增强现实技术在幼儿行为习惯养成教育软件中的开发与应用

张帆 李舜曼 王子文

摘  要：幼儿（三至六岁）是养成良好行为习惯的关键时期。此年龄段的幼儿正处于模仿阶段，主要以具象思维为主。文章结合幼儿的心理特征与媒介传播之间的关系，利用增强现实技术，阐述基于幼儿行为习惯养成的教育软件设计开发思路。通过该软件的使用和数据统计分析，表明合理的卡通角色设计、情节设定和AR技术的结合，可有效帮助幼儿养成良好的行为习惯。

关键词：幼儿;增强现实技术;行为习惯养成;教育软件

作者简介：张帆，浙江传媒学院新媒体学院硕士研究生，研究方向为虚拟现实、增强现实技术、人机交互、游戏设计（浙江 杭州 310018）;李舜曼，浙江经贸职业技术学院硕士研究生，研究方向为教育心理学（浙江 杭州 310018）;王子文，杭州西雨动画有限公司，动画设计师（浙江 杭州 310015）。

中图分类号：G612  文献标识码：A  文章编号：1671-0568（2019）24-0103-03

教育家叶圣陶先生说过，教育的目的就是培养习惯。良好习惯对于人的身心健康、知识获得、能力培养、品德陶冶、个性形成等方面都是至关重要的。处于幼儿阶段（3～6岁）的儿童，是养成良好行为习惯的最佳和关键时期。

近年来，增强现实（AugmentReality，简称AR）技术已经成熟并开始市场化。增强现实可使抽象的教学内容具象化，降低对学习者迁移能力的要求，辅助学习者完成认知过程。它可以为幼儿提供更多的交互性和反馈机制，以及现实与虚拟融合的趣味性。

通过市场调研，目前利用AR技术开发的幼儿教育类软件主要分为：语言教育类、物品认知类、数学类、科普类和文化艺术类等，但关于幼儿习惯养成类的AR产品还处于探索阶段。因此，本文将在幼儿认知和习惯养成过程等规律的基础上，以浙江传媒学院和杭州西雨动画有限公司合作共同研发的《豌豆星球AR魔法贴纸》为例，探讨、阐述幼儿习惯养成教育软件的开发和应用，并对用户的反馈数据进行分析。

一、儿童与媒体之间的关系

1.“使用与满足”理论。它是解释媒体对儿童的影响作用中重要的理论之一，其核心是“为达到个人满足和需求实现，受众如何（被动或主动）选择媒介”。在电视媒介流行时代，研究者对儿童的电视节目主动选择和被动选择进行了深入研究。当儿童对特定内容的偏好通过自主选择节目体现出来时，他们可获得最大限度的愉悦，并处于最大限度的介入水平。

2.幼儿偏好的颜色。颜色对儿童的性格影响，如长期接触灰暗调色彩的儿童，容易使孩子性格懦弱、内向;长期接触鲜亮的色调，儿童性格就会更加开朗、活泼。同时，一个孩子接触的颜色过度丰富（即色彩纷杂）会干扰孩子对有益信息的采集，妨碍逻辑思维的延伸性;孩子在色彩信息采集的过程中会很容易被其他颜色的物体打断，进而出现逻辑思维编辑过程的“阻隔”。个别颜色还会造成孩子对信息采集的紧张，导致拒绝和放弃采集，如黑色。目前，幼儿与颜色之间的关系研究已经基本达成一致的共识，即明亮度越高、饱和度越大、越纯的颜色，如红、黄、橙、绿、蓝、紫等视觉敏感色。

3.幼儿偏好的卡通角色形象。认同是在媒体信息的传播和说服之间起到中介作用的一个过程。根据学习理论，认同能让人模仿。而模仿是认同对日常生活的影响，儿童在观看动画片时，常常伴以与之相关的动作或语言。幼儿对一个角色的认同达到一定程度，将使得该角色的行为影响到幼儿的现实行为。

4.情节的可理解性。节目内容的可理解性是决定儿童是否注意内容的主要因素。只要节目内容可理解，儿童对电视的注意就会一直持续下去。为了让观看者更容易理解，故事情节的可理解性非常重要，且情景的设置宜尽量简单，这样传递信息就更容易。如画面中字数太多，则观看者需投入很多精力去理解，导致理解难度加大。

二、《豌豆星球AR魔法贴纸》内容设计

1.行为习惯分类。通过对五十个家庭的调研和数据整理，开发团队总结出三类共二十种家长关心的行为习惯，分别为：

（1）好习惯：爱整理、常读书、常喝水、懂礼貌、坐安全座椅、独立吃饭、按时睡觉等。

（2）讲卫生：勤洗澡、爱刷牙、剪指甲、洗脸等。

（3）讲文明：扔垃圾、不乱涂、节约用水等。

该软件尝试为幼儿提供“视、听、玩、学、分享”等立体互动新模式。這些习惯行为将通过AR技术呈现给幼儿，每种习惯行为都由软件中的卡通角色进行讲解和演示。

2.角色设计。角色的设计需符合幼儿的审美能力，从而有助于幼儿建立对角色的认同感。所有的角色都采用圆角化、拟人化设计手法。颜色以粉红、黄、橙、粉蓝等明度较高，偏暖色的色调为基调。填色部分以大块色块填充的风格进行着色，控制颜色组合的复杂度，以降低干扰幼儿对信息的采集，提高幼儿对故事情节的关注度，进而帮助他们建立更完整的思维编制过程，如图1所示。

3.反馈机制。反馈循环系统理论是最重要的组成部分，它是由输入、输出及玩家内心决策构成的一个循环系统。玩家通过反馈机制来获得游戏中的反馈信息。反馈机制在游戏设计中占据很大比重，如果一个游戏缺乏反馈，那么该游戏就失去了趣味性。因此，交互式教育软件中提高趣味性的一个必要环节便是引入有趣的反馈机制（包括画面，声音等），如图2所示。

三、软件功能特点

该软件包含可反复粘贴的不干胶贴纸卡片（可贴于洗手台、床边等），用于识别卡片的增强现实功能，以及交互等功能。

1.增强现实技术。本软件基于增强现实技术，以印有卡通角色的卡片为扫描对象，利用移动终端的摄像头扫描和识别相应的卡片画面，在移动终端屏幕上出现对应的3D卡通角色，这些卡通角色通过动作、对话等方式让幼儿观看和体验不同场景，而且可以进行交互操作。

2.人机交互界面。适合用户的人机交互界面，是衡量一款交互式软件成功与否的重要因素之一。考虑到幼儿的认知主要以具象方式进行，所有图标和按钮都采取拟物化的方式设计。为避免幼儿接受信息过载，软件所有交互元素都尽可能简单。该软件的图标功能主要有退出、录音录像、拍照和帮助四个按钮，分别放置于屏幕的四个边角，减少误操作概率。

四、增强现实的儿童早教软件系统功能的实现途径

本软件选用Unity3D + Vuforia工具实现。Unity3D是业界首选的用于3D图形绘制、游戏开发和增强现实开发的工具。Vuforia是用于接入增强现实功能的识别准确率高、位置标定精确的软件开发包。其核心流程是，Vuforia通过摄像机扫描和识别现实场景中的特定画面，通过验证ID数据和位置、方位识别数据与Unity3D进行通讯，并控制Unity3D在相应的位置生成和绘制三维画面。同时，Unity负责监听用户的按键等交互事件，实现用户与虚拟世界的交互。

五、用户评价

本软件的用户评价主要从两个方面进行，分别为后台数据记录统计和问卷调查。

1.后台数据记录分析。本软件在得到用户授权的前提下，对用户数量、用户年龄、用户使用的软件频率（以软件启动到软件关闭为一次，以天为单位）、使用时长（自一次软件启动到软件关闭的时间）、内容功能类型使用频率（扫描卡片的内容，拍照、录音录像功能）、使用效果（效果显著、效果一般、无明显效果）等数据进行记录和统计。自产品发布之日起，进行为期三个月的数据统计和分析，得出以下结论：购买本软件的用户共计一千三百二十三位，用户年龄覆盖范围为四至八岁（由家长进行录入），平均每天活跃用户数为六百一十二位。平均用户使用软件频率为八次/天，平均使用时长为六分半钟。在使用卡片类型中，按时睡觉、刷牙、洗脸、洗手、洗澡、上厕所使用频率最高，其次为按时吃饭、常喝水、懂礼貌、爱分享等，频率最低的卡片类型为剪指甲、扔垃圾、坐安全座椅等。从效果数据上看，63%的用户表示具有显著的效果，21%的用户表示效果一般，16%的用户表示无明显效果。

2.用户调查。通过随机调查方式，对六十位用户（幼儿在家长的帮助下）进行电话随访，其主要调查问题为：是否喜欢该软件，对该产品的主观感受，用户体验是否舒适，是否对孩子的习惯养成有帮助。

从表1的数据分析和调查可以發现，用户对AR技术这种虚实结合的效果感到非常新鲜，具有一定的欲望和好奇心来购买和体验。通过合理的角色和故事设计，能够在一定程度上达到培养幼儿良好习惯的目的。

在幼儿教育软件中引入增强现实技术，能够激发家长和幼儿的好奇心，促使他们购买AR产品。同时，在习惯养成教育中起到明显的辅助效果。但是，在用户黏度和用户体验方面还有较大的改进空间。在用户黏度上，可采取以卡通角色为IP的衍生产品（如动画片、电影、布偶玩具）进行开发，从深度和广度培养幼儿对卡通角色的认同感。随着5G时代的到来以及增强现实软硬件技术的发展，必将拥有更加广泛的应用前景和探索空间，在以后的教学活动中也会发挥越来越大的作用。

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责任编辑  易继斌