增強現實技術在幼兒行為習慣養成教育軟件中的開發與應用

張帆 李舜曼 王子文

摘 ?要：幼兒（三至六歲）是養成良好行為習慣的關鍵時期。此年齡段的幼兒正處于模仿階段，主要以具象思維為主。文章結合幼兒的心理特征與媒介傳播之間的關系，利用增強現實技術，闡述基于幼兒行為習慣養成的教育軟件設計開發思路。通過該軟件的使用和數據統計分析，表明合理的卡通角色設計、情節設定和AR技術的結合，可有效幫助幼兒養成良好的行為習慣。

關鍵詞：幼兒;增強現實技術;行為習慣養成;教育軟件

作者簡介：張帆，浙江傳媒學院新媒體學院碩士研究生，研究方向為虛擬現實、增強現實技術、人機交互、游戲設計（浙江 杭州 310018）;李舜曼，浙江經貿職業技術學院碩士研究生，研究方向為教育心理學（浙江 杭州 310018）;王子文，杭州西雨動畫有限公司，動畫設計師（浙江 杭州 310015）。

中圖分類號：G612 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-0568（2019）24-0103-03

教育家葉圣陶先生說過，教育的目的就是培養習慣。良好習慣對于人的身心健康、知識獲得、能力培養、品德陶冶、個性形成等方面都是至關重要的。處于幼兒階段（3～6歲）的兒童，是養成良好行為習慣的最佳和關鍵時期。

近年來，增強現實（AugmentReality，簡稱AR）技術已經成熟并開始市場化。增強現實可使抽象的教學內容具象化，降低對學習者遷移能力的要求，輔助學習者完成認知過程。它可以為幼兒提供更多的交互性和反饋機制，以及現實與虛擬融合的趣味性。

通過市場調研，目前利用AR技術開發的幼兒教育類軟件主要分為：語言教育類、物品認知類、數學類、科普類和文化藝術類等，但關于幼兒習慣養成類的AR產品還處于探索階段。因此，本文將在幼兒認知和習慣養成過程等規律的基礎上，以浙江傳媒學院和杭州西雨動畫有限公司合作共同研發的《豌豆星球AR魔法貼紙》為例，探討、闡述幼兒習慣養成教育軟件的開發和應用，并對用戶的反饋數據進行分析。

一、兒童與媒體之間的關系

1.“使用與滿足”理論。它是解釋媒體對兒童的影響作用中重要的理論之一，其核心是“為達到個人滿足和需求實現，受眾如何（被動或主動）選擇媒介”。在電視媒介流行時代，研究者對兒童的電視節目主動選擇和被動選擇進行了深入研究。當兒童對特定內容的偏好通過自主選擇節目體現出來時，他們可獲得最大限度的愉悅，并處于最大限度的介入水平。

2.幼兒偏好的顏色。顏色對兒童的性格影響，如長期接觸灰暗調色彩的兒童，容易使孩子性格懦弱、內向;長期接觸鮮亮的色調，兒童性格就會更加開朗、活潑。同時，一個孩子接觸的顏色過度豐富（即色彩紛雜）會干擾孩子對有益信息的采集，妨礙邏輯思維的延伸性;孩子在色彩信息采集的過程中會很容易被其他顏色的物體打斷，進而出現邏輯思維編輯過程的“阻隔”。個別顏色還會造成孩子對信息采集的緊張，導致拒絕和放棄采集，如黑色。目前，幼兒與顏色之間的關系研究已經基本達成一致的共識，即明亮度越高、飽和度越大、越純的顏色，如紅、黃、橙、綠、藍、紫等視覺敏感色。

3.幼兒偏好的卡通角色形象。認同是在媒體信息的傳播和說服之間起到中介作用的一個過程。根據學習理論，認同能讓人模仿。而模仿是認同對日常生活的影響，兒童在觀看動畫片時，常常伴以與之相關的動作或語言。幼兒對一個角色的認同達到一定程度，將使得該角色的行為影響到幼兒的現實行為。

4.情節的可理解性。節目內容的可理解性是決定兒童是否注意內容的主要因素。只要節目內容可理解，兒童對電視的注意就會一直持續下去。為了讓觀看者更容易理解，故事情節的可理解性非常重要，且情景的設置宜盡量簡單，這樣傳遞信息就更容易。如畫面中字數太多，則觀看者需投入很多精力去理解，導致理解難度加大。

二、《豌豆星球AR魔法貼紙》內容設計

1.行為習慣分類。通過對五十個家庭的調研和數據整理，開發團隊總結出三類共二十種家長關心的行為習慣，分別為：

（1）好習慣：愛整理、常讀書、常喝水、懂禮貌、坐安全座椅、獨立吃飯、按時睡覺等。

（2）講衛生：勤洗澡、愛刷牙、剪指甲、洗臉等。

（3）講文明：扔垃圾、不亂涂、節約用水等。

該軟件嘗試為幼兒提供“視、聽、玩、學、分享”等立體互動新模式。這些習慣行為將通過AR技術呈現給幼兒，每種習慣行為都由軟件中的卡通角色進行講解和演示。

2.角色設計。角色的設計需符合幼兒的審美能力，從而有助于幼兒建立對角色的認同感。所有的角色都采用圓角化、擬人化設計手法。顏色以粉紅、黃、橙、粉藍等明度較高，偏暖色的色調為基調。填色部分以大塊色塊填充的風格進行著色，控制顏色組合的復雜度，以降低干擾幼兒對信息的采集，提高幼兒對故事情節的關注度，進而幫助他們建立更完整的思維編制過程，如圖1所示。

3.反饋機制。反饋循環系統理論是最重要的組成部分，它是由輸入、輸出及玩家內心決策構成的一個循環系統。玩家通過反饋機制來獲得游戲中的反饋信息。反饋機制在游戲設計中占據很大比重，如果一個游戲缺乏反饋，那么該游戲就失去了趣味性。因此，交互式教育軟件中提高趣味性的一個必要環節便是引入有趣的反饋機制（包括畫面，聲音等），如圖2所示。

三、軟件功能特點

該軟件包含可反復粘貼的不干膠貼紙卡片（可貼于洗手臺、床邊等），用于識別卡片的增強現實功能，以及交互等功能。

1.增強現實技術。本軟件基于增強現實技術，以印有卡通角色的卡片為掃描對象，利用移動終端的攝像頭掃描和識別相應的卡片畫面，在移動終端屏幕上出現對應的3D卡通角色，這些卡通角色通過動作、對話等方式讓幼兒觀看和體驗不同場景，而且可以進行交互操作。

2.人機交互界面。適合用戶的人機交互界面，是衡量一款交互式軟件成功與否的重要因素之一?？紤]到幼兒的認知主要以具象方式進行，所有圖標和按鈕都采取擬物化的方式設計。為避免幼兒接受信息過載，軟件所有交互元素都盡可能簡單。該軟件的圖標功能主要有退出、錄音錄像、拍照和幫助四個按鈕，分別放置于屏幕的四個邊角，減少誤操作概率。

四、增強現實的兒童早教軟件系統功能的實現途徑

本軟件選用Unity3D + Vuforia工具實現。Unity3D是業界首選的用于3D圖形繪制、游戲開發和增強現實開發的工具。Vuforia是用于接入增強現實功能的識別準確率高、位置標定精確的軟件開發包。其核心流程是，Vuforia通過攝像機掃描和識別現實場景中的特定畫面，通過驗證ID數據和位置、方位識別數據與Unity3D進行通訊，并控制Unity3D在相應的位置生成和繪制三維畫面。同時，Unity負責監聽用戶的按鍵等交互事件，實現用戶與虛擬世界的交互。

五、用戶評價

本軟件的用戶評價主要從兩個方面進行，分別為后臺數據記錄統計和問卷調查。

1.后臺數據記錄分析。本軟件在得到用戶授權的前提下，對用戶數量、用戶年齡、用戶使用的軟件頻率（以軟件啟動到軟件關閉為一次，以天為單位）、使用時長（自一次軟件啟動到軟件關閉的時間）、內容功能類型使用頻率（掃描卡片的內容，拍照、錄音錄像功能）、使用效果（效果顯著、效果一般、無明顯效果）等數據進行記錄和統計。自產品發布之日起，進行為期三個月的數據統計和分析，得出以下結論：購買本軟件的用戶共計一千三百二十三位，用戶年齡覆蓋范圍為四至八歲（由家長進行錄入），平均每天活躍用戶數為六百一十二位。平均用戶使用軟件頻率為八次/天，平均使用時長為六分半鐘。在使用卡片類型中，按時睡覺、刷牙、洗臉、洗手、洗澡、上廁所使用頻率最高，其次為按時吃飯、常喝水、懂禮貌、愛分享等，頻率最低的卡片類型為剪指甲、扔垃圾、坐安全座椅等。從效果數據上看，63%的用戶表示具有顯著的效果，21%的用戶表示效果一般，16%的用戶表示無明顯效果。

2.用戶調查。通過隨機調查方式，對六十位用戶（幼兒在家長的幫助下）進行電話隨訪，其主要調查問題為：是否喜歡該軟件，對該產品的主觀感受，用戶體驗是否舒適，是否對孩子的習慣養成有幫助。

從表1的數據分析和調查可以發現，用戶對AR技術這種虛實結合的效果感到非常新鮮，具有一定的欲望和好奇心來購買和體驗。通過合理的角色和故事設計，能夠在一定程度上達到培養幼兒良好習慣的目的。

在幼兒教育軟件中引入增強現實技術，能夠激發家長和幼兒的好奇心，促使他們購買AR產品。同時，在習慣養成教育中起到明顯的輔助效果。但是，在用戶黏度和用戶體驗方面還有較大的改進空間。在用戶黏度上，可采取以卡通角色為IP的衍生產品（如動畫片、電影、布偶玩具）進行開發，從深度和廣度培養幼兒對卡通角色的認同感。隨著5G時代的到來以及增強現實軟硬件技術的發展，必將擁有更加廣泛的應用前景和探索空間，在以后的教學活動中也會發揮越來越大的作用。

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責任編輯 ?易繼斌