基于VR的交互式幼儿职业感知系统研究

李娜，杨碧瑶，刘璇

（陕西学前师范学院 信息工程学院，陕西 西安 710010）

0 引言

近年来幼儿的职业体验活动越来越多的受到家长和幼儿的喜爱，这种活动能让幼儿了解并体验各种各样的职业，在游戏中培养兴趣并获得极大的满足，有益儿童身心健康发展。但由于时空和条件的局限性使这一项活动受到了限制，随着虚拟现实技术的发展，利用虚拟现实技术创造一个交互式系统，让幼儿们身临其境地体验各种职业，很好地解决了这个问题。

将虚拟现实这一前沿技术与学前教育特色相结合，对教育教学和实践都有深远影响，虚拟现实技术的发展和社会对幼儿职业体验的极大需求一定会产生很大的社会影响。顺应这种发展趋势，尝试虚拟现实的幼儿职业体验系统的系统设计，先实现部分职业模型，后续研究中逐步充实完善职业种类，全部完成虚拟现实的幼儿职业体验系统。本文的研究内容对幼儿及家庭具有重大意义，利用它可以不受时空条件的限制让幼儿亲身体验各种职业的魅力，引导幼儿树立早期的人生理想，培养幼儿动手能力，提高学习兴趣和注意力，树立积极乐观正确高尚的理想和人生观。

1 相关技术和概念

VR是Virtual Reality的缩写，意为虚拟现实。虚拟现实技术，又称虚拟环境或人工环境，其融合了图形技术、仿真技术、人工智能、传感技术等。通过计算机生成的虚拟场景直接作用于操作者的感觉系统。同时，操作者可通过观察、触摸、操作等与虚拟场景进行交互操作。它具有沉浸性和交互性等特征[1]。

（1）沉浸性。沉浸性是基于人类心理环境所形成的存在感，通过VR技术作用于操作者的感觉系统使其具有身临其境的感受，使得操作者自身仿佛真实存在于虚拟环境中[2]。

（2）交互性。交互性即人机的交流互动性。VR技术可使操作者在特定虚拟环境下实现对该环境的操作反馈及信息交流，如在虚拟环境内移动一个物体时操作者不仅可以感受到该物体并且还能感受到该物体的重量等[3]。

交互设计（英文Interaction Design，缩写IXD），是定义、设计人造系统的行为的设计领域，它定义了两个或多个互动的个体之间交流的内容和结构，使之互相配合，共同达成某种目的。交互系统设计的目标可以从“可用性”和“用户体验”两个层面上进行分析，关注以人为本的用户需求[4]。交互设计最开始是莫格里奇提出的，交互式设计主要是从客户的角度出发，致力于了解客户的心理需求，使得产品更能体现以人为本的设计理念，客户更容易适应产品的功能特点[5]。“交互式”的概念起源于计算机领域中信息的发出方和接收方进行信息反馈交换的过程[6]。

职业感知是个体对某一职业的功能、意义、价值的认识，是职业意识发展的基础，形成职业认知的要点在于职业人能够清晰理解职业的本质与意义，准确的定位自己[7]。

2 系统的总体设计

2.1 需求分析

需求分析是基于VR的交互式幼儿职业感知系统研究开发设计阶段最重要的一步，通过对市场调研数据的整合和分析，尽可能的了解整个系统的软件功能和性能等方面的需求，为后期的软件开发设计和研究打下坚实的基础。

此阶段主要是根据市场调研数据，研究各类影响因素和关键因素，以此达到信息整合的目的。在这一阶段，模拟真实的幼儿职业体验，将信息记录在案并提炼分析。如用户在交互式职业感知系统中的体验是否具有真实感，是什么会导致用户体验不真实。针对这一问题来确定关键因素。接着，在交互式职业感知系统中，职业仿真模型、虚拟现实的实现是其中最重要的因素，并将其作为交互设计中改善的重点，最终确认其改善的方向。

2.2 设计框架

交互设计开发流程图如图1所示

图1 交互设计开发流程图

2.2.1 系统目标

基于VR的交互式幼儿职业感知系统采用创新载体手段，利用VR虚拟现实技术培养幼儿们的学习兴趣，对幼儿进行职业启蒙，增加幼儿们的社会认知。旨在让幼儿们体验到各种职业，培养幼儿们的兴趣爱好，给他们健康的教育理念及职业生涯规划，培养幼儿的动手能力，树立正确的价值观、人生观。

2.2.2 系统原理

VR职业体验训练系统将沉浸式虚拟现实技术（VR）融入幼儿教育过程，通过视觉、听觉等全方位立体化运用，打造沉浸式的学习体验区，真正进入职业角色，真实再现工作场景。以第一视角，感触各种职业的工作内容，引导幼儿树立早期的人生理想。

2.2.3 系统功能介绍

①开机进入软件，不显示桌面，不允许退出软件；②功能模块采取全屏触控，方便触摸屏控制；

③对应分辨率可以自行设置；

④针对各模块均有详细使用说明，指导及VR设备操作基本说明；

⑤有用户统一管理模块。

2.3 实施方案

系统结合交互与体验设计的相关理论，研究分析幼儿交互式感知系统的体验需求，建立幼儿交互式感知系统体验需求模型，并结合市场与用户研究作出修正，依此提出幼儿交互式感知系统的体验设计需求与策略。拓展幼儿交互式感知系统在体验设计领域的理论研究思路，为幼儿交互式感知系统设计提供理论参考。

首先，对VR交互式职业感知理论、VR交互式职业感知系统设计理论进行梳理与深入分析，提出VR交互式职业感知需求。并在前期通过市场调研与用户研究，结合问卷调查、访谈等方法，了解行业内虚拟现实职业软件研发情况，查阅相关文献资料，论证项目的可行性，完成项目研究的可行性调研报告和研制方案。

其次，利用所学基础知识并结合学前教育特色，结合职业模型设计方法与幼儿交互式职业体验需求，建立各个职业的模型，完成初步设计。结合使用情境交互设计中的体验模型，对幼儿建构VR交互式职业体验情况进行总结与表达。在技术人员指导下对VR交互式职业体验需求中的职业模型进行修正。

再次，建立以交互式职业体验为中心的感知系统。并根据幼儿交互式职业体验需求的研究结论，提出基于VR的交互式职业感知系统需求的设计流程。

最后，对“基于VR的交互式幼儿职业感知系统”模型的结构设计进行调试，针对运行过程中所出现的问题，通过技术团队的沟通、修改、优化，实现比较完善的系统。

3 结论

本文主要尝试利用虚拟现实技术设计一个交互式系统，使幼儿们身临其境地体验各种职业。VR技术满足了课堂中达不到的沉浸式学习体验的需求，幼儿们可以探寻跨时空的万物，培养幼儿动手能力，提高学习兴趣和注意力，树立高尚的理想和积极乐观正确的人生观。幼儿有一个超前的职业感知，通过体验了解接触各种各样的职业，在游戏中培养兴趣并获得极大的满足，有益儿童身心健康发展。