AR技术在特殊教育的应用

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摘要：随着特殊儿童在成长过程中受到的关注越来越大，一些新技术也渐渐被用在了特殊儿童的教学中。ar/VR新技术在教育中的应用更让特殊儿童从原来的纸质书中走出来，在电脑屏幕甚至面前探索一个全新的未知的世界。其中，有些方法取得了比较显著的效果，但是如何运用AR/VR技术来结合教学从而让特殊儿童受到更为适合他们的教育仍然亟待研究。本研究结合纸质教学和AR技术，以个案的方式加以报告。

关键词：AR；VR；特殊儿童

一家庭背景

本实验选取的实验对象L同学2008年出生，现就读于成都市成华区特殊教育学校，已经确诊为自闭症。L同学的家长都是药物研发人员。据L同学的家长反映，L在出生之前就出现了先兆流产的现象，但是L妈妈静养休息了一个星期得以保胎，并且除了在孕期中只在一次感冒中服用了头孢之外没有服用其他药物。L同学家长对于L同学自闭症的原因有如下两个推测：（1）L同学父亲同事的孩子也被确诊为自闭症，因此L同学家长怀疑是在药物研发过程中某种药物成分导致了孩子的自闭症；（2）出生时，L出现了脐带缠绕的现象，L同学家长也推测脐带缠绕造成的大脑缺氧是造成L自闭症的原因。L同学在一岁的时候做了疝气手术。在两岁四个月的时候，在两岁零四个月的时候L母亲怀疑是自闭症，因为L在交流过程中不能成句，只能简短地说出一些词语。两岁零五个月时L同学被确诊为自闭症。确诊后，L同学做了一系列认知、感统和语言的训练，但是半年后家长选择放弃，因为他们发现在训练过程中L同学的一些刻板行为有增强。L同学三岁以后上了成都市第二十六幼儿园。在小班时情况比较稳定，但是中班的时候规则意识比较薄弱，有时候会造成班级管理的一些问题。L同学在中班一个月后转学到老家的幼儿园，由孩子的姥姥姥爷带着并且全程陪读读到了幼儿园毕业。幼儿园毕业后，L同学家长经过同事介绍进入成华区特教学校进行就读。据L家长反应，选择把L送进特殊学校主要是想让孩子生活在一个被接纳而不是被拒绝的环境里；另外同事已经探索过很多学校，认为这个模式最适合L同学的成长。L的学习不错，是班上写字最好的学生，然而有的时候还会出现一些行为问题，比如在紧张时会不由自主地捏别人，这是另外一个L同学进入普通小学可能会遇到的问题。据L妈妈反应，进入该特教学校后孩子有更多的安全感，自信心更足了，刻板行为也有减少，规则意识相对增强了。但是家长对L还有一些期望。L妈妈希望通过这次的干预实验能让L的行为更受控制，说话更有逻辑等。

二实验设计

本实验存在AR、图片与文字三种方法，结合教育测评的方法，从个案的角度进行分析，同时也针对个案对象的心理情况，动作反应等方面进行了相应的调整。本实验的目的是让L同学掌握：动物姓名、动物的生活习性、动物的明显特征。（一）预实验。在预实验中，我们采用了两组纯文字+两组纯图片+两组纯AR的方式来评估哪种教学方式或许可以对L同学起到更好的效果。实验方法为：1.出示文字/图片/AR卡片；2.文字:领着L同学将文字朗读2-3遍；图片/AR卡片：让L同学自主探索30秒~2分钟（随着采用方法的不同可灵活调整）；3.引导L同学回答纸上的问题（这是什么动物？它住在哪里？它吃什么？它有什么特征？）；4.引导L同学将正确答案写在纸上问题的后面。（二）实验。在预实验中，小组成员观察到，由于L同学有着自闭症孩子典型的学习特点——视觉和听觉学习发展不平衡。在预实验中，因为准备的文本材料较多，L同学学习一段时间后出现了注意力不集中的现象。与此同时，小组成员观察到，L同学的听力能力较弱，为了锻炼L同学的听力能力，我们决定在预实验后改变实验方法。实验最终采用了将AR、图片和文字结合，采用两组『图片+听觉训练』、两组『AR+听觉训练』的方法来进行教学从而评估哪种方法或许可以对L同学起到更好的效果。而且，结合到L同学本身认字能力很强但是听觉训练稍显薄弱的情况，实际教学过程中增加了听觉训练的比例。实验方法为：1.出示图片/AR，让L同学自主探索不等时长的动物图片/AR动物卡片，并且在探索过程中不断用言语进行引导2.引导L同学回答纸上的问题（这是什么动物？它住在哪里？它吃什么？它有什么特征？）；3.引导L同学将正确答案写在纸上问题的后面。

三结果分析

（一）数据编码表格。见表1。（二）分析。我们在编码中按照问题的难易度分成了一级和二级。第一级是『这是什么动物』；第二级是这个动物的基本信息比如『它住在哪里』以及『它吃什么』。同时，在编码中我们抓取了几个L同学在以往教学中出现的刻板行为，将它作为编码的一个选项。我们还在视频中对于L同学的注意力时长进行了观察，从编码中提取到了一些有用信息。L同学在传统试验方法中，第一级的正确率为11/13，约为84.6%；第二级的正确率为10/13和8/13，总共约为69.2%。出现的刻板行为有：掐人17次，说『妈妈我不要』的次数为34次，离开座位的次数为5次。L同学在AR教学中，第一级的正确率为10/11，约为90.9%；第二级的正确率为14/22，约为63.6%。出现的刻板行为有：掐人11次，说『妈妈我不要』的次数为10次，离开座位的次数为8次。（三）从教学观察过程中得出的分析。在视频中我们对L同学每天教学中的出现的刻板行为（掐人，喊『妈妈我不要』，以及在教学过程中离开座位）次数做了统计。第一天：传统次数：45次AR次数：5次第二天：传统次数：2次AR次数：11次第三天：传统次数：1次AR次数：11次第四天：传统次数：2次AR次数：2次在教学的过程中，小组成员还观察到，在第一天的教学中，L同学的语言如他妈妈所描述的一样，只是说出简单的词语，连不成句。在教学过程中，当老师问『某小动物生活在哪里』是，他只能说出一个词语或者单字来表达他的意思。然而，在第四天的AR教学中，当教师引导L同学复习当天所学过的动物时，L同学能说出连续完整的句子如『这是海豚，它吃小鱼，住在海里。在复习的过程中，第二天L同学的复习的正确率为3/6，为50%。在第二、三、四天的复习中，L同学的的正确率都保持在5/6，约为83.3%。

四讨论

在教学任务结束后，小组成员对于L同学教学过程的测评结果，视频编码、教学观察分析以及L同学在教学中出现的一系列反应做了一系列讨论。1.在结果中，我们看到L同学在AR的教学中结果和传统组不相上下，但是考虑到视频误差以及AR对于特殊儿童刺激的关系，AR所取得的效果还是相当明显的。对此小组人员推测，是AR所具有的传统教学模式所不具有的一些优点导致L同学在AR的教学中取得相对优异的成果。小组同学在讨论后认为：电子设备本身对L同学有一定的吸引，L同学在日常生活中就喜欢在手机上玩游戏，尤其是一些探索类的游戏。AR设备恰好给了L同学一个基于电子设备深度探索的契机，所以L同学可以在教学过程中充分利用小组提供的电子设备去探索未知的动物世界以及更多他想要了解的知识。2.编码结果显示，L同学在最后一次的教学中注意力时长超过了第一次的教学中注意力时长。比如：在第一天的教学中，L同学在看完第一个小动物（鸭子）的图片后表现出明显的不耐烦行为，在之后的AR教学中更是需要特教老师来进行专业的教学。由此可见，L同学在第一天时表现出了很多次的因为不耐烦所导致的刻板行为。然而在最后一天的教学中，无论是在传统教学还是在AR教学中，L同学因为不耐烦所表现出来的刻板行为已经远远减少。对此，小组成员给出了如下几组解释：（1）在教学中，老师的各方面水平变高，包括教学水平、应对突发事件的处理水平、教学中的耐心等等；（2）在为期四天的教学中，L同学已经掌握了老师的教学方法，与老师更加熟悉，所以他可以根据老师的语言或行为做出自己未来行为可能造成后果的简单判断；（3）在教学中的重复问题已经对L同学形成了刺激，所以他看到问题之后掌握了套路，对于题型更加的熟悉，所以又很少的几率遇到不会或者他觉得过于简单的题从而使他丧失耐心；（4）在教学过程中，L同学的父母会分天数在场，每次L同学的表现都有所不同，所以有可能与父母或家人是否在场有关；（5）与L同学的心情有关；（6）与前一天L同学的父母或者老师前一天的行为规范管理有关。因为据L同学的父亲说，L同学在知道每天要去学校完成任务后第二天的行为都会规范很多。3.小组成员在教学中还观察到，最后一天L同学可以说出完整的句子而非前几天一样说出破碎的词语。在感到十分惊讶和欣喜的同时小组成员对L同学的语言发展进行了分析。最后小组成员认为，教学方法的提高和L同学本身语言能力在教师加强干预的过程让L同学对于句子结构有了一个比较清楚的认识，从而说出连贯的句子。

五实验局限性

在AR和传统教学的过程中，小组成员根据视频与每天的反思，对于实验提出了几点由于客观或主观原因所造成的实验限制。（一）教学工具的限制。1.AR软件。（1）在操作中，小组成员发现关于动物的语音重复播放有一定难度，小组成员并不能很好地掌握如何重复播放关于动物的语音。如在第一天的AR教学中，L同学对于AR软件的语音已经长生了兴趣，但是当音频结束后老师找不到重新播放的方法，于是场面一度变得有些沉默；（2）动物在教学屏幕上缺少方向感，容易对特殊儿童造成误导。比如在第二天教学中，L同学把『动物向远走』的操作认成了『动物向上走』，导致在交流中出现了一些小困难；（3）AR软件对于特殊儿童有语速太快、生僻字很多、句式难等现象，由此造成特殊儿童信心的减少。比如在第一天阅读AR文本中，『飞禽，栖息』等词语都是L同学之前未接触过的。在学习中L同学因为有着自闭症儿童通常的追求完美的心理，出现了一定的抵触现象；（4）软件的场景环境过于单一，缺乏真实感。在之前的教学中，对于多种小动物，软件只出现了一个单调的场景，而且有些场景出现了错误；（5）在教学过程中，出现了场景卡不能使用的意外状况。场景卡只针对某些动物才有效果，由此导致了教学过程中的尴尬和相关知识的空缺。2.传统教具。（1）寻找图片时有些图片的辨识度不够高，特殊儿童不能清晰地分辨出场景，动物特征和食物的现象。比如最后一次的教学中，由于孔雀的图片比较模糊，L同学将孔雀误认成了鸽子；（2）在寻找动物文本的过程中，由于资料难易程度的参差不齐，实验文本在同一难度上有时会出现困难。（二）教学环境的局限性。1.特殊儿童每天在教学中所陪伴的家长不同。由于每个家长教育孩子的方式不同，L同学在每天教学过程中的表现也不同。2.由于AR和传统方法教学老师的不同，L同学的接受能力可能也随着老师教学风格的变化而相应地产生变化。

六未来可能的研究方向

（一）AR/VR技术应用。（1）AR可以应用在未来的设计中，采用3D绘画的形式来实现从二维平面上设计三维世界里的物品并真实投入生产；（2）VR可以应用在未来对于特殊儿童的物理治疗中，比如通过体感互动来提高脑瘫儿童的行为协调性；（二）AR与教育结合。（1）AR与教育可以应用在不只特殊儿童的教育领域中。设计学，建筑学都可以利用AR再结合传统教育来进行教学。（2）VR可以实现远程课堂，让家庭私塾（homeschool）的体系在未来更为成熟。而且VR技术可以模拟真实的自然环境，对于生物等科学的学习会有很大的帮助。（3）从环境保护来说，VR可以让濒临灭绝的动物甚至已经灭绝的动物重新出现在人们眼前，从而启发人类对于濒临灭绝物种的挽救和保护和对于新物种的研究，甚至对于已灭绝的物种重新繁殖。

作者:陈芳平 张嘉雯 宋雨霖 单斌瑞 周晖 李祺 单位:青海师范大学