体感游戏对孤独症儿童干预应用的现状分析

吴林宇　禹东川

摘 要 随着计算机技术的发展，研究者逐渐认识到计算机辅助技术可以成为孤独症儿童干预治疗领域的有效工具，其中体感游戏以其独特的优势实现了人与计算机的有效互动。本文梳理了体感游戏的发展历程及在教育领域的应用状况，并分析了该方法在孤独症领域运用的可行性，另外从面向孤独症儿童的体感游戏的设计、干预治疗的信效度以及目前面临的困难进行总结和反思，提出了相应的解决方法，以期为我国在该领域的应用研究提供借鉴和启示。

关键词 孤独症儿童 体感游戏 干预

中图分类号：R749.94 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.04.077

Abstract Technology-aided instruction and intervention is an evidence-based intervention program for autistic children. With its unique advantages， the somatic games could provide with effective human-computer interaction activities， suggesting remarkable potentials in the special education. The current study reviews the development of somatic games， their theoretical principles， and its application in the research domain. Then we analyzed the feasibility of somatic games in improving autistic children's abilities， the reliability and validity of such intervention program and even its challenges. Finally， the potential solutions are given so as to enlighten the better and more professional application in our country.

Key words autistic children； somatic game；intervention

0 引言

孤独症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder ，ASD简称孤独症），是一种广泛性发育障碍，由美国儿童精神病医生Kanner在1943年发现并命名。医学上被诊断为孤独症需满足以下条件：社会交往障碍、沟通交流障碍、兴趣狭隘和刻板行为，且孤独症大都发病较早，约在3岁之前就会表现出典型的孤独症行为。①据2014 年美国疾病控制中心（Centers for Disease Control and Prevention，CDC）的数据，孤独症谱系障碍儿童的出现率已高达1： 68（约14.7‰）。②在我国，孤独症的发生率呈现不断上升的趋势，根据部分省市和地区进行的流行病学调查公布的数据分析推算，我国的孤独症个体可能超过1000万，其中0～14岁少年儿童的数量可能超过200万。由此可见，孤独症已是一种发病率极高且极应受到重视的精神障碍，迫切需要一定的干预措施。经过多年的发展研究，针对孤独症儿童在认知、行为、语言等方面的研究方法层出不穷，然而经过循证实践被证明有效的方法并不多。2014 年，美国国家专业发展中心公布了数十种干预方法，包括认知行为干预、体育锻炼、示范、脚本法和结构化游戏小组等，并将计算机辅助指导和语音生成设备两种方法扩展为技术辅助教学及干预。③这是技术辅助教学和干预首次作为一种循证实践的方法被提出来。已有研究表明基于计算机辅助技术的教育和干预方法已被应用于孤独症儿童不同方面的康复训练，如声音模仿、词汇与阅读技能学习、社会参与技能学习、空间规划和安全技能学习等。④

计算机辅助教学技术在国外已经比较成熟，近期快速发展的交互技术在教育领域显示巨大的潜力。交互技术是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术，因此也称为人机交互技术，⑤体感技术就是其中之一。体感游戏是一种依赖于体感技术，通过肢体动作来进行操作，具备立体显示和肢体感知的全身互动电子游戏。⑥它应用了自然交互界面，摆脱对传统的鼠标和键盘的依赖来实现和人的有效互动，成为了区别于传统技术最大的亮点。以美国为首的西方国家已开始了体感游戏对孤独症儿童干预的探索，并有效提高他们在注意分配、情绪调节、社交、运动等技能，而国内关于这方面的研究才刚起步。

1 体感游戏的发展及干预可行性分析

体感游戏是随着计算机交互技术的发展而逐步兴起的游戏类型，日本任天堂公司发售的红白机等需要游戏光枪作为支援的游戏是体感游戏的雏形，后来出现了与游戏主机平台配合使用的感测器、感应环等，但是这些传统的游戏方式无法摆脱操控上的依赖，甚至对生理存在伤害。因此，顺应时代潮流，基于体感技术的游戏机被推出，受到了广大游戏玩家一致好评。2009年，微软单独推出Kinect，彻底颠覆了传统游戏手柄进行的单一操作，摆脱了玩家必须借助外界设备对体感游戏进行操作的问题，引领了人机交互的新时代。近年来，体感游戏在国内的发展也十分迅速，由中科院与泰山产业集团联合研发的爱动体感运动机成为了国内领先的体感游戏品牌。同时在体感游戏的创新应用方面也取得一定的研究成果。例如，Gallo，L.研发了一个智能的、且具有高度互动性的医学影像系统控制器，将Kinect作为输入设备，帮助用户在一定的范围之内，通过肢体动作和系统进行互动。该系统不需要复杂的调试，医务人员可以在无菌实验室中使用。⑦Daniel Sales等基于人工神经网络研究了一款自主神经系统，用Kinect作为感测器来识别不同的环境，从而将机器人正确地引导到目的地。⑧体感游戏在教育领域的使用也不断扩大，如：马建荣等向我们介绍了利用体感技术亲自进行游戏设计的思路以及体感技术良好的教学效果。更多的研究人員将其用于特殊教育领域患者的康复治疗，浙江工业大学教育科学与技术学院的徐云探讨体感游戏对智障儿童的日常功能、交流能力和移动能力的干预效果，⑨天津人民医院康复科的王静医师探讨体感游戏Kinect对脑卒中患者执行功能障碍的康复有效性。⑩北京师范大学教育学部孤独症研究中心的雷显梅等对体感游戏改善孤独症儿童的动作技能进行了研究分析，豘这些国内教育人士在特殊教育领域所取得的成果为进一步研究奠定了良好的基础。

体感游戏与教育的整合具有一定的理论和实践基础。首先在体感技术创设的情境中，学生是主角，可以激发学生的学习兴趣，还可以强化学习成果。体感游戏创设的丰富多彩的情境，为学生们创造了众多学习知识、使用知识、适应生活的机会。其次，体感游戏的干预治疗具有一定的心理学基础。具身认知理论认为：“思维和主张在很大程度上都依赖身体，身体的活动方式决定了我们如何认识世界和感知世界。”Chao等人在2013年测试了基于Kinect 的体感交互学习环境与鼠标操作的学习环境哪一个更利于学生學习，将32人分成了实验组和对照组，对他们进行前后测，实验组可以在体感交互的环境下用自己的身体控制虚拟角色呈现相应的动作，实验结果显示：体感交互环境组比鼠标操作环境组的学习成绩要好，说明基于Kinect 的体感交互学习展现了在具身认知理论下的学习效果。豙其他研究显示出了类似的效果，适当的身体活动可以促进学习过程。豛体感技术的出现使学生的学习处于游戏化，学生积极地调动自己的感官从而获得较理想的成绩。John Medina的实验证明了运动可以将人体的大部分血液带进大脑，从而提升自己的注意力。豜针对孤独症儿童，已有相关研究证明了他们存在的问题行为与身体活动之间的关系。豝由此可见，适当的身体活动有助于提高他们的身体灵活性，减少破坏行为和课堂扰乱行为。体感游戏在孤独症儿童的干预治疗方面具有一定的可行性。

2 体感游戏的设计以及信度

目前，已有的体感游戏中既有商业游戏也有研究者自行设计的游戏。商业游戏内容涉及面广，如球类运动、体育竞技等，而教育类游戏资源较稀缺，这也影响了游戏场景的多样性和游戏的趣味性。在教育领域，设计者根据孤独症儿童的特点设计的游戏具有一定的价值，如Garzotto等人研究中的“图像重叠”游戏和Bartoli 等人在2014 年研究中的“泡泡游戏”、“空间游戏” 和“形状游戏”都是根据孤独症儿童的特点和学习需要自行设计和开发的。豞豟在国内也有根据儿童的认知特点自行设计的人机交互的游戏，比如郑晶莹对儿童教育类体感游戏用户界面的研究豠以及孟奇基于人机交互技术根据童话故事进行的相关设计豣等，其中专门为孤独症儿童设计的游戏相对较少。关于孤独症儿童的体感游戏设计，专家提出了一些注意要点：（1）规则简单，易于操作。由于孤独症儿童在理解复杂规则方面的能力欠缺，游戏设计的任务难度不能太高，防止孩子们产生畏难情绪而影响干预结果，如Li 等人和Bartoli 等人在2013 年的研究中所使用的游戏，任务难度都不太高，可以积极引起孩子的兴趣并维持一定的情绪体验。豤（2）游戏时间适当。由于孤独症儿童维持注意力的能力较差，决定了游戏的设计需要控制时长。如Bartoli等人在2013年研究中所使用的游戏要求在几分钟内完成。豥（3）任务难度因时制宜。由于孤独症儿童的先天缺陷，在注意力、执行能力都处于较低水平，教师需要根据儿童的游戏操作水平对游戏的等级进行适时调整。（4）内容丰富。为了避免游戏的单一性让孩子觉得无聊的问题，针对孤独症儿童的游戏设计应该在内容和形式方面保证一定的多样性，内容方面可以设计球类、体育、舞蹈等多个领域，激发儿童的兴趣；形式方面可以设计多人游戏，增强儿童的社会互动能力。（5）因材施教。孤独症儿童有着与众不同的兴趣爱好和特点，这就要求游戏设计者可以据此自定义设计，包括游戏的多样性、难度、游戏需要达成的训练目标。Garzotto等人开发的游戏在匹配的形状、维持姿势的时长以及时间限制等方面也可以进行自定义设计。豦

体感游戏干预的每一个环节都会对最终效果产生影响，评估工具的选择显得非常重要。如：针对孤独症儿童的社会技能、动作技能和日常生活技能进行评估可以选择低下儿童评定量表（PEDI）。进行干预的时间要长短不一，所使用的实验设计不尽相同，比如倒返实验，设置实验组、对照组等。对于用来干预的游戏也要灵活安排，将针对孤独症儿童设置的体感游戏与普通的体育游戏以及常规的康复治疗方式相结合，充分发挥体感技术的辅助作用。最后，在进行游戏干预的过程中，我们应该合理地使用强化物。适当的奖励可以使儿童保持兴趣，以达到干预训练的预期效果。自体感技术受到大众的关注之后，越来越多的游戏被用来治疗孤独症儿童。国外有相当一部分研究表明体感游戏在改善孤独症儿童的动作（肢体平衡感、视觉动作协调）、认知（模仿能力、身体图示意识）和社会（情绪、同伴交往） 等方面的技能，总体干预效果积极。在国内，苏州工业园区仁爱学校虚拟现实体感游戏研究团队经过2年的跟踪研究也得出体感游戏对孤独症儿童情绪情感的调节、共同注意力的提升有显著效果的结论。豧然而，在一些试验中这种实验干预效果并不是特别明显。如，Shoemaker 通过比较被试前、后测的数据变化，发现Wii游戏并没有提高拉美裔孤独症儿童视觉动作协调、视知觉和动作协调能力。这些研究结果对体感游戏作为循证实践的手段提出了挑战，需要我们进一步地研究。

3 体感游戏在孤独症儿童教育康复中面临的困境及解决方法

3.1 体感技术有待发展，教育康复类游戏资源匮乏

现在的体感产品大都存在着精度和延迟的问题，系统对于一些细致的动作识别感应能力欠缺，对于复杂运动存在着识别延迟的问题。如玩家在玩弹力球的游戏，因存在延迟而出现挡不到球的问题。同时，教育类游戏资源少，影响了干预治疗时游戏场景的多样化建设，降低了体感游戏对孤独症儿童的趣味性和吸引力。因此，专家指出要大力推进校企合作。体感游戏公司需要在特殊教育人员的指导下，针对孤独症儿童的身心特点设计多样化的游戏。

3.2 体感游戏的信效度有待进一步证实

体感游戏作为循证实践的一种干预方法，它的信效度直接关系到研究结果的可靠性和真实性，即是否具有实用价值。有研究人员指出：体感游戏设置的环境是虚拟的，即使孤独症儿童在虚拟情境中学会了某项技能，并不代表其能够在真实情境中使用相关技能。因此，在未来的研究中，需要对体感游戏的信效度方面给出更精确、可靠的证据，同时，研究人员需要结合其他的干预方式，例如在游戏过程中渗透关键反应训练（PRT），从而将儿童习得的关键技能泛化到自然情境中去，提高自身的社会技能。

3.3 体感游戏在教学过程中存在诸多问题

首先，体感游戏教学空间有限，让学生们进行小组合作游戏很容易导致课堂失去秩序。其次，使用体感游戏平台需要专门人员调试，花费较多的时间和精力。再而，目前使用的干预模式都是从国外借鉴过来的，缺少针对本国实际情况的一整套干预方案。因此，在未来的教学过程中，学校需要对教师和相关技术人员进行专门的培训，从而保证体感游戏的教学效果。同时在学校建设一支专门的评估团队，在借鉴国外研究成果的基础上，努力做好每一次的评估。最后将評估的结果形成动态的描述性文字或图表，确保训练的有效性。

4 结语

体感游戏在孤独症儿童的康复治疗中应用前景广泛，它最大程度地支持和满足孤独症儿童的直接感知、实践操作、亲身体验和获取经验的需要，对于孤独症儿童技能的改善、潜能的发挥具有重要的作用。但是体感游戏在孤独症干预治疗的应用推广中依旧面临着许多问题，这些问题的解决需要社会的广泛支持，政府需要提供一定的物质保障，确保学校拥有足够的硬件设备和软件平台以及一定数量的专业教师，同时教师要不断地提高自身的专业素质，让孩子可以合理、正确地加入到游戏中去，从而保证体感游戏干预效果的实现。

*通讯作者：禹东川

注释

① 尤娜，杨广学.孤独症诊断与干预研究综述[J].中国特殊教育，2006.45（7）：26-31.

② Centers for Disease Control and Prevention. About 1 in 68 children has been identified with autism spectrum disorder （ ASD） according to estimates from CDC's Autism and Developmental Disabilities Monitoring （ ADDM） Network，2014-10-21.

③ National Professional Development Center on Autism Spectrum Disorders. Evidence-Based practices for children，youth，and young adults with autism spectrum disorder，2014-03-27.

④ 81 82 Greenspan O，Weiss P L，pericardia F，et al.Innovative technology-based interventions for autism spectrum disorders：A meta-analysis.Autism，2014.18（4）：346-361.

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⑥ 王俊杰，王培勇，徐坚等.体力活动干预新方式——体感游戏的起源、发展及应用.西安体育学院学报，2014.31（2）：171-177.

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