探讨：利用虚拟现实技术辅助儿童交通安全教育的场景设计原则及方法

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今天是第27个“全国中小学生安全教育日”，在中小学生的交通安全教育中，传统的教育方式存在灌输式教育、缺乏互动性等问题，基于此，公安部道研中心研究人员在总结儿童交通安全事故伤害案例的基础上，针对儿童的心理特点，提出了利用虚拟现实技术来辅助儿童交通安全教育的场景设计原则及方法，为进一步开发儿童交通安全虚拟现实科普教育软件提供借鉴，也为拓展儿童交通安全教育方式提供参考。

当前少年儿童的交通安全教育普遍仍采用多媒体及课堂面授的形式来学习法规和事故案例，这种教育方式的优点是直观、吸引眼球，可以直接告诫儿童应该做什么，不应该做什么。但对于危险是什么，危险在哪里，如何具体做则呈现的不够形象、具体，难以引起儿童的重视及思考，难以触类旁通。现在出版的很多儿童安全教育书籍，甚至是多媒体教育光盘等，也仍未能摆脱灌输式教育模式，缺乏互动性。如果只是笼统地教育儿童遵守交通规则，其很难深刻认知交通安全知识，儿童的心理特点是易于接受直观形象的事物，而逻辑思维的能力尚未发育完成。正如心理学家皮亚杰所指出的“儿童知识主要来源于对客观世界的认知建构”。因此，创建学习情境是提高学习兴趣的关键。如果通过一个具体的场景帮助儿童建构特定的安全知识，就可以摆脱灌输式的教育模式。因为虚拟现实技术具有较高的沉浸性，可以帮助少年儿童产生身临其境的感受，将虚拟现实技术与教学互相结合也能为提高教学效率提供帮助。

01、虚拟现实技术在儿童交通安全教育场景构建中的意义

虚拟现实技术能够完全模拟和仿真现实道路交通场景，创建一个足够真实又绝对安全的虚拟交通环境，有助于了解儿童对道路安全的认知误区和行为习惯。

虚拟环境可控可靠，可以通过调整车速、路况、天气、信号灯等参数，丰富学习场景，为不同地区、不同年龄层儿童提供量身定制的训练体验。

虚拟现实技术提供逼真的图像和声音能大幅提高学习的趣味性和沉浸感，鼓励儿童积极探索并进行重复性的练习，通过玩耍和训练提高各项交通安全技能和交通安全意识。

02、使用虚拟现实技术构建儿童交通安全教育场景的原则

虚拟现实技术是手段，最终目的是服务于教育效果，而不仅仅停留在体验的快感，或者说体验也是为了教育。所以，我们认为，虚拟现实技术的应用必须与其他教育手段相配合、相融合，虚拟现实技术完成体验，而真正的理念输入、原理解释应配合其他教育手段综合施教。

体验的根本在于让少年儿童在绝对安全的虚拟现实环境中完成在现实中危险场景的完整体验。因此，交通安全虚拟现实环境产品的构建要尽量还原真实场景。交通安全与人们的生活息息相关，构建交通安全虚拟现实的环境，要尽量从根本上区别于游戏虚拟现实视频，根据事故安全的总结和不同知识点的选取，构建一个逼真的、具有明确始末状态的道路交通实况，避免将受教者置于偏离现实的环境之中。

交通安全虚拟现实产品的体验主题应该聚焦，要以事故数据及事故案例为依据进行筛选，首选主要矛盾或冲突点较强的知识点。普通教育手段能够达到效果的知识点不建议通过虚拟现实技术来实现，在选取情节、场景及冲突点时应着重选择日常中特别容易忽略，且极具危险性的知识点。设置主任务，主任务过程中嵌套风险点，这样在具有代入性的角色中，体验危险场景，容易形成牢固记忆，甚至激发相似场景的思考，思考部分通过其他教育手段来归纳总结。

交通安全虚拟现实产品要坚持角色互换的原则，达到不同交通参与者换位思考的目的。儿童从事交通行为或玩耍时对危险的感知较弱，补充体验环节可以通过多个视角的构建，例如以驾驶人的视角体验“面对马路上突然冲出的儿童时无法及时停车”，“上车后无法看到蹲在车辆盲区中的儿童”或“车辆转弯时将行人刮倒”等场景，使其了解其他交通参与者的心理、行为，甚至是交通事故发生的根本原因，掌握安全出行的技能，减少事故的发生。

虚拟现实在交通安全教育的应用关键在于场景设计，而不是简单的技术制作。主题策划、人物设定、情节设定以及任务设定应该融合为一体。交互动作、语言、音效都需要进行艺术加工，从而增强整体的真实性和代入感。特别是在紧急制动、碰撞、碾压等冲突性较强的环节，都需要影视作品的制作技术和技巧，通过视觉、听觉甚至是触觉来高度还原真实感。

03、使用虚拟现实技术进行儿童交通安全教育场景设计的技巧

明确设计危险区域。所谓危险区域是指儿童在交通出行的三维空间中，存在着一些特定的区域。一旦儿童进入这些区域，儿童的行为很容易导致危险区域中机动车或非机动车对儿童造成交通伤害。基于311例媒体报道的儿童交通事故伤害案例分析，发现超过半数以上的情形是儿童本人及监护人对危险区域缺乏足够认识，有些危险区域对于成人根本构不成危险，但对儿童则可造成致命的伤害。如何做到“知危险、会避险”，这是虚拟现实技术应该重点解决的问题，即必须表现出危险区域。教育软件应教给儿童主动探索，让儿童在错误中学习。通过构造不同的交通安全教育虚拟场景，让儿童用户在三维虚拟空间中漫游探索，在这些场景中，虚拟角色的行为可由用户控制，并根据用户的操作，模拟可能的事故，虚拟体验意外伤害的场景，有效地激发学生学习安全知识的兴趣。儿童很喜欢在虚拟场景中探险，虚拟体验的意外伤害给他们留下的印象十分深刻，从而印证了三维交互式动漫辅助儿童安全教育是可行的。

主角色的行为设定，即预先制定角色在不同交通环境下的行为库。角色的当前行为是根据用户的交互以及游戏场景来确定的，即根据儿童的行为特点设定简单的任务，例如行走、低头等动作任务，或双选项的简单选择题。主角的脚本由四部分组成，主角的共享脚本、用户控制场景脚本、正确演示场景脚本和事故演示场景脚本。共享脚本处理的是三个场景中都需具有的功能，比如碰撞检测、角色动作设置、动作信号设置等，后面三个脚本用来处理的用户的不同选择功能。

设定NPC（非玩家角色），NPC指不受玩家控制的人物，对于情节推进、氛围营造，以及任务设置具有重要作用，如图1所示。在调研中发现，部分儿童在操作虚拟现实软件时，会因为行为相对静态而产生疑惑、迷茫，如果没有背景介绍或者角色介绍往往难以完全理解交通行为的意义，缺乏合理的引导。

图1：“过马路不要中途折返”中设定同伴角色NPC

儿童玩耍具有结伴的特点，设置NPC丰富了场景，增强了代入感。此时NPC和主角的互动过程如图2所示：

图2：NPC和主角的互动流程

强化换位体验。即设置儿童作为监护人、驾驶人等同场景中不同角色所处位置中的角度来认知危险真正发生的原因，如图3所示。让儿童在体验中充分地进行换位思考。例如停车场车辆发动时，如果驾驶人没有绕车一周进行检查，儿童蹲地则很容易处于车辆的盲区之中，驾驶人也不会认识到将会发生危险。

图3：设置驾驶人视角体验环节体现“换位”体验

（文 / 公安部道路交通安全研究中心 李君、赵洹琪，原载于《道路交通科学技术》，2021年第3期）

编校丨李芸玥 王政阳