虚拟现实技术在特殊儿童教学与训练中的应用研究

王庭照; 许琦; 赵微

虚拟现实技术在特殊儿童教学与训练中的应用研究

1.
陕西师范大学教育学院，西安 710062
2.
西安市第二聋哑学校，西安 710043

基金项目:

上海市哲学社会科学规划教育科学研究重点项目“自闭症儿童社会认知的虚拟现实与真实情景的比较研究” A1007

中央高校基本科研业务费专项资金重点项目“特殊儿童视知觉加工特征及教育干预策略的眼动研究” 10SZZD04

D. Passig, and S. Eden, “Cognitive intervention through virtual environments among deaf and hard-of-hearing children”, European Journal of Special Needs Education, vol. 18, no. 2, 2003, pp. 173-182.
柳菁：《虚拟现实技术应用于心理治疗领域的最新进展》，《心理科学》2008年第3期。
方俊明主编：《特殊教育学》，北京:人民教育出版社，2005年，第268页。
张立勋、张今瑜、王志超：《基于matlab的下肢康复机器人虚拟现实仿真研究》，《机电工程》2008年第3期。
张卓星：《信息技术手段在特殊教育中的运用》，《现代教育技术》2009年第11期。
J. M. Lee, and B. H. Cho, “A Study on the System for Treatment of ADHD Using Virtual Reality”, Annual Reports of the Research Reactor Institute Kyoto: Kyoto University, vol. 44, no. 1, 2001, pp. 3754-3763.
R. M. Costa, LA. de Carvalho, R. Drummoud, et al, “The UFRJUERJ Group: Interdisciplinary Virtual Reality Experiments in Neuropsychiatry”, Cyberpsychology & Behavior, vol. 5, no. 5, 2002, pp. 423-431.
R. J. Sanchez, J. Liu, S. Rao, et al, “Automating Arm Movement Training Following Severe Stroke: Functional Exercises with Quantitative Feedback in a Gravity-reduced Environment”, Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 14, no. 3, 2006, pp. 378-389.
阎丽、李彦锋、胡丹丹等：《视觉缺损类型研究的新突破——基于感知觉的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统对视觉功能缺损类型的研究》，《医疗保健器具》2006年第2期。
方俊明、何大芳：《中国聋人手语脑功能成像的研究》，《中国特殊教育》2003年第2期。
马宏霞：《基于虚拟现实技术的运动康复应用研究》，《中国老年学杂志》2010年第12期。
E. A. Attree, C. Psychol, B. M. Brooks, et al, “Guest Editorial Use of Virtual Environment in Training and Rehabilitation: International Perspectives”, CyberPsychology & Behavior, Vol. 8, no. 3, 2005, pp. 185-186.
J. Vogel, C. Bowers, C. Meehan, et al, “Virtual reality for life skills education: program evaluation”, Deafness & Education International, vol. 6, no. 1, 2004, pp. 39-50.
S. Yalon-Chamovitz, P. L. Weiss, “Virtual Reality as a Leisure Activity for Young Adults with Physical and Intellectual Disabilities”, Research in Developmental Disabilities, vol. 29, no. 3, 2008, pp. 273-287.
张安仁、王文春、罗绯等：《脑损伤后认知功能障碍的虚拟现实康复技术研究进展》，《西南国防医药》2006年第2期。
N. Adamo-Villani, “A Virtual Learning Environment for Deaf Children: Design and Evaluation”, International Journal of Human and Social Sciences, vol. 2, no. 2, 2007, pp. 123-128.
R. Kayyal, S. Shirmohammadi, A. EI Saddik, “Measurement of Progress for Haptic Motor Rehabilitation Patients”, IEEE International Workshop on Medical Measurements and Applications, 2008, pp. 108-113.
R. M. Eastgate, G. D. Griffiths, P. E. Waddingham, et al, “Modified Virtual Reality Technology for Treatment of Amblyopia”, Eye, vol. 20, no. 3, 2006, pp. 370-374.
周柳、王英华、刘强等：《虚拟现实技术在运动康复中的应用》，《中国组织工程研究与临床康复》2007年第5期。
宋玲、王雁：《动物辅助治疗与特殊儿童的身心发展》，《心理发展与教育》2006年第2期。
J. P. Wann, and J. D. Turnbull, “Motor Skill Learning in Cerebral Pasly: Movement Action and Computer Enhanced Theraphy”, Bailliere's Clinical Neurology, vol. 2, no. 1, 1993, pp. 15-28.
T. Wada, N. Yoshii, K. Tsukamoto, et al, “Development of Virtual Reality Snowboard System for Therapeutic Exercise”, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 3, no. 3, 2004, pp. 2277-2282.
邓向红、刘迪辉、林茹珠等：《注意力缺陷研究的新突破——感知觉学习虚拟现实训练系统治疗儿童注意力缺陷》，《中国优生优育》2009第1期。
郭晓松、李冰：《多媒体视觉训练与传统方法治疗儿童屈光不正性弱视的比较》，《中国实用眼科杂志》2006年第1期。
罗虹、王士勇：《基于virtools技术的虚拟教学系统的设计与实现》，《现代教育技术》2007年第10期。
黄靖远、刘宏增、凌迪等：《康复用虚拟现实健身车的技术基础》，《生物医学工程学杂志》1999年第4期。
潘美华、任小军、庄建福等：《增视能训练软件治疗儿童弱视的疗效分析》，《临床眼科杂志》2008年第2期。
黄靖远、刘宏增、李海燕等：《“虚拟现实”康复工程前景初探》，《生物医学工程学杂志》1999年第2期。
任小军、潘美华、叶梅等：《视觉虚拟现实训练软件治疗172例5-8岁弱视儿童的疗效分析》，《国际眼科杂志》2009年第6期。
阎丽、胡丹丹、阎春元等：《基于感知觉学习的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统对弱视治疗效果的研究》，《医疗保健器具》2006年第2期。
冯霞、胡永斌：《虚拟现实技术在聋童言语训练中的应用初探》，《现代教育技术》2009年第3期。
王兆其，高文：《基于虚拟人合成技术的中国手语合成方法》，《软件学报》2002年第10期。
张倩苇：《虚拟现实技术与教育》，《电化教育研究》1998年第2期。
D. A. Strickland, “A Virtual Reality Application with Autistic Children”, Presence: Teleoperators and Virtual Environments, vol. 5, no. 2, 1996, pp. 319-329.
H. Zhu, Y. Sun, J. Zeng, et al, “Mirror Neural Training Induced by Virtual Reality in Brain-computer Interfaces may Provide a Promising Approach for the Autism Therapy”, Medical Hypotheses, vol. 76, 2011, pp. 646-647.
B. H. Cho, D. S. Kim, D. S. Shin, et al, “Neurofeedback Training with Virtual Reality for Inattention and Impulsiveness”, Cyberpsychology & Behavior, vol. 7, no. 5, 2002, pp. 519-526.
D. Passig, and S. Eden, “Improving Flexible Thinking in Deaf and Hard of Hearing Children with Virtual Reality Technology”, American Annals of the Deaf, vol. 145, no. 3, 2000, pp. 286-291.
杨素红、甘晓玲、庞琳等：《利用视觉虚拟现实训练软件治疗弱视的疗效分析》，《中国斜视与小儿眼科杂志》2004年第1期。
教育部科技发展中心：《哈工大开发出基于虚拟人技术的中国手语合成系统》，2006年4月25日，http://www.cutech.edu.cn/cn/kjjj/gxkj/webinfo/2006/04/1180236642106731.htm。
何梅、张徽、宋红艳：《ADHD的抑制缺陷和厌恶延迟—来自双通道模型的解释》，《心理科学》2012年第4期。
A. M. Cook, and S. M. Hussey著(杨炽康等译)：《辅助科技：原则与实行》，台北:心理出版社，2007年，第101页。
张倩：《虚拟现实技术在自闭症患者干预中的应用》，《中国特殊教育》2010年第5期。
A. A. Rizzo, J. G. Buckwalter, L. Humphrey, et al, “The Virtual Classroom: A Virtual Environment for the Assessment and Rehabilitation of Attention Deficits”, Cyberpsychology & Behavior, vol. 3, no. 3, 2000, pp. 483-499.
J. Fung, F. Malouin, B. J. McFadyen, et al, “Locomotor Rehabilitation in a Complex Virtual Environment”, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, vol. 7, 2004, pp. 4859-4861.
D. Moore, Y. Cheng, P. McGrath, et al, “Collaborative Virtual Environment Technology for People With Autism”, Focus on Autism and Other Developmental Disabilities, vol. 20, no. 4, 2005, pp. 231-243.
Y. P. Wuang, C. S. Chiang, C. Y. Su, et al, “Effectiveness of Virtual Reality Using Wii Gaming Technology in Children with Down Syndrome”, Research in Developmental Disabilities, vol. 32, no. 1, 2011, pp. 312-321.
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出版历程
- 刊出日期: 2013-09-01

An Study on the Application of Virtual Reality in Teaching and Training of Special Children

Wang Tingzhao¹,

摘要

摘要: 虚拟现实技术在特殊教育领域中的应用既是一种新的尝试，又是一项具有广阔发展前景的课题。本文阐述了近年来虚拟现实技术在肢体障碍儿童、视力障碍儿童、听力障碍儿童及其它类型特殊儿童教学、治疗与训练中的应用研究，并针对当前存在的问题提出建议：(1)联系特殊儿童评估专家，制订科学的治疗和评估标准；(2)尊重特殊儿童发展的基本规律，注重多种方法的综合使用；(3)强调人文关怀和回归主流，强化各类特殊儿童社会适应能力的训练；(4)结合我国特殊教育的发展实际，争取多方人员的积极配合。
- 虚拟现实 /
- 特殊儿童 /
- 教学 /
- 训练
注释:

1) D. Passig, and S. Eden, “Cognitive intervention through virtual environments among deaf and hard-of-hearing children”, European Journal of Special Needs Education, vol. 18, no. 2, 2003, pp. 173-182.

2) 柳菁：《虚拟现实技术应用于心理治疗领域的最新进展》，《心理科学》2008年第3期。

3) 方俊明主编：《特殊教育学》，北京:人民教育出版社，2005年，第268页。

4) 张立勋、张今瑜、王志超：《基于matlab的下肢康复机器人虚拟现实仿真研究》，《机电工程》2008年第3期。

5) 张卓星：《信息技术手段在特殊教育中的运用》，《现代教育技术》2009年第11期。

6) J. M. Lee, and B. H. Cho, “A Study on the System for Treatment of ADHD Using Virtual Reality”, Annual Reports of the Research Reactor Institute Kyoto: Kyoto University, vol. 44, no. 1, 2001, pp. 3754-3763.

7) R. M. Costa, LA. de Carvalho, R. Drummoud, et al, “The UFRJUERJ Group: Interdisciplinary Virtual Reality Experiments in Neuropsychiatry”, Cyberpsychology & Behavior, vol. 5, no. 5, 2002, pp. 423-431.

8) R. J. Sanchez, J. Liu, S. Rao, et al, “Automating Arm Movement Training Following Severe Stroke: Functional Exercises with Quantitative Feedback in a Gravity-reduced Environment”, Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 14, no. 3, 2006, pp. 378-389.

9) 阎丽、李彦锋、胡丹丹等：《视觉缺损类型研究的新突破——基于感知觉的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统对视觉功能缺损类型的研究》，《医疗保健器具》2006年第2期。

10) 方俊明、何大芳：《中国聋人手语脑功能成像的研究》，《中国特殊教育》2003年第2期。

11) 马宏霞：《基于虚拟现实技术的运动康复应用研究》，《中国老年学杂志》2010年第12期。

12) E. A. Attree, C. Psychol, B. M. Brooks, et al, “Guest Editorial Use of Virtual Environment in Training and Rehabilitation: International Perspectives”, CyberPsychology & Behavior, Vol. 8, no. 3, 2005, pp. 185-186.

13) J. Vogel, C. Bowers, C. Meehan, et al, “Virtual reality for life skills education: program evaluation”, Deafness & Education International, vol. 6, no. 1, 2004, pp. 39-50.

14) S. Yalon-Chamovitz, P. L. Weiss, “Virtual Reality as a Leisure Activity for Young Adults with Physical and Intellectual Disabilities”, Research in Developmental Disabilities, vol. 29, no. 3, 2008, pp. 273-287.

15) 张安仁、王文春、罗绯等：《脑损伤后认知功能障碍的虚拟现实康复技术研究进展》，《西南国防医药》2006年第2期。

16) N. Adamo-Villani, “A Virtual Learning Environment for Deaf Children: Design and Evaluation”, International Journal of Human and Social Sciences, vol. 2, no. 2, 2007, pp. 123-128.

17) R. Kayyal, S. Shirmohammadi, A. EI Saddik, “Measurement of Progress for Haptic Motor Rehabilitation Patients”, IEEE International Workshop on Medical Measurements and Applications, 2008, pp. 108-113.

18) R. M. Eastgate, G. D. Griffiths, P. E. Waddingham, et al, “Modified Virtual Reality Technology for Treatment of Amblyopia”, Eye, vol. 20, no. 3, 2006, pp. 370-374.

19) 周柳、王英华、刘强等：《虚拟现实技术在运动康复中的应用》，《中国组织工程研究与临床康复》2007年第5期。

20) 宋玲、王雁：《动物辅助治疗与特殊儿童的身心发展》，《心理发展与教育》2006年第2期。

21) J. P. Wann, and J. D. Turnbull, “Motor Skill Learning in Cerebral Pasly: Movement Action and Computer Enhanced Theraphy”, Bailliere's Clinical Neurology, vol. 2, no. 1, 1993, pp. 15-28.

22) T. Wada, N. Yoshii, K. Tsukamoto, et al, “Development of Virtual Reality Snowboard System for Therapeutic Exercise”, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 3, no. 3, 2004, pp. 2277-2282.

23) 邓向红、刘迪辉、林茹珠等：《注意力缺陷研究的新突破——感知觉学习虚拟现实训练系统治疗儿童注意力缺陷》，《中国优生优育》2009第1期。

24) 郭晓松、李冰：《多媒体视觉训练与传统方法治疗儿童屈光不正性弱视的比较》，《中国实用眼科杂志》2006年第1期。

25) 罗虹、王士勇：《基于virtools技术的虚拟教学系统的设计与实现》，《现代教育技术》2007年第10期。

26) 黄靖远、刘宏增、凌迪等：《康复用虚拟现实健身车的技术基础》，《生物医学工程学杂志》1999年第4期。

27) 潘美华、任小军、庄建福等：《增视能训练软件治疗儿童弱视的疗效分析》，《临床眼科杂志》2008年第2期。

28) 黄靖远、刘宏增、李海燕等：《“虚拟现实”康复工程前景初探》，《生物医学工程学杂志》1999年第2期。

29) 任小军、潘美华、叶梅等：《视觉虚拟现实训练软件治疗172例5-8岁弱视儿童的疗效分析》，《国际眼科杂志》2009年第6期。

30) 阎丽、胡丹丹、阎春元等：《基于感知觉学习的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统对弱视治疗效果的研究》，《医疗保健器具》2006年第2期。

31) 冯霞、胡永斌：《虚拟现实技术在聋童言语训练中的应用初探》，《现代教育技术》2009年第3期。

32) 王兆其，高文：《基于虚拟人合成技术的中国手语合成方法》，《软件学报》2002年第10期。

33) 张倩苇：《虚拟现实技术与教育》，《电化教育研究》1998年第2期。

34) D. A. Strickland, “A Virtual Reality Application with Autistic Children”, Presence: Teleoperators and Virtual Environments, vol. 5, no. 2, 1996, pp. 319-329.

35) H. Zhu, Y. Sun, J. Zeng, et al, “Mirror Neural Training Induced by Virtual Reality in Brain-computer Interfaces may Provide a Promising Approach for the Autism Therapy”, Medical Hypotheses, vol. 76, 2011, pp. 646-647.

36) B. H. Cho, D. S. Kim, D. S. Shin, et al, “Neurofeedback Training with Virtual Reality for Inattention and Impulsiveness”, Cyberpsychology & Behavior, vol. 7, no. 5, 2002, pp. 519-526.

37) D. Passig, and S. Eden, “Improving Flexible Thinking in Deaf and Hard of Hearing Children with Virtual Reality Technology”, American Annals of the Deaf, vol. 145, no. 3, 2000, pp. 286-291.

38) 杨素红、甘晓玲、庞琳等：《利用视觉虚拟现实训练软件治疗弱视的疗效分析》，《中国斜视与小儿眼科杂志》2004年第1期。

39) 教育部科技发展中心：《哈工大开发出基于虚拟人技术的中国手语合成系统》，2006年4月25日，http://www.cutech.edu.cn/cn/kjjj/gxkj/webinfo/2006/04/1180236642106731.htm。

40) 何梅、张徽、宋红艳：《ADHD的抑制缺陷和厌恶延迟—来自双通道模型的解释》，《心理科学》2012年第4期。

41) A. M. Cook, and S. M. Hussey著(杨炽康等译)：《辅助科技：原则与实行》，台北:心理出版社，2007年，第101页。

42) 张倩：《虚拟现实技术在自闭症患者干预中的应用》，《中国特殊教育》2010年第5期。

43) A. A. Rizzo, J. G. Buckwalter, L. Humphrey, et al, “The Virtual Classroom: A Virtual Environment for the Assessment and Rehabilitation of Attention Deficits”, Cyberpsychology & Behavior, vol. 3, no. 3, 2000, pp. 483-499.

44) J. Fung, F. Malouin, B. J. McFadyen, et al, “Locomotor Rehabilitation in a Complex Virtual Environment”, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, vol. 7, 2004, pp. 4859-4861.

45) D. Moore, Y. Cheng, P. McGrath, et al, “Collaborative Virtual Environment Technology for People With Autism”, Focus on Autism and Other Developmental Disabilities, vol. 20, no. 4, 2005, pp. 231-243.

46) Y. P. Wuang, C. S. Chiang, C. Y. Su, et al, “Effectiveness of Virtual Reality Using Wii Gaming Technology in Children with Down Syndrome”, Research in Developmental Disabilities, vol. 32, no. 1, 2011, pp. 312-321.