基于VR的交互式幼兒職業(yè)感知系統(tǒng)研究

李娜，楊碧瑤，劉璇

（陜西學前師范學院 信息工程學院，陜西 西安 710010）

0 引言

近年來幼兒的職業(yè)體驗活動越來越多的受到家長和幼兒的喜愛，這種活動能讓幼兒了解并體驗各種各樣的職業(yè)，在游戲中培養(yǎng)興趣并獲得極大的滿足，有益兒童身心健康發(fā)展。但由于時空和條件的局限性使這一項活動受到了限制，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造一個交互式系統(tǒng)，讓幼兒們身臨其境地體驗各種職業(yè)，很好地解決了這個問題。

將虛擬現(xiàn)實這一前沿技術(shù)與學前教育特色相結(jié)合，對教育教學和實踐都有深遠影響，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和社會對幼兒職業(yè)體驗的極大需求一定會產(chǎn)生很大的社會影響。順應(yīng)這種發(fā)展趨勢，嘗試虛擬現(xiàn)實的幼兒職業(yè)體驗系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計，先實現(xiàn)部分職業(yè)模型，后續(xù)研究中逐步充實完善職業(yè)種類，全部完成虛擬現(xiàn)實的幼兒職業(yè)體驗系統(tǒng)。本文的研究內(nèi)容對幼兒及家庭具有重大意義，利用它可以不受時空條件的限制讓幼兒親身體驗各種職業(yè)的魅力，引導(dǎo)幼兒樹立早期的人生理想，培養(yǎng)幼兒動手能力，提高學習興趣和注意力，樹立積極樂觀正確高尚的理想和人生觀。

1 相關(guān)技術(shù)和概念

VR是Virtual Reality的縮寫，意為虛擬現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實技術(shù)，又稱虛擬環(huán)境或人工環(huán)境，其融合了圖形技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)等。通過計算機生成的虛擬場景直接作用于操作者的感覺系統(tǒng)。同時，操作者可通過觀察、觸摸、操作等與虛擬場景進行交互操作。它具有沉浸性和交互性等特征[1]。

（1）沉浸性。沉浸性是基于人類心理環(huán)境所形成的存在感，通過VR技術(shù)作用于操作者的感覺系統(tǒng)使其具有身臨其境的感受，使得操作者自身仿佛真實存在于虛擬環(huán)境中[2]。

（2）交互性。交互性即人機的交流互動性。VR技術(shù)可使操作者在特定虛擬環(huán)境下實現(xiàn)對該環(huán)境的操作反饋及信息交流，如在虛擬環(huán)境內(nèi)移動一個物體時操作者不僅可以感受到該物體并且還能感受到該物體的重量等[3]。

交互設(shè)計（英文Interaction Design，縮寫IXD），是定義、設(shè)計人造系統(tǒng)的行為的設(shè)計領(lǐng)域，它定義了兩個或多個互動的個體之間交流的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，使之互相配合，共同達成某種目的。交互系統(tǒng)設(shè)計的目標可以從“可用性”和“用戶體驗”兩個層面上進行分析，關(guān)注以人為本的用戶需求[4]。交互設(shè)計最開始是莫格里奇提出的，交互式設(shè)計主要是從客戶的角度出發(fā)，致力于了解客戶的心理需求，使得產(chǎn)品更能體現(xiàn)以人為本的設(shè)計理念，客戶更容易適應(yīng)產(chǎn)品的功能特點[5]?！敖换ナ健钡母拍钇鹪从谟嬎銠C領(lǐng)域中信息的發(fā)出方和接收方進行信息反饋交換的過程[6]。

職業(yè)感知是個體對某一職業(yè)的功能、意義、價值的認識，是職業(yè)意識發(fā)展的基礎(chǔ)，形成職業(yè)認知的要點在于職業(yè)人能夠清晰理解職業(yè)的本質(zhì)與意義，準確的定位自己[7]。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計

2.1 需求分析

需求分析是基于VR的交互式幼兒職業(yè)感知系統(tǒng)研究開發(fā)設(shè)計階段最重要的一步，通過對市場調(diào)研數(shù)據(jù)的整合和分析，盡可能的了解整個系統(tǒng)的軟件功能和性能等方面的需求，為后期的軟件開發(fā)設(shè)計和研究打下堅實的基礎(chǔ)。

此階段主要是根據(jù)市場調(diào)研數(shù)據(jù)，研究各類影響因素和關(guān)鍵因素，以此達到信息整合的目的。在這一階段，模擬真實的幼兒職業(yè)體驗，將信息記錄在案并提煉分析。如用戶在交互式職業(yè)感知系統(tǒng)中的體驗是否具有真實感，是什么會導(dǎo)致用戶體驗不真實。針對這一問題來確定關(guān)鍵因素。接著，在交互式職業(yè)感知系統(tǒng)中，職業(yè)仿真模型、虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)是其中最重要的因素，并將其作為交互設(shè)計中改善的重點，最終確認其改善的方向。

2.2 設(shè)計框架

交互設(shè)計開發(fā)流程圖如圖1所示

圖1 交互設(shè)計開發(fā)流程圖

2.2.1 系統(tǒng)目標

基于VR的交互式幼兒職業(yè)感知系統(tǒng)采用創(chuàng)新載體手段，利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)培養(yǎng)幼兒們的學習興趣，對幼兒進行職業(yè)啟蒙，增加幼兒們的社會認知。旨在讓幼兒們體驗到各種職業(yè)，培養(yǎng)幼兒們的興趣愛好，給他們健康的教育理念及職業(yè)生涯規(guī)劃，培養(yǎng)幼兒的動手能力，樹立正確的價值觀、人生觀。

2.2.2 系統(tǒng)原理

VR職業(yè)體驗訓(xùn)練系統(tǒng)將沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）融入幼兒教育過程，通過視覺、聽覺等全方位立體化運用，打造沉浸式的學習體驗區(qū)，真正進入職業(yè)角色，真實再現(xiàn)工作場景。以第一視角，感觸各種職業(yè)的工作內(nèi)容，引導(dǎo)幼兒樹立早期的人生理想。

2.2.3 系統(tǒng)功能介紹

①開機進入軟件，不顯示桌面，不允許退出軟件；②功能模塊采取全屏觸控，方便觸摸屏控制；

③對應(yīng)分辨率可以自行設(shè)置；

④針對各模塊均有詳細使用說明，指導(dǎo)及VR設(shè)備操作基本說明；

⑤有用戶統(tǒng)一管理模塊。

2.3 實施方案

系統(tǒng)結(jié)合交互與體驗設(shè)計的相關(guān)理論，研究分析幼兒交互式感知系統(tǒng)的體驗需求，建立幼兒交互式感知系統(tǒng)體驗需求模型，并結(jié)合市場與用戶研究作出修正，依此提出幼兒交互式感知系統(tǒng)的體驗設(shè)計需求與策略。拓展幼兒交互式感知系統(tǒng)在體驗設(shè)計領(lǐng)域的理論研究思路，為幼兒交互式感知系統(tǒng)設(shè)計提供理論參考。

首先，對VR交互式職業(yè)感知理論、VR交互式職業(yè)感知系統(tǒng)設(shè)計理論進行梳理與深入分析，提出VR交互式職業(yè)感知需求。并在前期通過市場調(diào)研與用戶研究，結(jié)合問卷調(diào)查、訪談等方法，了解行業(yè)內(nèi)虛擬現(xiàn)實職業(yè)軟件研發(fā)情況，查閱相關(guān)文獻資料，論證項目的可行性，完成項目研究的可行性調(diào)研報告和研制方案。

其次，利用所學基礎(chǔ)知識并結(jié)合學前教育特色，結(jié)合職業(yè)模型設(shè)計方法與幼兒交互式職業(yè)體驗需求，建立各個職業(yè)的模型，完成初步設(shè)計。結(jié)合使用情境交互設(shè)計中的體驗?zāi)Ｐ?，對幼兒建?gòu)VR交互式職業(yè)體驗情況進行總結(jié)與表達。在技術(shù)人員指導(dǎo)下對VR交互式職業(yè)體驗需求中的職業(yè)模型進行修正。

再次，建立以交互式職業(yè)體驗為中心的感知系統(tǒng)。并根據(jù)幼兒交互式職業(yè)體驗需求的研究結(jié)論，提出基于VR的交互式職業(yè)感知系統(tǒng)需求的設(shè)計流程。

最后，對“基于VR的交互式幼兒職業(yè)感知系統(tǒng)”模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行調(diào)試，針對運行過程中所出現(xiàn)的問題，通過技術(shù)團隊的溝通、修改、優(yōu)化，實現(xiàn)比較完善的系統(tǒng)。

3 結(jié)論

本文主要嘗試利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計一個交互式系統(tǒng)，使幼兒們身臨其境地體驗各種職業(yè)。VR技術(shù)滿足了課堂中達不到的沉浸式學習體驗的需求，幼兒們可以探尋跨時空的萬物，培養(yǎng)幼兒動手能力，提高學習興趣和注意力，樹立高尚的理想和積極樂觀正確的人生觀。幼兒有一個超前的職業(yè)感知，通過體驗了解接觸各種各樣的職業(yè)，在游戲中培養(yǎng)興趣并獲得極大的滿足，有益兒童身心健康發(fā)展。