虚拟现实技术对自闭症干预的适用性研究

梁 璇

（陕西师范大学教育学院 陕西西安 710062）

虚拟现实技术对自闭症干预的适用性研究

梁 璇

（陕西师范大学教育学院 陕西西安 710062）

近年来，虚拟现实技术在教育领域尤其是在国外自闭症的教育康复中已被广泛应用，这一技术的使用为自闭症儿童的康复训练提供了新方法。文章阐述了国外虚拟现实技术对自闭症语言、情绪能力、社交技能干预训练的效果。分析了虚拟现实技术对自闭症康复训练的适用性。建议我国在应用虚拟现实技术对自闭症进行康复训练时注重与文化背景相结合、重视指导者的作用，发展协作式虚拟现实的应用，使虚拟现实技术在自闭症康复训练中得到最有效利用。

虚拟现实技术；自闭症；干预训练

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）作为一种综合了多个学科的技术，涉及到网络应用、自动化、分布式技术等多个领域[1]。虚拟现实技术可以借由“化身”使操作者进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，对虚拟环境中的各种对象进行感知和操作，从而获得身临其境的体验[2]。虚拟现实技术有三个主要特征：（1）沉浸性；（2）交互性；（3）想象性。从感官程度讲虚拟现实有“沉浸感”“交互感”，又可将虚拟现实分为桌面式、沉浸式、增强式、协作式四中类型的虚拟现实技术。从教育技术近些年的发展看，虚拟现实技术自上世纪80年代诞生之日起，就表现出独特的优越性。正如其它新兴技术或新媒体手段的诞生一样，虚拟现实技术的发展给特殊教育领域注入了新的活力，给现代教育康复手段带来新的机遇和挑战。在VR技术创设的仿真与即时反馈环境中，特殊儿童可以充分调动视觉、听觉、触觉等感觉器官进行学习和训练，不仅弥补了传统教学方式和康复治疗的不足，更提高了相关操作的安全性和实效性[3]。

自闭症是一个广泛性发展障碍,是一个认知、情绪和行为障碍的心理学问题。自闭症作为一种发展性障碍，近年来发病率越来越高，由于自闭症的病因非常复杂并且每个患者的病症差异较大，到目前为止还没出现非常好的治疗药物。而常见的治疗措施为通过特殊教育训练和行为干预法，来改善自闭症自理、认知、社会交往及适应社会的能力，因此自闭症康复重要性也越来越凸显。相比于其他康复训练方式，虚拟现实技术应用于自闭症患者的康复训练或将对其康复及发展起到一定的促进作用。20世纪末,Strickland 教授从医学应用的角度上首次提出了在自闭症的儿童中采用虚拟现实技术进行病理治疗与干预的新途径[4]，并拟出了采用该技术的可行性分析报告[5]。但虚拟现实技术在我国特殊儿童领域中的应用还处于探索阶段，一些自闭症康复训练师还没有认识到此技术的价值，基于此，本文介绍了国外虚拟现实技术在自闭症语言康复、情绪能力训练、社会交往技能干预中的应用及其效果，并分析了虚拟现实技术对自闭症康复训练适用性，提出在我国应用时的建议。

一、虚拟现实技术对自闭症干预的应用

（一）语言干预。自闭症在语言发展方面有迟缓及损伤，因此很多对自闭症的康复训练关注于语言及非语言能力的发展。Hetzroni＆Tannous（2004）[6]利用多媒体软件干预自闭症功能语言技能。对5名7～12岁自闭症儿童进行干预，以教室为背景在玩、吃饭及健康卫生活动中对功能语言技能进行干预，对干预前及后进行测评，视觉化分析表明从基线期到干预期儿童的功能语言增加。教师报告中也表明儿童在利用电脑软件学习时表现出更高的积极性。另外一些研究[7][8]，同时也证明使用软件对自闭症儿童语言发展干预有积极效果。[9]开发了一个3D虚拟人物Baldi来教自闭症个体词汇及功能语言。Baldi是一个可以说话的虚拟3D计算机头像。它结合图片、文本语言、动画情绪等教自闭症个体语言技能。使用像Baldi这样的虚拟人物可以使使用者既看到“说话者”也听到它的声音并且可以看到它说的文本内容，而不是单单只依赖某一方面学习。8名7～12岁的自闭症儿童参与实验，实验后测较实验前测自闭症儿童在单词识别上有显著提高，并且参与实验的儿童在完成实验后1个月能回忆出85%的单词，即此干预训练有延时效果。另外，8名参加实验的儿童中有7名儿童与Baldi一同学习表现出高兴趣。随后，Bosseler＆Massaro对这些儿童中的6名儿童的语言技能的泛化能力进行了评估，利用单一被试的跨被试多基线设计方法，所有儿童在干预期识别目标词汇的正确率都有所提高，并且，所有儿童都能将语言能力泛化到新刺激、新环境中，如教室，或新的引导者，如教室协助员。因此，开发像Baldi这样的虚拟人物可以使自闭症学习新语言，并能泛化到新环境中。

（二）情绪干预。自闭症个体难以理解他人的思想及情感，可通过情绪识别及认知训练干预自闭症这一核心缺陷。[10]开发电脑软件干预自闭症个体的基础面部情绪识别技能。500张图像每张配有视觉与音频反馈，利用此训练自闭症的情绪识别。在被试作出反应后，相应情绪的动画会出现在屏幕作为强化。实验选择控制组、实验组，实验结果表明实验组在图像情绪辨别上有显著提高，而控制组并没有显著提高。但需注意的是被试只在实验中提高图像识别能力，对实验外的图像识别能力并没有提高。而Moore及其同事（2005）[11]利用一个简单的虚拟环境来研究自闭症患者对虚拟环境中虚拟人物表情的理解情况，研究使用协作式虚拟现实技术，协作式虚拟现实技术允许多位用户同时进入虚拟环境，通过各自的化身进行交互。研究结果表明，超过90%的自闭症个体能准确辨认虚拟人物所呈现的表情，并且，自闭症儿童的表现相较于随机猜测有显著性差异。Gonzalo（2016）[12]利用沉浸式虚拟现实技术训练并提高自闭症个体的情绪能力，研究评估。一是沉浸式虚拟现实技术与桌面式虚拟现实哪个对自闭症干预更有效；二是沉浸式虚拟现实与桌面式虚拟现实哪个更有利于技能泛化到真实环境。研究根据自闭症真实生活中的能力缺陷设计了十个虚拟场景，包括去参加朋友生日聚会、在公园与朋友一起玩、在教室听教师讲故事、参见每年一次的体检、与朋友玩捉迷藏等。这些场景的设计都考虑到了自闭症要有高兴、悲伤、害怕、失望等的情绪。实验选用机器人摄像机记录参与者的表情。为评估学到能力的泛化效果，要求教师对参与实验的自闭症每个月做一个评估，评估6个月。实验结果表明，与桌面式虚拟现实相比，沉浸式虚拟环境中自闭症存在更适当的情绪表现，另一方面，在干预训练期间，沉浸式虚拟情景训练组自闭症儿童在真实学校环境中的情绪行为已经得到改善。这就表明沉浸式虚拟现实技术能够使自闭症将虚拟环境中习得的技能泛化到真实环境中。

（三）社会技能干预。社会理解及社会意识的缺陷将导致自闭症个体难以建立及维持朋友关系、导致就业环境严峻。Bernard-opitz[13]等人设计利用多媒体电脑软件，教自闭症儿童如何解决社会情景中的冲突。软件中的动画人物有视觉刺激、声音来自儿童自身。被试选取实验组8名自闭症儿童（～58岁），8名正常发展儿童（4岁），结果显示虽然自闭症儿童在干预期间能力提高不如正常发展儿童，但是两组儿童在干预后能力都有显著提高。因此，此研究证明正常发展儿童、自闭症儿童都可从电脑软件中学习到社会技能。但对其在真实情景中的泛化能力的还未进行评估。Parsons等人则关注到虚拟现实技术的使用对自闭证社会互动干预效果。[14]测量利用虚拟现实环境对自闭症的社会技能及社会行为进行干预康复。初步测验选取36名13～18岁的青少年自闭症测验虚拟环境对自闭症干预的可行性，结果表明青少年自闭症能够有效使用这项技术，并能够理解虚拟环境是对现实世界的表示。随后，Mitchell et.al（2007）[15]证明利用虚拟环境对自闭症青少年社会技能的有效性。研究选取自闭症青少年6名（14～16岁），虚拟环境包括一个虚拟咖啡馆，虚拟咖啡馆环境由简单安静至复杂吵闹分为4个等级，能够让被试在环境中练习判断与归因。切换复制设计，一半被试在评估1、2之间接受训练，一半被试在2、3之间接受训练。所有被试都可完成训练。结果显示，大多数被试在训练后能力都有显著提高，但并不是所有被试都得到提高。随后，Kandalaft等人(2012)[16]对高功能青少年自闭症社会技能、社会认知、社会功能进行干预，8名青少年高功能自闭症参与干预训练，结果表明被试在心理理论、情绪识别，以及社会功能方面有所提高。之后，Kandalaft 等人（2016）[17]用虚拟现实技术对高功能自闭症儿童进行干预。结果表明，自闭症儿童在情绪识别、社会归因以及执行功能中的逻辑推理上有显著提高。

二、虚拟现实技术对自闭症干预的适用性分析

自闭症作为一种广泛性发展障碍，严重影响着儿童的学习、社会交往和社会适应。对自闭症的干预手段层出不穷，如感觉统合训练、应用行为分析疗法、结构化教学、地板时光疗法和图片交互系统等。每种康复训练手段有其优越性但也都有一定的局限性。虚拟现实技术对自闭症干预有一定的突破性与创新性。基于以上阐述，虚拟现实技术对自闭症康复训练的适用性体现在以下几方面：

（一）虚拟现实技术可以激发自闭症的学习兴趣。利用虚拟现实技术对自闭症个体进行干预训练可以激发他们的兴趣、强化学习动机。虚拟现实技术可以将场景更直观的展现在儿童面前。例如可以在虚拟世界中观看海底世界、探索宇宙星球。比传统的图片、影视呈现更能吸引自闭症、引起他们的兴趣。

（二）虚拟现实技术可以为自闭症避免真实环境中的危险因素。对于一些存在安全问题的内容，例如如何独自过马路、如何独自乘坐公交车等生活技能，在日常教学中教师无法实际进行教学演示与实践，利用虚拟现实技术提供真实的马路场景，可以使自闭症在循序渐进的安全的过程中习得技能。Self[18]等人研发了一款关于消防与龙卷风安全教育的培训课程，并对8名6～12岁的自闭症儿童进行了测试，项目进行取得了成功。另一方面，自闭症个体易对不熟悉的人出现退缩、焦虑甚至恐惧。虚拟现实技术的一个好处在于降低对真实世界中社会互动的需要,从而减少自闭症患者焦虑的来源[19]。

（三）虚拟现实技术可以促进自闭症习得技能的泛化。自闭症在某一个场景中习得的技能很难泛化到其他的场景中去。由于虚拟现实技术可以打破时空在不同的场景中切换任务，并且同一种技能可以切换场景进行训练。这促使自闭症个体习得的技能泛化到另一个场景中。并且，虚拟现实技术可以提供高逼真的图像、场景，这就使得自闭症个体习得的技能能够更好地泛化到真实生活中。

（四）虚拟现实技术可以为自闭症提供个性化治疗。自闭症表现千差万别，并且每位自闭症都有IEP，各种干预手段也必须是个性化的。利用虚拟现实技术对自闭症进行干预训练，可以根据不同自闭症的需求与技能来调整相关的学习内容、学习风格、刺激输入的强度、类型等等，实现个性化的治疗。

三、虚拟现实技术应用建议

综上所述，虚拟现实应用于自闭症个体的康复训练在国外已经有一定的效果。但由于虚拟现实技术在我国特殊教育领域中的应用较新。我国在应用虚拟现实技术对自闭症干预时应注意：

（一）与文化背景相结合。国外利用虚拟现实技术对自闭症康复训练的研究已取得一定成果，在我国由于技术、资金等问题的限制，利用虚拟现实技术的康复训练还处于尚未成熟阶段，因此，在使用时应注重与我国文化背景的结合，立足于我国自闭症儿童的特点及发展需求使用虚拟现实技术实施康复训练。例如Baldi语言训练，在英语语言中取得了显著的效果，并且自闭症儿童对与Baldi一同学习表现出高的积极性，但是在汉语语言中，类似Baldi的虚拟人物是否可以增进自闭症儿童的词汇及语言，自闭症儿童与其一同学习是否有较高的积极性，研究者在使用时需慎重考虑。

（二）在用虚拟现实康复训练同样需要指导者的指导。虚拟现实技术作为依赖电脑互联网的软件技术，与其他自闭症治疗方法一样都是为自闭症儿童更好地生活服务，同样，它的使用也同样需要指导者的指导，需要指导者的信息反馈。在社交技能的研究中，在虚拟情景中都设有两位指导者，一位称为“教练”为自闭症提供每个场景自闭症表现的信息反馈，另一位称为“助理医生”在根据不同场景变换角色与自闭症互动。因此，应是将利用虚拟现实技术作为康复训练手段进行干预，而不是让虚拟现实技术成为主导。

（三）重视协作式虚拟现实技术的前景应用。协作式虚拟现实技术可以实现自闭症不在同一物理环境中通过虚拟场景进行交流、互动，这种技术可以大大提高自闭症个体习得技能的泛化、利于生活适应。Yufang Cheng等人[20]使用协作式虚拟现实技术对自闭症进行康复训练，自闭症表现出高的表现能力。协作式虚拟现实技术是未来康复训练应用的一个方向。

参考文献：

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[2]张倩.虚拟现实技术在自闭症患者干预中的应用[J].中国特殊教育，2010（5）：28～31.

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[责任编辑 郑丽娟]

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2095-0438（2017）07-0100-04

2017-03-24

梁璇（1990-），女，山西太原人，陕西师范大学教育学院在读硕士，研究方向：特殊儿童诊断与评估。