关于虚拟现实技术在儿童教育中的应用研究

    何芬 魏雅亭

    摘 要：近几年来，科学技术不断发展，在很多行业中得到应用，儿童教育行业也不例外。基于此，对虚拟现实技术在儿童教育中的应用进行深入分析。本文在简要了解儿童教育中的发展需求后，根据实际应用案例，设计虚拟现实技术教育的应用方式，具体分析虚拟现实技术的使用效果，以供参考。

    关键词：虚拟现实技术;儿童教育;教学效果;教学方式

    0 引言

    儿童教育事业是教育行业中的核心，然而在实际发展过程中，儿童教育领域的发展现状并不乐观。尤其是在教育体制改革后，虽然形成了较为成熟的教育体制和相对完善的教育产业链，但市场需求在扩大，发展脚步无法跟上需求增长速度，需要推动儿童教育全面发展。

    1 儿童教育中的发展需求

    新时期，儿童教育领域不断发展，儿童教育的市场需求也在不断增加，出现了很多全新的儿童教育产品。纵观当前儿童教育市场上的教育产品，所采取的教育教学模式较为单一，对儿童的吸引力不足，无法充分发挥产品的作用。不仅如此，这些教育教学产品缺乏互动性，教学环节的设计不够科学，教学效率并没有得到提高，甚至还会对儿童的主观能动性和学习热情造成冲击，对儿童未来的发展形成阻碍。在信息技术、移动电子设备不断普及的今天，儿童教育想要得到发展，就要增强教育的交互性，让家长和儿童都能够融入教育教学活动中，提高教学活动的乐趣，充分调动儿童的学习积极性。同时，还要具备趣味性，对于儿童而言，趣味是吸引其的最大因素，具備趣味性的教育教学产品可以让儿童主动投入教育活动中，让教育的作用得到充分发挥。除了上述两点需求之外，儿童教育还要具备逼真性、创造性、沉浸性，从而培养儿童的想象力、思维能力、创造能力，为儿童未来的学习和发展奠定良好的基础。[1]

    2 虚拟现实技术在儿童教育中的应用案例

    2.1 虚拟现实技术在儿童教育中的应用

    虚拟现实技术最常见的就是应用在一些教育产品中，这其中增强现实立体书是目前应用最广泛的一种，如Fairy-land Magic、Dinosaurs Alive。在这些产品中，书中的动物、角色都可以跟着音乐节奏扭动，以逼真的形象呈现在儿童面前，从而给儿童留下深刻的印象。不仅如此，随着儿童的阅读，书中的角色也会和儿童进行交互，在无形之中培养儿童的想象力、思维能力、创造能力。以Dinosaurs Alive为例，这本增强现实立体书中将已经灭绝的恐龙重新呈现在儿童面前，并且通过动画的方式逼真、形象地再现恐龙的日常生活状态和斗争场面，不仅可以给儿童留下深刻的印象，也能够让儿童更好地了解恐龙的形象。[2]

    2.2 虚拟现实技术应用的具体方案设计

    （1）美术设计。美术设计是虚拟现实技术儿童教育产品设计的基础，以图书为例，在设计过程中排版印刷、尺寸效果、页数装订、图形色彩、故事内容等方面都要考虑在内，然后将其和虚拟现实技术相结合，形成立体书。

    （2）程序设计。现实程序设计是虚拟现实技术儿童教育产品设计过程中最重要的部分。在这个过程中，利用计算机技术可以有效地获取纸质图书中的标记图形，同时也可以自行设计特殊的标记，为虚拟图像的实现奠定基础。在完成特殊标记设计的基础上，就可以利用虚拟现实技术给儿童展现出一个三维立体图形，并且具备沟通交互功能。在设计时，需要保证设计的合理性和真实性，可以利用Action Script3.0语言在软件Flash Develop中开发。此外，在程序设计中还会用到三维框架，常用的框架软件为Papervision3D。

    （3）标记设计。在完成美术设计和程序设计后，还要进行标记设计，实现所需要的标记图形。在这个过程中，要遵守具体的识别要求，根据标记设计制作软件中的识别原则进行设计。例如，ARTool Kit Marker Generator这个软件中的要求标记图形中有50%的黑色识别框，而且不同虚拟物体对应的标记图形也不能相同。因此，在设计过程中，要适当地降低标记图案的复杂程度，从而在强化识别效果的同时提高设计效率。在完成标记识别后，就可以实现环境实例化、声音交互展示等，最终形成完整的虚拟现实技术儿童教育产品。

    （4）使用效果。以迪士尼设计的虚拟现实技术儿童教育产品《动物世界》为例，该产品中不仅包括实体绘本，还含有徽章、外套、手机APP程序等实体物品，此外，还含有图形、文字、动画、语音等虚拟内容，让儿童在阅读过程中可以更好地了解书中的内容，了解书中角色的不同形象，在娱乐中学习知识。不仅如此，该产品还可以通过手机APP和儿童进行互动，点开手机照相机，儿童就可以看到一个三维的动画形象，同时也可以听见动画形象的声音。该APP操作简单，还具有亲子游戏互动的功能，可以让亲子和动画形象一起完成相应的游戏任务。由此可知，在数据和虚拟技术的基础上，设计出了立体交互模型，效果极佳。并且迪士尼公司在设计虚拟现实技术儿童教育产品中还创新性地引入了笔记记录和点赞功能，儿童可以在书籍页面上进行绘制，保留在手机APP中，但不会对书籍本身造成伤害，以此不仅可以让儿童更好地了解动物知识，树立起动物保护意识，也能实现图书的综合利用。

    3 结语

    虚拟现实技术在儿童教育中的应用具有极大的优势，能够让儿童在一个轻松、愉快的环境下学习，强化自身的能力。新时期，让儿童得到健康成长是教育行业的重点工作内容之一，因此必须在儿童教育中全面运用虚拟现实技术，让儿童从全新的角度开展学习，提高儿童教育质量。

    参考文献：

    [1] 黄松.增强现实关键技术及其在儿童教育中的应用综述[J].重庆第二师范学院学报，2019，32（03）：94-98+116.

    [2] 张俊晖，李奇.增强现实技术（AR）在儿童启蒙教育中的应用研究[J].科技经济导刊，2019，27（09）：35.

    作者简介：何芬（1983—），女，湖北武汉人，硕士研究生，讲师，从事动画艺术研究。

    魏雅亭（1986—），女，硕士研究生，讲师，研究方向：实验动画。