基于OCR技术与交互设计方式的未来教育产品研发

黄惠慧 林欣

摘  要：随着智能化的快速发展和广泛应用，未来教育产品将变得越来越智能化与人性化。本文通过对基于OCR技术与交互设计方式的智能扫描笔握进行阐述，分析智能技术在未来教育产品中的应用。为打造兼具实用性与美感，更加注重情感化和智能化的未来教育产品提供思路。

关键词：OCR技术;交互设计;教育产品;智能扫描笔握

1 研究背景

1.1 智慧教育發展趋势概述

随着新一代互联网和人工智能的快速形成和发展，产业结构、经济增长的主要驱动力以及社会分工的体系都在此过程中发生革命性的巨大变化，传统教育体系已经跟不上时代的潮流，要转型，则必然会对人工智能教育的快速发展和广泛应用提出一系列新的技术挑战和要求。如何充分利用新一代人工智能技术，让教育变得更有智慧，提高现代教育水平，成为一个亟待解决的重大时代命题。

1.2学生错误的握笔姿势成为社会现象

近30年来，全国所有的学校无一例外地存在着学生握笔的姿势错误这一现象，特别是近年来，情况越来越严重。例如，大学生错误率高达95%。它已经成为一种常见的社会现象。

1.3学生学习时间成本过大，学习兴趣减少

美国纽约大学经济教授马歇尔在《经济学原理》书中首次提出了对消费者的剩余理论，即一个人对于某物所付的消费者价格，决不一定会远远超过而且也很少有可能达到他宁愿为此物支付而且也不愿得不到此物的消费者价格。知识是无价的，不存在价格问题，学生在抄写和整理笔记的过程中的机会成本主表现为时间成本。将价格换算成时间成本，在保证学生能够充分利用时间对知识付出的贡献和评价不变的时间管理条件下，降低了时间的成本会大大增加了学生额外的时间消费和剩余，提高了学生对于学习的兴趣和黏性，同时吸引更多的学生去学习。可见时间成本是制约学生获取知识的关键因素。

2 研究现状及发展动态

2.1 未来教育的产品研究方向

基于对近十年多以来关于人工智能教育建设与应用的相关学术文献的研究与分析，在此对人工智能教育的应用建设与研究的主要特征总结如下：①研究的人员大多主要集中在大专学校、企业及其它高等教育机构中;②研究的对象结构较侧重对人工智能企业的案例，而对人工智能教育领域的典型成功案例的关注不够;③我国教育人工智能研究主要集中于技术研究领域、模式研究领域和教育教学实践研究领域;④教育研究领域形成了包括人工智能深度学习、智慧家庭深度教育、情感计算、教育应用大数据等一系列的研究领域主题。

2.2 OCR技术的发展

OCR技术是指一种电子设备通过检查纸上已经打印的光学字符，通过计算机检测暗、亮的计算机模式符号来确定其整体形状，然后用字符识别的文字翻译方法将其中的形状翻译成其他的计算机模式是生成文字的一个重要过程。随着这项识别技术的日趋成熟，识别汉字的软件已经完全进入了基于人工智能的阶段，它不仅实现了能自动识别黑白灰度和印刷体的汉字，还能自动识别黑白灰度和彩色黑白印刷体的汉字，识别的正确率已经能够很好的达到99%，对于大批量的黑白印刷文字可以通过电子邮件和文档的方向进行输入，对于小批量的手写体的识别率也达到70%以上。

2.3 交互设计的现状

如今，我们的日常生活已经与互联网密不可分，网络改变着整个人类的自然生存和社会发展的方式。用户交互体验的研究在互联网时代中有发挥着重要作用，在这个前所未有的信息时代中，好设计的定义不再是功能至上、技术至上，而是更加的关注于用户本身，本着以人为本的产品设计精神，以用户为核心去做设计。换言之，这就是要求我们的设计师能够设计创造出更加的注重用户情感化、智能化和更加人性化的交互产品。

3 项目描述分析

3.1 智能扫描笔握简介

智能扫描笔握是一款整合OCR技术和交互设计的方法，针对未来教育的新型产品。它是以三指握笔的方式纠正用户的写字握笔姿势。其内置红外镜头，运用OCR技术智能扫描识别文字，可以把用户标注重点的词句，通过蓝牙连接手机app，将所需资料上传到APP，形成个人的思维导图，方便学生整理和记忆所需知识点。

3.2 智能扫描笔握的用户需求

智能扫描笔握的研发成果服务于广大消费者，基于人工智能互联网技术与基于用户体验的交互设计，对于人工智能的教育产业应用已经做进一步深层探究并提出了相应的产业发展战略建议，以至于更好地充分发挥了人工智能技术在教育应用的效果。如果能大规模投入市场并应用，这更是促进教育产品这一范畴里更多智能周边产品的多元化发展，这将为教育产品市场带来新面貌。

3.3 智能扫描笔握创新点和特色

3.3.1 技术层面

1）OCR技术作为本项产品核心技术。打开产品开关，利用先进的OCR字符识别技术通过计算机内置微型红外摄像头检查纸上计算机打印的每一个字符，通过利用计算机传感器检测暗、亮的两种字符识别的模式，首先确定其字符的大小和其形状，然后用字符识别的工具和方法将其大小和字符的形状翻译成纸上用于识别计算机的文字。

2）充分利用与人工智能相关的技术（如人工神经网络、学习模式计算等）。利用人工智能相关技术对OCR技术识别转换的文字进行深入智能的分析检查，降低OCR技术的误识率，加快识别速度，加大产品稳定性。

3）通过蓝牙传输实现信息交换。产品通过蓝牙传输，把识别转换的计算机文字传送到手机APP上进行信息交换，实现物联生活。

4）制作思维导图APP形成人机交互。思维导图APP的设计比较灵活，可以将扫描识别后的文字进行自动生成思维导图，并且分支可以随意拉动，便于用户在再次使用时，对笔记进行逻辑性的调整。增加了用户界面的友好性和产品的易用性

5）笔握采用典型三指握笔形式。三指握笔形式，有助于用户更容易掌握正确的书写姿势，同时可以纠正用户错误的握笔姿势。

3.3.2 设计层面

1）注重情感化、智能化和人性化。对产品外观和人机交互方式的研究，让产品在具有实用性的同时兼具美感和情感，更符合用户的审美和情感体验的要求。

2）符合人机工程学。注重考虑人类工效学，使人、机、环境达到最合理的匹配，保障人们舒适、高效的工作和生活。

3）良好的用户体验。产品能与周围的人之间产生信息交流，产生良好的互动，给用户带来了情感和行为上的体验。产品采用了符合工业设计视觉和审美设计原理的人性化用户界面，让此产品不仅有扎实的理论知识作为数据支撑，还不乏优良的用户体验。

4）利用二次设计原理。运用二次设计的方法让产品在市场差异化中寻找到设计的意义，产品以配件的形式作为一款笔握产品，选择适合通用的材质，适用于多款笔型，面向范围更广的客户群体。

4 总结

在新的移动互联网高速发展的时代背景下，教育的产品设计不能仅仅简单地局限于对实体教育产品的设计，需要将高科技信息技术更好地融入其中。整合OCR技术与交互设计方式，推进未来教育产品的创新设计则有重大意义。以智能扫描笔握为例的智能教育产品所表达设计情感的方式越来越多样化，在交互形式上的创新也让使用者和产品的配合度越来越高。面对目前的教育类产品存在的问题，教育产品理应做到：以用户体验为核心，针对人们对于产品与服务的需求与反应，创造出更智慧、更有趣、更富有情感的设计。