增强现实技术对孤独症儿童干预习得技能迁移的影响

王一景 吴建平 宁静

摘  要：根据学习迁移理论，增强现实技术可利用孤独症儿童独特的视觉优势，通过真实场景和虚拟元素的结合，对患儿习得技能的迁移产生明显的促进作用。该文通过对孤独症儿童干预方法及存在问题等的梳理，根据增强现实技术的教育应用特征，从技能迁移的角度分析研究该技术对孤独症儿童习得技能迁移的影响，提出对孤独症儿童干预的策略。

关键词：增强现实技术  孤独症儿童  技能迁移

中图分类号：G434    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）02（a）-0250-02

孤独症，又称自闭症或孤独性障碍，主要表现为社会交往障碍、沟通障碍、兴趣狭隘，行为刻板等。目前，我国孤独症儿童的人数多达336.3万，但尚未发现完全治愈的方法。基于孤独症儿童的视觉学习优势，在孤独症儿童技能干预方法中，多数都是使用录像、动画、图片等平面二维的教学媒体，干预环境与实际环境不符，导致难以将技能迁移到现实生活情境中。随着智能设备的迅速发展，虚拟沉浸式的教育越来越被广泛运用，沉浸式的AR技术不仅在视觉上创造了强烈的冲击，其独特的真实环境属性更能帮助孤独症儿童尽快找到虚拟环境和现实生活场景中的相同要素，促进已经在虚拟环境中习得技能的有效迁移和泛化。

1  增强现实与教育的融合

1.1 增强现实的新发展

增强现实（Augmented Reality，AR）技術是通过向用户的真实世界精准添加计算机生成的虚拟内容，增强和提升人类对外界感知能力的技术[1]。它以真实环境作为依托，将虚拟空间图像与真实世界共同呈现在同一屏幕上，实现虚拟世界和真实世界的无缝连接。如图1所示，人们所需要的元素以3D的方式叠加在真实场景中，虚拟内容和自然环境合二为一，这种综合的效果使得展示者所表达的内容清晰直观，加深接受者对信息的理解。

目前AR正在以更具有互动性的方式改变各个产业的思维方式和运行方式。一款基于苹果ARKit工具开发的学习工具JIGSpace可以让学生通过移动设备在桌子上探索物体的虚拟3D模型，把抽象的物体内部构造拆分，提供最直观的感受。在医疗健康领域，曾有外科医生在手术时利用Google Class实时了解患者动脉堵塞情况。AR试衣间、宜家的室内设计IKEA Place、互动博物馆等新型的AR技术不断为人类生活提供便捷。

1.2 增强现实的教育应用特征

AR可以将信息可视化、直观化呈现，非常适合涉及空间想象力和难以实现实物教学的课程。AR在学习反馈方面比传统教学方式更加及时，交互信息通常以文字、语音、图画、人物动作、视频等多种形式反馈给学习者，学生不会被冷落，提高了学习效率。AR强调自然环境，使用过程中只是在学生周围的现实世界中通过屏幕叠加了虚拟信息，教师可以在学生操作设备的同时加以引导，学生也可以即时与教师和同伴交流，在保证环境安全的同时提高了学生的存在感和教师的课堂掌控力。

2  增强现实技术对干预技能迁移的影响

对孤独症儿童长期干预观察的结果显示，患儿很多时候并不是没有习得技能，而是技能不能发生迁移。技能迁移的发生有复杂的原因，外在因素和主题因素有机整合、共同作用是产生迁移的关键[2]。蔡苏等人运用Leap Motion帮助自闭症儿童进行康复训练，提高了自闭症儿童的精细动作水平和认知术水平。Zakari通过分析针对自闭症儿童设计的40种严肃游戏，发现数字化的游戏能够改善患儿的沟通技巧、社会行为，并且儿童使用触摸屏工具与这些游戏进行交互有助于帮助儿童表达自己的感受[3]。笔者与王颖等人基于unity3D开发了一款针对孤独症儿童社交技能训练的游戏，在杭州市特殊儿童学校实验过程中明显吸引了患儿的注意力，提高学习兴趣，减少了反复倒退的现象。成功的干预证明基于AR技术的干预在以下方面促进了技能的迁移。

2.1 真实环境参与干预促进迁移发生

两个活动的相似元素越多，迁移就越容易发生，AR是基于自然环境叠加虚拟内容，干预环境即真实环境，为患儿创设虚拟对象和真实世界融合的无缝学习空间，使其能在感知真实环境的同时，感知叠加在真实世界中的虚拟信息。这既使学习技能提升了效率，又为之后的技能迁移打下了“相同要素”的基础。

2.2 舒适、安全的干预体验促进迁移发生

AR技术可以在真实环境中创建出儿童喜爱的虚拟动画人物，消除儿童的防御心理和学习中的焦虑。AR技术在帮助儿童学习某些技能的同时，还可以自然降低环境中的风险，在安全的环境中对患儿进行干预。如果患儿在接受干预前没有抵触情绪，而是以期待或积极的动机去进行学习，技能的迁移就更容易发生。

2.3 自主探究和及时反馈促进迁移的发生

基于AR的干预有虚实结合的活动场景，可以虚拟安全的学习对象，具有多感官的学习通道，这为患儿在学习方面提供了自主学习的模式，患儿可以根据AR游戏的指示自主完成学习。在此过程中AR还可以加入及时的反馈，使儿童获得鼓励，增加学习兴趣。此外，虚拟现实的场景下教师便于对患儿进行观察和指导，及时改变教学的策略，对教学效果做出合理的评价。

3  基于增强现实的孤独症儿童干预策略

首先，为了进一步加强增强现实对干预技能迁移的影响，提高其实践应用性，开发更多适用于孤独症儿童使用的AR作品，建立契合自闭症儿童的增强现实干预内容势在必行;其次，结合PRT（关键反应训练）将关键技能的干预作为重点，以游戏为基础，通过在自然环境或真实的环境中提高自闭症儿童的关键性技能，从而影响和促进他们其他技能的发展。另外，干预的过程中应重视对患儿的因材施教，教师和家长可根据学生的表现，穿插新旧技能为儿童创造成功的机会，使儿童在训练中获得信心和动力。

4  结语

综上，根据迁移理论和AR基础理论及其应用，证实AR技术对孤独症儿童社交技能干预的迁移和泛化有正向影响，使患儿习得技能的迁移更容易发生。开发更多适用于孤独症儿童使用的AR作品具有重要现实意义。

参考文献

[1] Chatzopoulos D，Bermejo C，Huang ZP，et al. Mobile Augmented Reality Survey：From Where We Are to Where WeGo[J].IEEEAccess，2017（99）：6917-6950.

[2] 季海涛，凌和军.学习迁移能力研究综述[J].扬州大学学报：高教研究版，2013，17（S1）：3-6.

[3] Zakari HM，Ma M，Simmons D.A review of serious games for children with autism spectrum disorders （ASD）[A].International Conference on Serious Games Development and Applications[C].Springer International Publishing，2014：93-106.