人工智能、虚拟现实、体感交互、“互联网+”等信息技术的发展，深刻地改变了人们生活、学习和工作的方式。技术的应用尤其是针对儿童的早期教育需要慎之又慎。技术和交互式媒介是支持儿童早期学习与发展的有效工具，但其在教育过程中如何被适宜性地使用，以有利于优化促进儿童在认知、社会、情感、生理和语言等方面的发展机会是当下需要关注的问题。人机交互技术的未来教育应用应以儿童为中心，注重情感策略运用，统筹兼顾家庭、社区、学校及社会等环境因素，增强自然交互方式，丰富学习内容，使得教育回归现实生活，完善应用规范，并提供持续不断的支持与服务，为儿童的健康成长与发展，构建自然、和谐的教育新生态。
自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder，ASD)，亦称自闭症、孤独症，是一种对儿童的健康成长有严重影响的广泛性神经发育障碍，临床主要表现为持久性的社会交往障碍、狭窄兴趣和重复刻板的行为方式 。据统计，2014年美国ASD儿童发病率高达1/68，2016年美国国家卫生统计中心根据调查发布报告，ASD发病率已达1/45 。我国尚未开展针对ASD的全国流行病学调查，但发病率和世界其他国家相似，约为1%，由此推算，我国ASD个体可能超过1000万，0～14岁少年儿童的数量可能超过200万，并且发病率有逐年升高趋势 ,引起了社会的广泛关注和重视。由于病因复杂且尚无特效治疗药物，主要依靠长期教育干预辅助治疗 。
ASD儿童教育训练的目的在于改善核心症状，即促进社会交往能力、言语和非言语交流能力的发展，减少刻板重复行为，主要干预方法包括两大类：专项干预和综合干预。专项干预方法是针对特殊儿童某一方面的能力、行为或障碍进行干预训练，如单一密集训练(Discrete Trial Teaching)、关键反应训练(Pivotal Response Training)、语言训练等；综合干预模式是多种干预方法与技术的系统、综合，针对多种缺陷及发展目标而设计，以提高特殊儿童的整体发展水平。专项干预方法具有针对性、专一性特点，但没有考虑儿童发展的整体性，往往会走入“头痛医头，脚痛医脚”的尴尬境地，顾此失彼；综合干预模式强调儿童发展的整体性、干预团队的协作性、干预环境的开放性以及儿童的主体性，能促进ASD儿童整体水平的发展，被认为是当前最为有效的教育干预方案 ，但实施周期长、专业性及可操作性要求比较高。无论是专项干预方法，或是综合干预方法等，其最终目标应该是提高ASD儿童的社会适应能力，使其能独立生活，甚至实现就业，并最终平等参与社会、融入社会。
在ASD等特殊儿童教育干预过程中，不注重儿童的发展阶段，过于强调儿童功能的提高(如数学计算、概念区分、语言表达等)、行为的塑造(如通过重复、强化形成正确的行为)、规则的形成(如强迫儿童几点起床、睡眠、吃饭、完成某项任务等)，忽略教育对象的主体性，无视儿童学习的心理倾向、情感教育缺失、学习动机不足，环境影响因素(父母、家庭、社区等)的弱化，结果往往事与愿违，最终形成一种不良的教育生态
如何以更加包容、接纳的态度来对待ASD等特殊儿童及其家庭，为其提供必要的专业技术支持，采取更具“人文关怀”的教育方式是值得思考的问题。
人类社会已经逐步从工业社会时代，步入信息化社会时代，创新、开放、包容、合作成为时代发展的主旋律。人工智能、大数据、虚拟现实、体感交互、“互联网+”等信息技术的发展，正在深刻地影响着人们生活、学习、工作的方式
人机交互技术与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系，提供了一种区别传统技术，更加自然、友好、灵活的人机交互方式，给ASD等特殊儿童教育提供了一种新途径
人机交互技术(Human-Computer Interaction，HCI)主要是研究人和计算机之间的信息交互或对话，是与认知心理学、人机工程学、语言学、社会学、计算机科学等密切相关的综合交叉学科 。随着信息技术的发展，人机交互技术实现了三次重大的技术革命：鼠标(如机械式、光电式鼠标)、多点触控(如PAD、互动墙面)及体感技术(如Kinect，Prime Sense，Xsens)。伴随人机交互的三次革命，催生了一系列人机交互产品及相关应用，尤其是以体感技术为代表的第三代人机交互，实现了人机交互的全新体验。人机交互的发展主要体现在交互理念的变化(由被动接受信息到主动理解信息；满足基本功能到强调用户体验)及交互设备升级(方式自然化、内容多样化)。大量研究表明，ASD等特殊儿童更易于接受电子设备，目前基于游戏的互动式学习环境在儿童教育学已得到越来越多的应用 。
生态系统理论强调，个体发展要以儿童为中心，系统与个体的相互作用是影响个体发展的重要因素。与传统教育方法相比，人机交互技术应用于教育，尤其是特殊儿童教育具有其独特的自身优势，主要表现为以下几个方面：
1. 强调自然交互性，符合儿童的认知发展特点。儿童与成人不同，有自身的认知心理和体能特征，并且对于特殊儿童而言，多存在社会互动、认知、执行功能等多方面的困难且个体间差异性大，因此采取的教育方式应尽可能的自然、简洁、友好，降低儿童的认知负担。人机交互技术的发展历程表明，人机交互技术越来越强调交互方式的自然性、友好性。以第四代自然交互与通信为例，采用多模态的输入输出方式，融合键盘、鼠标、语音、文字、手势、表情、注视等多种输入输出方式，操作更接近于人类自然交互方式，儿童可以基于自身经验选择适合自己的交互方式，获得友好的交互体验。基于人机交互技术的自然用户界面，是与目标用户群体在预期使用情境下已有的经验或思维模型相符的用户界面。
2.倡导沉浸式交互学习情境 。对于ASD等特殊儿童而言，教育的根本目的是提高其社会适应能力，使其能够通过教育训练融入普通的社会生活。采用人机交互技术，能够创建更加逼真、丰富生动的学习情境(如利用增强现实技术模拟地震逃生演练)，模拟现实世界场景(如利用虚拟现实技术模拟超市购物)，让儿童能够自然的与环境融合，在安全、可控、自主、真实、沉浸感强的氛围中愉悦学习，并且由于创设情境与现实世界的“无缝”联接，儿童可以更加轻松的将习得的技能泛化到现实生活中。
3.教育性与娱乐性深度融合。游戏始终伴随着人类的发展及人的成长过程。对于儿童来说，大部分的时间都是在游戏中度过的。相比传统教学活动，采用人机交互技术构建的游戏化学习环境，更符合儿童的认知、学习特点，能够激发儿童学习的动机和兴趣，在潜移默化中获得教育的效果。根据儿童的教育需求及目标，创设集视听、互动、反馈等内容丰富、直观形象、生动有趣的游戏式环境，寓教于乐，实现教育性和娱乐性的平衡、协调与融合。
4. 多模态感知，全方位支持。人机交互技术其教育价值不仅在于提供游戏化学习内容、资源等，其价值更在于给予儿童发展更多的支持和机会(如对于有语言障碍的人士的无声语音识别能力的眼动跟踪技术)，让儿童在容纳的环境下获得公平、尊重、包容、进步的学习机会，认识自我，发展自我；采用多模态感知技术(视觉、触觉、听觉等)的ASD儿童学习平台，能够检测儿童的心理状态并提供个性化评估和干预活动等。人机交互技术提供多模态感知方法，能够提供给不同教育需求、不同发展水平的儿童以更加适合的交互方式，使每个儿童都能充分享受技术带来的便利和服务，拥有更多的、平等的发展机会。
“技术化时代”已经悄然来临，人机交互等技术发展给教育尤其是特殊儿童教育的发展带来了前所未有的机会。利用技术的具身性特点构建具身学习环境，可为教育回归生活世界提供一种实践路径 。具身性是指人类借助于技术和工具在世界中感知，并由此转化为人类的直觉和身体体验 ，换句话说技术给人类提供了更加真切感知世界的途径。利用人机交互技术，根据学习者的知觉特点构建具身学习环境，可以让儿童在具身学习情境中亲近、体验和理解客观世界的复杂与细致入微。例如，采用虚拟现实(Virtual Reality)和增强现实技术(Augmented Reality)构建具身学习环境，在多媒体情境中，可以实现人机互动的操作环境及身临其境的感受，使人产生强烈的参与感、操作感，增强儿童学习体验，加深儿童对知识和技能的理解。人机交互技术的发展与应用，提供了一种现实世界之外而又不脱离现实的教育机会，在安全、可控、沉浸感强的生态环境中实现教育的目的。
人机交互技术的飞速发展为现代教育辅助技术带来了一次革命性的变化，辅助技术的发展及应用有了质的飞跃。人机交互技术凭借其自身特点应用于教育具有独特的优势，自然式交互、沉浸式学习情境、可控性学习策略等有效补偿了特殊儿童缺陷及不足，有利于促进儿童的健康与发展。
以上文字摘自：“人机交互干预中孤独症儿童心理状态研究”(项目编号：16BSH107)研究成果。
作者简介：王广帅：在读博士，研究方向为数字化学习理论与技术、游戏化学习、计算机辅助的特殊儿童教育等。
陈靓影：博士，教授，博士生导师，楚天学者，研究方向为教育信息技术、特殊儿童教育、人机交互、机器学习等。张坤：博士，讲师，研究方向为教育信息化、计算机辅助的特殊儿童教育等。刘乐元：博士，讲师，研究方向为计算机视觉、多模态人机交互、计算机辅助的幼儿教育等。
