孫玉明　榮雷雷

［摘要］增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)與童書相結(jié)合產(chǎn)生的AR童書，為傳統(tǒng)的童書出版注入新的活力。然而，在AR童書快速發(fā)展的背后，當下許多AR童書仍存在內(nèi)容質(zhì)量不高、交互效果欠佳等現(xiàn)實問題。文章引入認知發(fā)展理論，發(fā)現(xiàn)對AR童書的內(nèi)容與交互進行針對性設(shè)計尤為重要，具體可從前運算、具體運算、形式運算三個階段出發(fā)，結(jié)合各階段兒童的認知發(fā)展水平與心理接受特點對AR童書進行內(nèi)容優(yōu)化；從感官交互、肢體交互與情感交互三個方面分析AR童書的交互設(shè)計，以期為AR童書的差異化出版提供參考。

［關(guān)鍵詞］認知發(fā)展理論；AR童書；內(nèi)容設(shè)計；交互設(shè)計

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）技術(shù)是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合，促進人類對現(xiàn)實事物的理解，增強多維感官體驗的人機交互技術(shù)。自2014年起，AR童書以虛實相融的體驗環(huán)境、動態(tài)立體的呈現(xiàn)方式、沉浸式的多維感知等特點，取得了較好的市場反響?！耙粌匀诤狭薃R/VR概念的童書，其銷量往往是相同題材普通童書的3—5倍”［1］，良好的市場反饋也能促進AR童書的快速發(fā)展。然而，AR童書的出版規(guī)模在不斷擴大的同時，仍存在一些現(xiàn)實問題亟待解決，比較突出的是其對兒童的認知與心理特點關(guān)注不足。一些AR童書沒有遵循兒童的心理發(fā)展規(guī)律，在功能設(shè)計上流于形式，其在一定程度上只能充當幼兒的簡易電子玩具［2］。因此，文章從認知發(fā)展理論的視角出發(fā)，依據(jù)兒童的認知水平與接受特點進行針對性的內(nèi)容與交互設(shè)計，探討AR童書差異化出版的理論價值與現(xiàn)實意義。

一、兒童的認知發(fā)展階段及其特點

一般認為，認知發(fā)展是自個體出生之后，在與環(huán)境相適應的過程中，個體理解事物以及解決問題時，能力與思維方式的一種表現(xiàn)。兒童時期是個體認知發(fā)展的關(guān)鍵階段。皮亞杰認為，活動是感知的源泉，又是思維發(fā)展的基礎(chǔ)，運演是一種認識活動，它可以協(xié)調(diào)各種活動成為一個運演系統(tǒng)，又滲透在整個思維活動中［3］。皮亞杰以運演作為思維發(fā)展的標志來劃分兒童認知的四個年齡階段。這四個年齡階段既不能逆向也不能跨越，思維則順著每個階段向前發(fā)展。

（一）感知運算階段

感知運算階段是第一階段，兒童年齡為0歲至2歲。在這個階段中，兒童通常運用原始的認知方式來對待外部客體，并能夠協(xié)調(diào)和感知動作間的活動。這個階段兒童的認知特點是憑借肢體動作去感知外界環(huán)境，但是他們不知道自己是活動的發(fā)起者，外界事物在兒童腦海里以圖形的形式存在，例如，兒童看見奶瓶會做出吸吮的動作。同時，此階段兒童的認知未具有客體守恒性。例如，這個階段的兒童喜歡捉迷藏，并且樂此不疲，是因為兒童以為物體消失在眼前就徹底消失了。

（二）前運算階段

前運算階段的兒童年齡大約是2歲至6歲。皮亞杰將前運算階段分為兩個水平階段，在第一水平階段（2歲至4歲），兒童還不具備思維能力，他們的認知水平僅限于實物。隨著兒童思維中語言和符號功能的出現(xiàn)，其可以吸收并理解一些相互依存的簡單活動，并將這種活動概念化，但這個概念只是粗略的概念。這一階段的兒童對待事物關(guān)系時只憑借自己心里主觀的想法，沒有把客觀元素加入考慮范疇。到前運算第二水平階段（5歲至6歲）時，兒童開始從以自我為中心向解除自我為中心過渡。兒童在前運算第二水平階段最主要的特征是，他們的思維缺乏可逆性，沒有集合體守恒的概念。

（三）具體運算階段

具體運算階段也分為兩個水平階段。在此之前，兒童處理問題的方式只能朝著單一的方向進行，如果問及另一個方向時，兒童會出現(xiàn)困惑。但從第一水平階段（7歲至8歲）開始，兒童可以考慮到兩個方向，并能夠把前后順序連接起來，說明他們這時的思維出現(xiàn)了可逆性。但這個階段的兒童仍需要借助實物，對沒發(fā)生或者不存在的東西還不能進行思考。此外，這個階段的兒童的思維具備了守恒性，即物體無論如何變化，兒童都知道其本質(zhì)沒有改變。比如，將水從一個容器倒入另一個更大的容器后，水的總量是否發(fā)生變化，這個階段的兒童已經(jīng)可以做出正確的判斷。隨著兒童認知從具體運算的第二水平階段（9歲至10歲）向形式運算階段過渡，兒童的認知雖然已經(jīng)獲得守恒概念、空間概念、推理邏輯，但是其思維仍然處于具體運算階段，并被這個階段限制。

（四）形式運算階段

在此階段，兒童年齡是11歲至14歲，而且運演最終具有了純邏輯數(shù)學關(guān)系所特有的超時間性。形式運算階段主要可以分為三個發(fā)展階段。符號功能階段是第一階段，此時兒童開始學會使用語言，將外在符號模仿內(nèi)化為表象形式，并能夠?qū)⑶昂舐?lián)系的活動轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r性表象的形式。具體運演的開始是在形式運算第二階段，在這個階段兒童的思維產(chǎn)生了可逆性，因為具體運演協(xié)調(diào)了回顧與預見，他們的思維可以回歸到時間的起點上。當兒童的認識超越了現(xiàn)實本身，就標志著形式運算第三階段的出現(xiàn)。這個階段的兒童思維把現(xiàn)實納入了現(xiàn)實性和必然性的范疇，不再需要具體的實物做中介。這個階段的兒童思維最主要的特征是，其不再單純地處理客觀存在的東西，還可以處理假設(shè)問題。以上論述說明兒童的思維發(fā)展到這個階段獲得了邏輯推理能力。

綜上所述，在認知發(fā)展理論視域下，不同年齡階段的兒童的認知發(fā)展水平存在一定的差異。那么，AR童書的設(shè)計與出版，也應遵從兒童在不同年齡階段的認知發(fā)展水平與接受特點，進行針對性開發(fā)與設(shè)計，才能創(chuàng)作出更加適合兒童的讀物。

二、基于認知發(fā)展理論的AR童書內(nèi)容設(shè)計

目前，AR童書在內(nèi)容設(shè)計方面還存在較多不足，如情節(jié)簡單、數(shù)字技術(shù)內(nèi)容不豐富、3D動畫效果粗糙、內(nèi)容敘事與技術(shù)結(jié)合不緊密等問題［4］。這些問題出現(xiàn)的原因，一方面是商業(yè)利益與市場邏輯的影響，商家和圖書出版單位為分得AR童書的先期紅利而盲目出版所致；另一方面是圖書出版單位較少依據(jù)兒童的認知發(fā)展水平與接受特點進行內(nèi)容差異化設(shè)計。創(chuàng)作主體的主觀意識與兒童的認知水平是否一致，還有圖書設(shè)計與兒童的思維特征及心理發(fā)展規(guī)律的接近程度，在很大程度上決定了AR童書能否引起兒童的共鳴。AR童書出版只有根據(jù)各年齡階段兒童的認知規(guī)律進行針對性內(nèi)容設(shè)計，才能符合兒童的閱讀習慣。在認知發(fā)展理論中，兒童認知發(fā)展有三個關(guān)鍵時期，分別是2歲、7歲與11歲。2歲以下的兒童由于處于感知運算階段，更適合在自然環(huán)境中成長。因此，AR童書的內(nèi)容設(shè)計應側(cè)重于兒童認知發(fā)展的前運算階段（2歲至6歲）、具體運算階段（7歲至10歲）和形式運算階段（11歲至14歲）三個階段。

（一）前運算階段的內(nèi)容設(shè)計

在前運算第一水平階段（0歲至2歲），兒童思維中的語言和符號功能相繼出現(xiàn)，但是他們還不具備思維能力。所以這一階段的AR童書的內(nèi)容應盡可能簡短直白，可以著重培養(yǎng)兒童的語言能力和理解能力，簡單的童謠和故事繪本便于兒童理解，也更加適合此階段的兒童。

到前運算第二水平階段（2歲至4歲），兒童開始具備一定的閱讀理解和口語表達能力，他們對圖書內(nèi)容的關(guān)注點逐漸從圖畫和語言向角色和事件轉(zhuǎn)移。此階段的兒童雖然具有一定的思維能力，但思維仍然不可逆。因此，這一階段的AR童書可以適當加入故事情節(jié)，配合有情節(jié)的AR互動來維持兒童的閱讀興趣，并且內(nèi)容應盡量避免虛構(gòu)，篇幅不宜過長。

根據(jù)前運算階段兒童總體認知特點，此階段的兒童思維缺乏抽象能力，紙質(zhì)圖書依托AR技術(shù)可以更直觀地展現(xiàn)原本抽象的概念和信息，并能夠豐富和拓展原有的圖書內(nèi)容。同時，AR童書可視化的信息形態(tài)更符合兒童的認知特點和信息接受能力，可以更好地刺激兒童的感官，吸引兒童注意力，進而強化兒童對文字信息和圖像的相關(guān)性記憶。所以，此階段的AR童書應適當增加直觀的AR元素，為兒童提供更具體的3D內(nèi)容，促進兒童對知識的理解，為兒童的學習成長助力。

（二）具體運算階段的內(nèi)容設(shè)計

在具體運算第一水平階段（7歲至8歲），兒童思維的發(fā)展趨于完善，他們逐漸開始自主閱讀，前運算階段的兒童圖書對此階段的兒童來說會略顯淺薄，他們會感到枯燥乏味。這時的AR童書可以加入更加豐富的故事情節(jié)，同時融入一些邏輯推理。但是這個階段的兒童還需要借助具體事物進行思考，不能脫離客觀現(xiàn)實。因此，AR童書可適當增加文字內(nèi)容，將童書打造成以AR互動為輔的橋梁書。AR科普類圖書、AR人物傳記類圖書等可以加入AR童書行列。需要注意的是，這一階段的AR童書的故事情節(jié)關(guān)系不宜過于繁雜，因為兒童可以推理相鄰客體的關(guān)系，但是任意兩種或者多種的關(guān)系對他們來說仍有一定難度。例如，黃花3朵，粉花7朵，兒童可以知道哪種顏色花朵多，但是兒童難以辨析花和細菌、哺乳動物之間的關(guān)系。

到具體運算第二水平階段（9歲至10歲），此時兒童思維已具備一定的認識能力，但又處于向形式運算階段的過渡期。因此，此階段AR童書的內(nèi)容設(shè)計需要注意控制難易程度，避免超過此時兒童的認知范疇而給他們的閱讀造成困擾。比如，在對力與速度的解釋上，AR童書應減少對力與速度的邏輯推理內(nèi)容。

思維發(fā)展到具體運算階段的兒童，大多已經(jīng)開始上學，他們大部分的閱讀活動在學校完成，因此這一階段的AR童書內(nèi)容可以與兒童課堂內(nèi)容相連接。AR元素可以作為兒童教材的有益補充，幫助兒童掌握一些需要加強形象思維來理解的內(nèi)容。例如，蘇州夢想人軟件科技有限公司開發(fā)的“4D書城”，其中包含了小學至初中部分英語、科學、生物等科目的教學內(nèi)容，兒童讀者通過掃描知識難點的相關(guān)位置便可以通過AR的形式閱讀相關(guān)內(nèi)容。

（三）形式運算階段的內(nèi)容設(shè)計

隨著年齡的增長和認知水平的提升，形式運算階段的兒童已經(jīng)可以從多角度看待問題并且通過邏輯推理解決問題。這個階段兒童的閱讀速度和閱讀量都有所提升，因此，兒童圖書可以從簡單的故事書向知識覆蓋面更廣的讀物或探討類讀物過渡。所以，AR童書可以適當減少直觀的AR元素，加入探索類的AR元素，以激發(fā)兒童的想象力。例如，在AR童書中適量加入AR元素，或以游戲互動的方式呈現(xiàn)圖書的AR元素，從而引起兒童的興趣和關(guān)注。

此階段的AR童書還應考慮到兒童性別差異，針對男孩和女孩不同的閱讀傾向進行相應的內(nèi)容設(shè)計。比如，此階段的男孩可能對一些冒險、懸疑、推理類的內(nèi)容更感興趣，而女孩則可能更傾向于情節(jié)的細膩敘事或情感的含蓄表達。因此，AR童書有針對性地設(shè)計內(nèi)容，更容易激發(fā)他們的閱讀興趣。同時，此階段的兒童已逐漸脫離以自我為中心的狀態(tài)，開始吸納更多不同的觀點來形成和建立自身的價值觀和社會觀。由此，AR童書在內(nèi)容設(shè)計上可加入一些人類共同話題，如環(huán)境保護、物種進化、人類社會的未來發(fā)展等探討性內(nèi)容。形式運算階段的兒童開始向青春期過渡，他們的智力和認知水平相較前階段已有較大提升，對此AR童書在內(nèi)容設(shè)計上也應不斷充實內(nèi)容素材庫。

三、基于認知發(fā)展理論的AR童書交互設(shè)計

目前，AR童書的形式主要分為三種。第一種是紙質(zhì)圖書與普通移動終端（手機或平板電腦）、App相結(jié)合的形式，讀者需要使用與圖書配套的App掃描對應的二維碼，使具體的AR內(nèi)容與周圍真實場景相融合。第二種是紙質(zhì)圖書與專業(yè)AR設(shè)備相結(jié)合的形式，與手機或平板電腦相比，AR設(shè)備的增強現(xiàn)實效果更佳，讀者可以解放雙手，獲得更加深入、真實的體驗。第三種是去除紙質(zhì)圖書的形式，讀者只需下載對應的App，挑選合適的電子圖書，點擊書頁中的相應標識就可以觀看AR內(nèi)容，這種AR童書不需要讀者再掃取二維碼，與前兩種形式相比更加方便。然而，無論是紙質(zhì)圖書與手機或平板電腦、App的結(jié)合，還是紙質(zhì)圖書與專業(yè)AR設(shè)備的搭配，抑或閱讀類App，都需要通過讀者的感官刺激配合肢體操作才能完成整套操作。由此，文章結(jié)合兒童各認知發(fā)展階段的差異性，從感官交互、肢體交互與情感交互三個方面來分析AR童書的交互設(shè)計。

（一）感官交互設(shè)計

兒童自出生起就開始運用感官探索與學習周圍的世界。外界給予兒童多元化的感官體驗，實際上就是為其大腦神經(jīng)元建立更廣、更強的連接提供機會。在感知運算階段，兒童大腦神經(jīng)元建立連接會為其未來發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)，為其日后學習與生活提供幫助。同時，豐富的感官體驗還可以增強兒童的語言能力。

兒童主要通過視覺接受信息，AR童書中的視覺交互可以帶領(lǐng)兒童從多個角度認識世界。圖書中的色彩能直接刺激兒童的感官，所以AR童書中的色彩搭配要迎合各階段兒童的偏好。比如，前運算階段的兒童更傾向于鮮艷、明亮的色彩，由此，AR童書的角色或界面的色彩搭配要避免過于暗沉的色調(diào)。AR童書中的聽覺交互設(shè)計，主要體現(xiàn)在有聲閱讀與解說、故事情節(jié)的背景音樂與兒童點擊交互時給出的聲音反饋等方面。AR童書加入聽覺交互設(shè)計，可以在豐富兒童閱讀體驗的同時減輕他們的閱讀壓力。視聽交互的“接觸式”閱讀可以激發(fā)兒童的創(chuàng)造力與想象力。例如，在AR童書《一只名叫穆爾的熊》中，兒童可以通過掃描書中的小鳥圖案，跟隨小鳥體驗故事中不同的主題場景，還可以與故事中的小動物們打招呼，在湖邊照“鏡子”，坐在雪地里抬頭欣賞極光。其中的畫面不僅生動有趣，還配有相應的背景音樂，另外，該書還有隱藏游戲關(guān)卡，兒童需要不斷開動腦筋去發(fā)掘其中的奧秘。這種從多維度刺激兒童感官的交互式閱讀，除了能給兒童帶來更加直觀的閱讀體驗，還可以讓閱讀變成一種有趣的互動過程。

（二）肢體交互設(shè)計

兒童生來就可以不借助感官而感知到自身的四肢、關(guān)節(jié)和肌肉，這就是本體感受。本體感受充當AR的輸入方式，兒童便不需要借助外部的硬件，只需要利用自己的身體進行交互。這種方式可以讓兒童更自然和快捷地進行閱讀交互。例如，在前運算階段，兒童認知能力有限、肢體協(xié)調(diào)性弱，但是他們喜歡互動，對此，AR童書則可以添加一些點、按、滑動的簡單AR手勢元素，通過給予一定的反饋，滿足兒童的互動需求。到具體運算階段或形式運算階段，AR童書可以嘗試紙質(zhì)圖書與專業(yè)AR設(shè)備相結(jié)合的形式，專業(yè)的AR設(shè)備可以解放兒童的雙手，使兒童的肢體最大限度地參與其中。例如，日本索尼公司與J.K.羅琳聯(lián)手打造的《奇幻之書：魔咒之冊》以紙質(zhì)圖書為基礎(chǔ)，兒童可以通過Play Station Move動作控制器來操作畫面，而Play Station Eye可以識別并記錄他們的動作，并在屏幕上顯示互動效果，實現(xiàn)兒童與圖書的互動，為他們帶來沉浸式閱讀體驗。

兒童在早期認知發(fā)展階段的認知水平有限，AR童書在操作設(shè)計方面應盡量簡便，避免因操作煩瑣使兒童耐心不足而失去閱讀興趣。AR童書可適當增加AR親子互動的內(nèi)容，建議家長陪同閱讀，讓兒童在家長的幫助下完成AR交互，從而增強閱讀的趣味性和家庭氛圍感。例如，AR童書通過設(shè)計多人參與的親子游戲，既可以鍛煉兒童的語言表達能力，又可以增進兒童與父母之間的情感交流。

（三）情感交互設(shè)計

情感交互需要建立在以人為本的基礎(chǔ)上，因此AR童書的情感交互設(shè)計要以使用者為中心，探求更加人性化的處理方式，使人、機、環(huán)境完美結(jié)合。感官交互與肢體交互是基礎(chǔ)交互，當基礎(chǔ)交互搭建完成再把人性化設(shè)計融入其中，這就是更高層級的情感交互。

美國認知心理學家唐納德·諾曼認為，人的大腦將外界的刺激反饋連同認知而產(chǎn)生的情感分為本能層、行為層和反思層。本能層是人類生來就具有的條件反射情緒。例如，AR童書通過對兒童的好奇情緒加以利用，可以讓圖書充滿趣味性，吸引兒童的注意力。行為層一般是由情緒引導出來的，常常是下意識或者無意識的行為，對此，AR童書的交互設(shè)計不僅要適合各階段兒童的行為特征，還要滿足兒童易用性和容錯性的要求。兒童年齡越小認知水平越低，對易用性與容錯性的要求就會越高，他們在沒有完全掌握AR設(shè)備的操作方法時，會經(jīng)常出現(xiàn)操作錯誤，合理的引導與提醒可以幫助兒童消除因操作失誤而引發(fā)的負面情緒，增強他們繼續(xù)閱讀的信心。反思層是經(jīng)過頭腦思考的部分，經(jīng)過思考所得的理性層次分析往往與個體的受教育水平、文化背景、成長環(huán)境有關(guān)，AR童書在這個層級進行交互設(shè)計需要更加精準地定位目標群體，進而改善和提升兒童的AR閱讀體驗。

“AR童書與一般紙質(zhì)童書的根本區(qū)別在于前者使用了交互技術(shù)激活了數(shù)字展示的功能，交互頻率越高，兒童參與主動學習的機會就越多；交互設(shè)置越有效，兒童獲得的娛樂與體驗感就越強。”［5］而良好互動體驗的獲得，需要AR童書根據(jù)兒童認知階段的特點，對兒童讀者與AR童書讀本之間的信息交流和行為互動進行合理優(yōu)化，從而滿足兒童的閱讀和認知需求，進而更好地實現(xiàn)AR童書的閱讀價值。

四、結(jié)語

增強現(xiàn)實技術(shù)對傳統(tǒng)出版領(lǐng)域的影響逐漸加深，在一定程度上促進了AR童書的快速增長。然而，在AR童書出版規(guī)模不斷擴大的同時，部分AR童書的內(nèi)容質(zhì)量與交互效果卻令人擔憂。在增強現(xiàn)實技術(shù)帶來的新奇感退卻之后，AR童書是否還能繼續(xù)吸引兒童讀者的目光？這一問題值得深思。因而，引入認知發(fā)展理論對AR童書的內(nèi)容與交互進行針對性設(shè)計是十分必要的。皮亞杰將兒童的認知發(fā)展劃分為感知運算、前運算、具體運算、形式運算四個階段，每個階段的兒童在認知發(fā)展水平與心理接受上都存在一定的差異，后三個階段的兒童是AR童書出版的主要目標群體。因此，AR童書需要結(jié)合這三個階段兒童的認知特點進行差異化內(nèi)容設(shè)計，以滿足不同年齡階段兒童的閱讀需求。同時，AR童書從感官交互、肢體交互與情感交互三個方面進行內(nèi)容設(shè)計，只有綜合考量兒童的認知發(fā)展特點，才能設(shè)計出更加適合兒童的AR童書。

［參考文獻］

［1］高翼，徐蕾.AR/VR童書的出版現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.出版廣角，2019（23）：43-45.

［2］上官大堰.內(nèi)容為本 科技賦能：AR科普童書出版與發(fā)展策略［J］.中國出版，2021（13）：76-79.

［3］皮亞杰.發(fā)生認識論原理［M］.王憲鈿，等譯.北京：商務(wù)印書館，1981.

［4］萬新娜.增強現(xiàn)實技術(shù)在兒童出版物應用的困局與突破路徑［J］.編輯之友，2020（05）：15-19.

［5］沈珉.情景化交互：AR童書設(shè)計核心［J］.中國出版，2019（04）：47-51.

［基金項目］教育部人文社會科學基金“東北‘三少民族傳統(tǒng)木工藝的挖掘、整理及數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究”（項目編號：20YJC760090）；吉林省教育廳“十三五”社會科學重點項目“吉林省傳統(tǒng)美術(shù)類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的虛擬展示與數(shù)字化傳播研究”（項目編號：JJKH20200129SK）。

［作者簡介］孫玉明（1981—），男，遼寧昌圖人，東北電力大學藝術(shù)學院副教授，碩士研究生導師；榮雷雷（1994—），女，遼寧北票人，東北電力大學藝術(shù)學院碩士研究生。