交互技术的创新与发展悄然改变着人们获取信息的方式,传统单向输入的科普教育模式在向游戏化方向转变。人工智能的发展、增强现实和虚拟现实等技术的不断成熟,为科普教育游戏化发展提供了技术支持,同时也给科普教育领域带来新的挑战。本课题以5-7岁处于动作表征阶段的儿童为研究对象,针对目前儿童科普教育模式单一、优质的传统文化类科普资源缺乏等诸多问题,采用问卷调查和实地访谈等方式,充分调研目标用户群体的生理及心理特征,分析儿童特征以及影响科普学习效果的相关因素,挖掘儿童对科普内容与形式的真实需求。本研究在科普学习相关理论、游戏设计相关理论、用户体验相关理论的共同指导下,以体感交互技术和增强现实技术为支撑,结合产品层次化设计原理,提出交互语境下儿童科普教育游戏的分层设计策略,并在该设计策略的指导下,结合儿童生理、心理发展需求,完成了“汉字王国”实际案例的设计与开发,详细阐述了案例从目标、功能、交互流程到视觉表现的设计过程,以优化交互流程、简化交互行为、提高交互过程的趣味性为设计方向,利用AR技术与Kinect体感交互技术拓展儿童科普教育的新形式,激发儿童对科普内容的兴趣,促进儿童对科普内容的理解。在设计完成后进行实践应用效果评估,以此来验证实际案例的合理性、可行性和设计方法的有效性,力求通过自然的人机互动方式提高儿童科普学习的内在驱动力、主动性与积极性。本研究是儿童科普教育与信息技术融合的一次有意义的探索,也为科普教育信息化发展提供了新思路。