引言

当前，人民日益增长的物质文化需要同落后社会生产力之间的矛盾，激励高新技术快速发展、加速更新迭代。对于电子产品，人们对于功能多样化、便携式的手持设备更为喜爱。在家庭教育领域，不少家长对儿童进行教育时一改传统的书本及影音，开始选择更为便捷的手机定向功能软件，这种转型意味着儿童教育将逐渐进入一个新的发展阶段。

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR )，将虚拟的信息应用到真实世界，使真实的环境和虚拟的物体在屏幕上实时地叠加到了同一个画面或空间，同时实现了虚拟世界和现实世界的互动。近些年的研究发现，将该技术应用于儿童教育领域，可产生很好的教育/教学效果，它成为了辅助儿童教育发展的重要工具。融合增强现实技术的儿童教育模式改变了单一的感受教学，更加注重儿童听、说、读、写等全方位的沉浸式感官体验，保留他们爱玩的本性，让枯燥乏味的学习也变得充满乐趣，享受学习、快乐学习。

一、增强现实技术概念

单从字面上看，增强现实技术就是临场现实感受的一种技术。当前，这技术的拓展与应用前景被世界各相关研究机构和公司看好。增强现实技术，是一种依附于计算机图形技术和可视化技术的综合性技术，力图打造虚拟与现实相互融合的高级体验。该技术的工作原理比较复杂，简单来说，就是将虚拟事物通过传感技术放置于真实的环境中，让用户在真实空间中与虚拟对象展开直接交互。随着各相关高新技术的快速发展，增强现实技术与之相结合催生了全新且具有重要价值与意义的产品，现已被应用于多个领域，并且取得了较好效果。依当前形势来看，该基于该技术的新型产品潜在的市场与价值相当之大。该技术最为显著的三个特如下：(1)可实现真实与虚拟之间的无缝集成；(2)参与到其中的用户可以获得较为真切的交互式体验感；(3)将真实环境中叠加虚拟物件的构思变为了现实。纵观国内外增强现实技术的应用现状，已有多家应用平台开启这项全新的服务，这项技术正在白热化的道路上稳步前行。

二、增强现实产品面临的瓶颈

当前，存在于市场的基于增强现实技术产品主要分为三大类。第一种，头戴式AR显示器，这也是目前最为常见的一种产品。该类产品主要应用于工业、医疗、教育等领域。第二类，手持式的AR显示设备。这种设备的最大优势在于其便捷性，适用领域基本上集中在商业、游戏、教育等方面。第三类，桌面AR显示器。这类设备一般都用于空间较大的场合，适合发布会、场馆开展的活动等。

对于儿童教育领域，手持式/便携式AR显示设备具有广阔应用前景。尤其是当前，社会整体生育水平和生育意愿较低的情况下，家长更希望给孩子更好的教育。然而，多数家长在专业课程知识储备和育儿时间等方面，或多或少存在难处。便携式AR显示设备，可以让孩子随时随地的进行临场感知式学习。一定程度上，可减少家长对孩子学习方面的担忧，同时提高孩子在课堂之外进行高效学习可能性。

当前，基于增强现实技术的儿童教育类产品多数集中于认知层面，利用“扫描卡片，展示信息”的模式帮助儿童对于特定事物或知识点的强化认知。总的来看，这类产品最大的不足在于学习内容过于简单，且降低了儿童的参与感。另外，研发过程并未充分考虑各年龄段儿童的认知规律。例如，以3岁为界限，3岁以上的儿童强化认知能力已经不能依靠简单的展示教学了，3岁以下的儿童碍于生理条件还不能使用增强现实产品。尽管此类产品的研发与推广应用已经取得了长足的进步，但是还存在包括上述问题在内的诸多问题，有待进一步深入研究。

三、增强现实技术在儿童教育中的应用

一项优秀的增强现实儿童教育类产品，必然以《幼儿园教育指导纲要（试行）》为核心，同时充分展现增强现实技术的价值与意义。产品的学习内容针对不同年龄阶段的儿童进行区分，但各阶段的学习内容均需包含健康、语言、社会、科学和艺术等方面。产品的应用充分考虑到儿童的特性，既能满足儿童群体的好奇心，又紧扣该产品的根本目的教育，进而不忽视他们的求知欲。

对于各阶段的儿童教育，无论是教育的环境还是教育的内容都务必遵循多元化和趣味性原则，这样才能达成高效教育的效果。如，一种名为“增强现实小熊探索系列之小熊蛋糕”的产品，是一个深受广大消费者喜爱的较为成功的案例。该产品如果按照类型划分，属于课堂科普类读物，具备准确、权威和科学的特点。这项产品研发的整个过程都是由公司内部人员自主完成，属于原创类增强现实产品。该产品的操作形式为移动端设备，也就是说无论是手机还是平板电脑都可以较为方便地完成操作。该款产品的设计与研发目标人群是面向学龄前儿童，具体是4~6岁儿童，产品在设计的过程中严格依照该年龄段儿童的普遍特性。在使用过程中，学龄儿童可以跟随卡通熊的角色，在游戏中完成目标获得成就感，同时体验学习的快乐。产品在研发的过程中注重音效、动画、影像、交互版块等诸多元素的集成，力图为接受教育的儿童提供更真实、更有趣的体验感。产品内容参考儿童的认知规律，综合幼儿园即将升入小学应该掌握的数学、语文和英语知识。产品完成教育功能的期间重视时间和空间的概念，开创独一无二的逻辑思维小游戏，让学龄儿童在游戏中快乐学习。

四、基于增强现实技术的儿童教育产品平台系统搭建

增强现实技术的实质是完成虚实结合的过程。一项成熟的增强现实儿童教育类产品，既要满足高品质硬件的刚需，还要拥有一套独特且完善的软件系统。唯有软硬件兼备，才可以打造更真实且有效的用户体验。因此，增强现实儿童教育类产品在设计之初就要重视各个部分。硬件部分主要拥有五个系统，分别是视频显示系统、计算机系统、人机交互系统、传感系统和动作捕捉跟踪系统。软件部分包含多个模块，包括三维模型模块、平台开发模块、图像识别模块和互动操作模块等。整个平台系统的心脏是真实图形图像识别技术以及三维技术，这两项技术都要依靠电子设备。

例如，摄像头是手持设备的基本组成，其普及率和兼容性都得到了一定程度的保障。摄像头可以捕捉到一定范围内的动态数据并接收来自操作者的相关指令，此时所有相关信息会在最短的时间内传输到计算机系统中得到处理，而后输出的有效信息会通过显示设备实时展示在显示屏上，形成一个较为完整的虚实交互过程。

五、增强现实技术的升级和创新

一项成功的增强现实儿童教育类产品，通常会将儿童的适龄阶段作为研究重点，使得产品的学习内容条理清晰，难易程度。增强现实产品，首要关注用户的体验感。对于儿童教育来说，沉浸式体验最为适用、有效。一款良好的基于增强现实技术的产品可以提供一个让他们在自己感兴趣的游戏中学习的机会，不仅可解决儿童注意力难集中的问题，还可从根本上提高学习效率与深度。学习的过程以游戏为载体，同时设置有虚实互动功能，如让儿童与虚拟角色进行互动，在游戏中同虚拟人物一起完成学习任务。互动版块的设计需通俗易懂，可使儿童自主完成操作。技术升级和创新的道路不能脱离以人为本的教育初衷；除此之外，还要发掘因材施教的重要性，让儿童教育变得灵动和高效。

六、小结

总的来说，增强现实技术在儿童教育领域中的应用是时代科技的成果。增强现实技术作为新时代科技发展的标杆性工具之一，其参与并应用到儿童教育领域，不仅能改变、补充传统的教育模式，还能从根本上提升教育的体验感和趣味性。时至今日，增强现实儿童教育类产品具有非常大的市场潜力，这对相关开发单位来说是时代赋予的难得契机，后续研发需精准把握适用儿童群体，结合群体特性，最大化地展现该技术的意义与价值。