng)力去了解去接觸安全教育事故的預(yù)防。

（5）挑戰(zhàn)性：在游戲中系統(tǒng)會(huì)提供一定的難度機(jī)制和一到兩個(gè)迷惑的干擾選項(xiàng)，更能夠提升兒童的主動(dòng)觀察能力和對(duì)事物理解的判斷能力，并且也增加了兒童對(duì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)的不確定性。

3.教育意義方面，游戲設(shè)計(jì)最終目的應(yīng)是更廣泛更深刻地傳達(dá)安全教育知識(shí)。

（1）目的性：使得兒童在體驗(yàn)一系列安全故事內(nèi)容反饋后能夠掌握安全知識(shí)，通過(guò)游戲的玩法，掌握安全教育知識(shí)及其注意事項(xiàng)，預(yù)防在現(xiàn)實(shí)生活中可能出現(xiàn)的一系列安全事故。

（2）影響力：在傳統(tǒng)游戲玩法的基礎(chǔ)上通過(guò)增加了AR技術(shù)，并且結(jié)合含有安全教育意義知識(shí)的內(nèi)容，在具備相關(guān)儲(chǔ)備知識(shí)和預(yù)防能力之后，在整個(gè)游戲體驗(yàn)過(guò)程中更能夠激發(fā)兒童處理危急安全事件的判斷和應(yīng)變能力，提升兒童的自信心和自我保護(hù)意識(shí)。

（3）延續(xù)性：這種與AR技術(shù)結(jié)合的傳統(tǒng)安全教育游戲形式也給其他安全教育知識(shí)普及帶來(lái)了新的設(shè)計(jì)思考，并也能為以后的AR安全教育游戲提供一些新的設(shè)計(jì)思路和想法。

（二）開(kāi)發(fā)流程

目前基于AR技術(shù)的安全教育游戲在國(guó)內(nèi)外都還沒(méi)有成熟的開(kāi)發(fā)模式可以借鑒。文章以游戲開(kāi)發(fā)的一般流程為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外教育游戲開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，并按照現(xiàn)有的AR教育游戲?qū)嵗拈_(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，再借助敘事描述安全教育內(nèi)容的手法，歸納了AR安全教育游戲的一般開(kāi)發(fā)模式：

1.需求分析階段。AR安全教育游戲在講述安全教育內(nèi)容時(shí)沉浸感強(qiáng)，能夠把虛擬情景界面疊加到真實(shí)的模型場(chǎng)景環(huán)境中、實(shí)現(xiàn)人與物體間的自然交互，激發(fā)兒童學(xué)習(xí)安全知識(shí)的動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)興趣。在需求階段，應(yīng)結(jié)合AR技術(shù)的特性、教育游戲寓教于樂(lè)的特點(diǎn)，安全教育故事的敘事風(fēng)格，制訂合理的游戲主題內(nèi)容，選擇合適的游戲平臺(tái)載體類(lèi)型，得出游戲的基本限制條件。

2框架設(shè)計(jì)階段。首先要明確游戲目的、游戲類(lèi)型和游戲規(guī)則，游戲設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性在于主要功能模塊的如何應(yīng)用，確定游戲的可實(shí)現(xiàn)性。其次需要從安全教育內(nèi)容的模型出發(fā)，設(shè)計(jì)出AR安全教育游戲的內(nèi)容模塊。在這一階段開(kāi)發(fā)者需要從游戲角色設(shè)計(jì)、游戲流程制定、游戲工具選擇等三個(gè)方面展開(kāi)游戲設(shè)計(jì)，進(jìn)一步明晰游戲框架及內(nèi)容。

3..實(shí)現(xiàn)制作階段。這一階段是AR安全教育游戲開(kāi)發(fā)的較關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要任務(wù)有：

（1）開(kāi)發(fā)工具的選擇。根據(jù)所要開(kāi)發(fā)的AR安全教育游戲的主題類(lèi)型和難易程度，來(lái)合理地選擇游戲開(kāi)發(fā)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)工具;

（2）游戲核心的建構(gòu)。利用合適的開(kāi)發(fā)平臺(tái)、工具和語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)游戲的主要技術(shù)部分，完成游戲相關(guān)的功能模塊，建構(gòu)AR安全教育游戲的核心展示部分;

（3）游戲版本的開(kāi)發(fā)與完善。根據(jù)設(shè)計(jì)需求及框架設(shè)計(jì)，初步實(shí)現(xiàn)游戲的大體功能，定制試玩版本;進(jìn)行調(diào)試后，擴(kuò)展游戲內(nèi)容，完善交互界面，形成最終版并撰寫(xiě)游戲說(shuō)明文檔。

4.版本發(fā)布階段。發(fā)布AR安全教育游戲，進(jìn)行游戲體驗(yàn)測(cè)評(píng)，交流游戲意見(jiàn)與測(cè)評(píng)，總結(jié)游戲開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，便于后續(xù)版本的開(kāi)發(fā)工作。

開(kāi)發(fā)流程如圖6。

結(jié)語(yǔ)

AR技術(shù)應(yīng)用的前進(jìn)發(fā)展方向?yàn)榘踩逃螒虻闹R(shí)普及和發(fā)展提供了新的動(dòng)力源泉，其核心特征不僅是虛實(shí)情景的融合，還增強(qiáng)了用戶(hù)在人機(jī)交互，上的靈活性、操作的便捷性，并且即時(shí)反饋機(jī)制促使兒童更易沉浸在游戲中，激發(fā)學(xué)習(xí)安全知識(shí)的動(dòng)力，提高獲取知識(shí)能力和學(xué)習(xí)效果。

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