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摘要：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。该研究利用SWOT态势分析法，深入分析了人机交互技术教育应用的优势、劣势、机会和风险，指出人机交互技术的应用需遵循利用机会，发挥优势，弥补劣势，降低风险的原则，为儿童学习与发展的生态系统提供技术支撑。基于生态学理论和SWOT分析对策，构建了面向特殊儿童的多模态智能化学习平台，并设计了丰富的人机交互学习活动，实践应用表明基于人机交互技术的智能化学习平台在幼儿及自闭症等特殊儿童教育上发展空间巨大，能够有效提高儿童社会适应能力和功能发展。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。
关键词：生态系统理论；人机交互；自闭症；SWOT
自闭症谱系障碍（Autism speetrum 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儿童发病率高達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，如SCERTS模式、TEACCH、LEAP、ESDM等。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。特殊儿童教育的宗旨是及早实施教育方案，以预防或减缓有害之因素或不良环境对儿童发展和学习产生的负面影响。越来越多的研究表明，早期教育干预对部分伴随障碍的婴幼儿（如ASD儿童、社交障碍、多动症等）和学龄前儿童会产生积极正面的效果，早期教育应符合儿童特征及提供高品质服务，以使幼儿的发展和独立性达到最佳状态。而目前ASD等特殊儿童教育仍面临诸多难题和困境，实施起来远非我们设想的那么容易，以致干预效果差强人意，并非水到渠成之功。社会环境的复杂性，教育的功利性，脱离教育的本真，是制约教育良性、健康发展的重要因素。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1的弱化，结果往往事与愿违，最终形成一种不良的教育生态。2016年4月2日是第九个“世界自闭症意识日”围绕“自闭症及2030议程——包容及神经多样性”主题来展开，议程强调残障群体回归主流需要—个整合方法，即整合政治、经济及社会等所有层面政策及计划的设计、实施、监测及评估过程的方法。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。对于教育领域而言，信息技术的发展，深刻改变了传统的教、学方式，对教育产生革命性的影响；另一方面，技术在融入教育的过程中仍存在诸多问题和障碍。技术和交互式媒介应用于儿童早期教育必须遵循适宜性原则，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，否则不宜使用。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。因此，深入研究如何在儿童早期教育尤其是ASD等特殊儿童教育中恰当的使用人机交互技术，重视儿童的数字公民权（Digital Citizenship），促进儿童的学习与发展具有重要的理论和现实意义。
本研究将基于生态学视角，探索人机交互技术教育应用的问题及对策；采用SWOT分析矩阵，深入分析人机交互技术应用于ASD等特殊儿童教育的优势、劣势、机会和威胁；以自闭症儿童评估和干预过程中人机交互技术应用为例，为未来教育领域的其他应用提供有益借鉴和参考。
（一）生态系统理论
根据人类发展生态学的观点，个体的不断成长是与其所处即时环境系统之间相互适应的过程。在生态系统理论（Ecological svstems Theory）中，最有影响的是由布朗芬布伦纳（Bronfen Brenner）提出的个体发展模型，他认为真实的自然环境是影响儿童青少年发展和心理变化的主要影响源，人的发展离不开与环境的相互作用。发展的个体处在从直接环境到间接环境的几个环境系统的中间或嵌套于其中。每一系统都与其他系统以及个体交互作用，影响着发展的许多重要方面。
布朗芬布伦纳将儿童发展的环境分为微观系统fMicrosystem）、中间系统（Mesosystem）、外层系统（Exosystem）和宏观系统（Macrosystem）四个部分，如下页图1所示。微观系统是生态学模型中个体最直接的生活环境，包括家长、教师以及与儿童最为密切接触的其他人员，是最基本一个分析单位。个体通过与微观系统中的他人的相互作用和参与活动的过程促进自身的发展，其发展变化既受个体自身因素（包括个人特征、兴趣、从事复杂活动的意愿、心理倾向等）的影响，又受环境因素（如社会成员、物理环境等）的影响。中间系统是指个体直接参与的微系统之间的联系及相互影响（例如个体在学校中学习的技能能否在家庭环境中得到泛化；家庭与社区的相互影响等）。外层系统是指个体并未直接参与但却对个体发展产生影响的环境（如父母的工作环境、经济收入、工作压力等可能会影响对儿童的教育方式、影响家庭关系等）。宏观系统是生态环境中最外层的一个系统，它是指个体所处的整个文化或亞文化中的社会组织机构或多样意识形态（如社会政策影响、法律法规、文化习俗等）。同时个体的生活历程和社会历史环境是随时间不断变化的。
布朗芬布伦纳认为个体发展是受微观、中间、外层及宏观系统之间相互作用而共同影响的。该理论提示我们，在研究影响儿童发展的因素时可以从不同水平和类型的环境效应进行思考，同样该理论对ASD等特殊儿童教育具有重要的指导作用。人的本质是社会关系的总和，处于社会生态系统之中。面向ASD等特殊儿童的人机交互技术教育应用及实践，应以儿童个体为中心，以发展儿童的社会关系及功能为出发点，综合协调家庭、社区、学校、社会环境因素，给予ASD儿童发展最全面的支持或辅助，并为其发展创建容纳、自然的学习氛围，促进各生态系统的和谐互动，形成合力，从而提高儿童的社会适应能力，帮助其融入正常社会生活。
（二）SWOT分析矩阵
SWOT分析法他称TOWS分析法、道斯矩阵）即态势分析法，20世纪80年代初由美国旧金山大学的管理学教授韦里克提出，常被应用于企业战略制定、竞争对手分析等场合。如图2所示，SWOT分析矩阵将与研究对象密切相关的各种主要内部优势（Strength）、劣势（Weakness）和外部的机会（Opportunities）和威（Threats）等，通过调查列举出来，并依照矩阵形式排列，然后用系统分析的思想，把各种因素相互匹配起来加以分析，从中得出一系列相应的结论，而结论通常带有一定的决策性。运用SWOT分析法，可以对研究对象所处的情境进行全面、系统、准确的研究，从而根据研究结果制定相应的发展战略、计划及对策等。SWOT分析具有显著的结构化和系统性的特征，已逐渐被心理学、教育学研究者所重视，广泛应用于教育应用分析。本研究试图采用SWOT分析矩阵，分析人机交互技术应用于ASD等特殊儿童教育的优势、劣势、机会及威胁等因素，并为其应用及发展提供有效的策略，最大限度地构建ASD儿童教育的和谐生态。
人机交互技术（Human-ComputerInteraction，HCD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）及交互设备升级防式自然化、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。以下是从生态系统理论的角度，对人机交互技术应用于ASD等特殊儿童教育的SWOT分析。
（一）S分析：内部优势
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。對于儿童来说，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。人机交互技术领域热点技术的应用潜力已经开始展现，比如智能手机配备的GPS定位；应用于可穿戴式计算机、隐身技术、浸入式游戏等的动作识别技术；应用于虚拟现实、遥控机器人及远程医疗等的触觉交互技术；应用于呼叫路由、家庭自动化及语音拨号等场合的语音识别技术；对于有语言障碍的人士的无声语音识别；应用于广告、网站、产品目录、杂志效用测试的眼动跟踪技术；针对有语言和行动障碍人开发的“意念轮椅”；采用的基于脑电波的人机界面技术；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。
（二）W分析：内部劣势
唯物主义辩证法指出，矛盾是事物普遍联系的根本内容，一切存在的事物都由既相互对立、又相互统一的一对矛盾组合而成。技术是一把双刃剑，既有有益于人类发展的一面，同样也有自身不足的一面。现阶段来说，对于人机交互技术包括其他技术来讲，仍然无法完全取代自然人的主导作用，无法代替人所施加于受教育者的情感教育及润物无声的影响。在现实世界中人是有知觉、有感情个体的存在，并且是受社会、文化影响的社会存在。技术负荷价值的相对中性，说明人机交互等技术本身并没有明确的目的指向性与价值倾向性，因此，人机交互技术对于特殊教育来说主要是一种工具的存在，其内部优势的发挥还需要借助于教育者。
（三）O分析：外部机会
“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。VR教育应用更是不胜枚举，如在构造的VR场景中训练自闭症儿童乘坐公交车；利用VR技术进行火灾逃生安全教育培训；基于VR技术的体验式学习等等。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。
（四）T分析：外部威胁
过度依赖或不恰当的使用人机交互等信息技术会给儿童的发展造成消极影响，由此而产生外部威胁。并且未来人机交互方式应该是：人将摆脱任何形式的交互界面，输入信息的方式变得越来越简单、随意，借助于人工智能与大数据的融合，能够非常直观、全面地捕捉到人的需求，并且协助我们处理，现阶段人机交互技术还达不到上述要求。
一方面，从技术对人的健康的不利影响而言，研究表明，基于人机交互技术的科技产品等对儿童的视力、颈椎、脊柱及身体发育等有不利影响；对儿童睡眠及情绪智力的不利影响，常会引发儿童睡眠紊乱、情绪行为问题等；电磁辐射、电子屏暴露等问题对身体造成的不利影响。其次，人机交互技术一定程度上限制儿童人际交往、社会认知、情感交流的能力和水平，有研究表明，过早使用电子产品可能是引发ASD的潜在因素。由于ASD等特殊儿童存在多动、注意力不集中、自我效能感低等问题，电子产品仍难以持续维持和吸引儿童的注意力。另一方面，从人机交互技术发展而言，技术依赖性高，仍需要借助可穿戴设备（如Google Proiect Glass等）、智能交互设备（如V-BOX，Kinect等）、触控交互智能设备（如触摸屏）等，使用范围局限，仍未摆脱界面交互；信息识别困难，使用稳定性不足，情感枯乏（如Siri，Cortana，Google Now等语音识别交互对话）。未来的人机交互技术需要更加简单、直观、人性化的交互方式。另一方面，经济性和可获取性也是影响人机交互技术普及应用的影响因素。
根据SWCT分析法的应对策略，人机交互技术若有效应用于教育尤其是特殊儿童教育，并且最大程度发挥其价值，需要采取一些必要的策略，包括S-O策略、W-O策略、S-T策略及W-T策略，如下表所示。 通过以上对人机交互技术教育应用的SWOT分析可知，人机交互技术的应用对儿童的发展影响是全方位的，作为一种社会环境与工具，用于辅助干预，它对儿童的认知、社会与情感发展、语言与表达、行为习惯等领域的发展有积极的促进作用，但同时由于技术的限制及应用方式及环境的不恰当等，也有可能存在一些阻碍作用，人机交互技术的教育应用应遵循利用机会，发挥优势，弥补劣势，降低风险的原则，为儿童的学习与发展的生态系统提供技术支撑。
ASD儿童教育干预面临的首要问题是儿童与人沟通能力缺失，不适应人与人之间的交流。最新研究成果表明，自闭症儿童更易于接收电子技术设备、虚拟现实环境，通过人机交互学习进行教育干预训练是实现康复的可行新途径。人机交互技术应用策略基本思想是最大限度的发挥优势和机会，降低和避免其劣势及威胁因素，为儿童的发展构建智慧、和谐、自然的教育生态环境，同时每一个自闭症儿童具有自身的发展特点和核心缺陷特征，其教育应用应遵循发展适宜性原则且满足儿童的需求层次和发展轨迹。
（一）多模态智能化学习平台构建
基于生态学理论及SWOT分析，构建了面向特殊儿童教育的多模态智能化学习平台。该平台提供的多模态学习环境由多模态信号采集模块、物理交互界面、多模态融合、智能控制台和真实场景模拟五个基本模块组成。视觉信号处理检测儿童的注意力和表情，语音信号处理辨别儿童的声音，触摸屏幕捕捉儿童的动作，多模态信息融合模块把检测到的儿童的注意力、表情、声音和手势动作信号融合产生儿童的学习状态，然后反馈给智能控制台，智能控制台根据设计的学习活动内容产生儿童与虚拟动画人物之间基于游戏的互动，真实场景模拟根据多模态信息融合模块与智能控制台发出的指令显示不同的虚拟场景和输出声音，系统架构如下页图3所示。儿童通过前端模块（多模态信号采集及物理交互界面）直接与学习环境互动。后端模块（多模态融合、智能控制台及真实场景模拟）根据儿童的学习状态产生相应的互动学习活动。学习环境模拟真实世界，儿童可以通过说、看、指和触摸来表达对事物的兴趣，针对儿童在认知理解、情绪管理、精细动作、视觉运用、分类概念及社交技巧等方面发展进行全面的评估和干预。
（二）人机交互学习活动设计与实现
基于《3～6岁儿童学习与发展指南》《儿童自闭症诊疗康复指南》以及儿童发展领域的心理机能理论，提出以ASD儿童社会互动能力为核心的学习活动创建的理论与技术方法体系，并且设计包括认知理解、社交技巧、精细动作、情绪管理、视觉运用及分类概念等六大类200多项学习活动（如图4所示），学习内容涵盖语言、健康、社会、科学、艺术等五大领域，以符合儿童认知特点的卡通形象、游戏化形式实现了具备可选择、可控制、可编辑、可评价、模拟会谈、自动反馈、学习指导、情境再现等特性的人机交互学习活动。通过周期性学习与训练，逐步提高自闭症儿童社会适应能力，完成预定学习目标。
（三）实践应用
面向特殊儿童教育的多模态智能化学习平台目前已在北京、武汉等地特殊教育机构使用，并且得到很多积极的反馈。该平台以人机交互技术为支撑，集幼儿白板教学工具、教学资源、教学管理于一体，利用云服务平台、丰富的数字资源库，构建完整的教学环境，实现家校同步学习；突出教学设计和组织的作用，适应个性化需求；以特殊儿童个性化学习需求为核心，科学设计针对性的学习目标和训练计划，建立多模态人机交互学习活动（如图5所示）。实践表明，通过阶段性训练与效果评估的反复迭代，该系统能够帮助特殊儿童稳步实现预定学习目标，并全面提高功能发展与行为表现能力。同时，应注意的是平台作为辅助学习工具，其使用应结合ASD儿童自身的发展水平和特点，教师或家长应从中选择合适的活动给予儿童个性化支持，并且科学安排使用时间，注意习得技能在日常生活中的迁移与泛化。
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。人机交互技术的未来教育应用应继续发挥优势，把握机会，以生态系统理论为基础，以儿童为中心，以情感驱动为主要策略，统筹兼顾家庭、学校、社会等环境因素，协同互助，使得教育回归生活；构建全方位感知的学习情境，为儿童、家长、老师提供持续不断的支持；建立并完善使用规范，不断创新，提升服务质量，为特殊儿童成长创建自然、和谐、健康的教育生态。
（一）以人为本，统筹兼顾
教育的生态环境，是以教育为中心，对教育的产生、存在和发展起着制约和调控作用的多元环境系统。人是教育活动的主体和客体，人的进步、社会的发展与教育的发展密切相关，教育的发展离不开教育的生态环境，彼此间协同进化。人机交互技术拥有技术的具身性优势，根据学习者的知觉特征及心理发展阶段，以人为本，统筹各方面外在影响因素（家庭、社区、学校、社会等），构建具身的学习环境，激发学习兴趣，充分发挥学习者自身的主观能动性，加深对知识和技能的理解、习得、泛化。以人为本强调技术的使用，要符合特殊儿童教育需求及个体的差异性特点；以人为本要求技术的使用应以提高儿童的学习体验及学习成效为基础，使交互方式更加自然、亲切、友好；以人为本不是忽略环境因素的影响，而是要统筹各方面因素为儿童服务，为他们提供更多机会与支持。未来人机交互技术将以用户为中心，即设备应能够时亥撼知用户需求的本质来源，分析用户行为动机，并随之快速做出合理的反应。同时，人机交互技术作为辅助技术或工具，应结合其他科学干预及指导方法，科学、合理运用，才能发挥其最大价值。 （二）全方位的感知，情感驱动
人机交互技术区别于传统技术的最大特点是能够获取多模态信息，提供更加自然的交互方式。但目前许多交互设备还停留在单—模态识别人的特征（如人脸识别、指纹识别等）并进行机械回应的初级阶段。未来人机交互方式的发展方向直是人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式。未来人初交互设备应能全方面地感知用户需求，甚至预知其潜在需求。全方位的感知，不仅是指感知人自身的各种直觉和生理信号，更包括周围环境的—切。试想当我们进入—个环境，周围的智能产品就会感知到，并能快速解决你的需求，或者提供解决需求的途径。例如目前的智能家居产品，在你觉得冷或者热的时候，温控设备能立马调节舒；适的室温；智能驾驶技术，当你疲劳时，车辆会智能识别驾驶人当前的状态，并自动调节至自动驾驶状态，并提醒司机休息等等。同样，人机交互技术的全方位感知，将能够为自闭症、语言障碍、听障、视障儿等有特殊需要的群体提供更多的支持，采取补偿性教学策略，让他们能够自由、平等的学习、生活。
人机交互技术的最高层次应用是各种交互方式的深度融合，智能设备能够更加自然的与人类反应（如思维、动作、情感、个人偏好等）同步，能够实现与人情感层面的交流与互动，能够实时的进行信息传递、处理、加工、使用等。人是情感与社会的存在，情感驱动是未来交互技术发展的重要方向，技术的具身性使得教育回归现实生活，大数据、人工智能、云计算等技术则是智能交互技术发展的支撑平台。
（三）持续不断的创新与支持，完善服务体系
目前，人机交互技术的教育应用给教师、学生提供了更好、更具特色的服務。对于特殊儿童教育来说，人机交互技术为他们提供了更多接受教育的机会和可能，多点触控、自然交互设备、虚拟现实及增强现实等现代交互技术扩展了人机交互的应用范围及方式，实现了对现实生活世界的“再造”，为儿童创设—种沉浸感强、安全性高、交互性强、游戏武的学习情境，拓展了儿童的知觉范围，而儿童正是用拓展了的知觉在虚实统合的环境中有所体验，进而获得对知识和技能的理解与感悟，并能够将习得的经验与技能泛化到现实生活中。因此，为了满足ASD等更多有特殊需要的儿童的教育需求，人机交互技术需要不断的创新，克服自身的缺陷与不足，以用户为中心，提供更加丰富的学习内容及多样化的交互方式。同时，完善人机交互技术服务体系，提供持续性的训练课程予家长、教师，确保他们作为学习指导者能熟练掌握技术的使用，给予他们持续不断的服务与支持，解除后顾之忧。
（四）建立使用规范，正确引导，合理运用
人机交互技术对于教育尤其是特殊教育的促进及支持作用是毋庸置疑的，现阶段需要关注的主要问题是如何促使人机交互技术与教育的深度融合，用好人机交互技术这把“利剑”，更好的发挥其教育价值，促使教育更美好。为有效保障人机交互技术的发展与应用，首先，需要完善人机交互技术的使用规范，明确使用原则，制定科学实施方案、应用范式及配套的学习资源；其次，人机交互技术并不是对传统教育干预方法的取代，而是作为辅助工具或方法的必要补充，应当将其与传统的干预方法相结合，发挥其最大优势；最后，要降低技术的依赖性，提高设备的可获取性，并且提高教师、家长的信息技术应用能力，使得更多的学校、家庭等能够使用并且受益，促进儿童的健康成长。同时，还需要明确，人机交互技术无法取代教师、父母在教育中的主导地位，老师、家长的鼓励与互动、言传身教在教育生态环境下发挥着举足轻重的作用。
关键词：生态系统理论；人机交互；自闭症；SWOT
一、问题的提出
自闭症谱系障碍（Autism speetrum 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儿童发病率高達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，如SCERTS模式、TEACCH、LEAP、ESDM等。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。特殊儿童教育的宗旨是及早实施教育方案，以预防或减缓有害之因素或不良环境对儿童发展和学习产生的负面影响。越来越多的研究表明，早期教育干预对部分伴随障碍的婴幼儿（如ASD儿童、社交障碍、多动症等）和学龄前儿童会产生积极正面的效果，早期教育应符合儿童特征及提供高品质服务，以使幼儿的发展和独立性达到最佳状态。而目前ASD等特殊儿童教育仍面临诸多难题和困境，实施起来远非我们设想的那么容易，以致干预效果差强人意，并非水到渠成之功。社会环境的复杂性，教育的功利性，脱离教育的本真，是制约教育良性、健康发展的重要因素。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1的弱化，结果往往事与愿违，最终形成一种不良的教育生态。2016年4月2日是第九个“世界自闭症意识日”围绕“自闭症及2030议程——包容及神经多样性”主题来展开，议程强调残障群体回归主流需要—个整合方法，即整合政治、经济及社会等所有层面政策及计划的设计、实施、监测及评估过程的方法。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。对于教育领域而言，信息技术的发展，深刻改变了传统的教、学方式，对教育产生革命性的影响；另一方面，技术在融入教育的过程中仍存在诸多问题和障碍。技术和交互式媒介应用于儿童早期教育必须遵循适宜性原则，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，否则不宜使用。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。因此，深入研究如何在儿童早期教育尤其是ASD等特殊儿童教育中恰当的使用人机交互技术，重视儿童的数字公民权（Digital Citizenship），促进儿童的学习与发展具有重要的理论和现实意义。
本研究将基于生态学视角，探索人机交互技术教育应用的问题及对策；采用SWOT分析矩阵，深入分析人机交互技术应用于ASD等特殊儿童教育的优势、劣势、机会和威胁；以自闭症儿童评估和干预过程中人机交互技术应用为例，为未来教育领域的其他应用提供有益借鉴和参考。
二、相关概念
（一）生态系统理论
根据人类发展生态学的观点，个体的不断成长是与其所处即时环境系统之间相互适应的过程。在生态系统理论（Ecological svstems Theory）中，最有影响的是由布朗芬布伦纳（Bronfen Brenner）提出的个体发展模型，他认为真实的自然环境是影响儿童青少年发展和心理变化的主要影响源，人的发展离不开与环境的相互作用。发展的个体处在从直接环境到间接环境的几个环境系统的中间或嵌套于其中。每一系统都与其他系统以及个体交互作用，影响着发展的许多重要方面。
布朗芬布伦纳将儿童发展的环境分为微观系统fMicrosystem）、中间系统（Mesosystem）、外层系统（Exosystem）和宏观系统（Macrosystem）四个部分，如下页图1所示。微观系统是生态学模型中个体最直接的生活环境，包括家长、教师以及与儿童最为密切接触的其他人员，是最基本一个分析单位。个体通过与微观系统中的他人的相互作用和参与活动的过程促进自身的发展，其发展变化既受个体自身因素（包括个人特征、兴趣、从事复杂活动的意愿、心理倾向等）的影响，又受环境因素（如社会成员、物理环境等）的影响。中间系统是指个体直接参与的微系统之间的联系及相互影响（例如个体在学校中学习的技能能否在家庭环境中得到泛化；家庭与社区的相互影响等）。外层系统是指个体并未直接参与但却对个体发展产生影响的环境（如父母的工作环境、经济收入、工作压力等可能会影响对儿童的教育方式、影响家庭关系等）。宏观系统是生态环境中最外层的一个系统，它是指个体所处的整个文化或亞文化中的社会组织机构或多样意识形态（如社会政策影响、法律法规、文化习俗等）。同时个体的生活历程和社会历史环境是随时间不断变化的。
布朗芬布伦纳认为个体发展是受微观、中间、外层及宏观系统之间相互作用而共同影响的。该理论提示我们，在研究影响儿童发展的因素时可以从不同水平和类型的环境效应进行思考，同样该理论对ASD等特殊儿童教育具有重要的指导作用。人的本质是社会关系的总和，处于社会生态系统之中。面向ASD等特殊儿童的人机交互技术教育应用及实践，应以儿童个体为中心，以发展儿童的社会关系及功能为出发点，综合协调家庭、社区、学校、社会环境因素，给予ASD儿童发展最全面的支持或辅助，并为其发展创建容纳、自然的学习氛围，促进各生态系统的和谐互动，形成合力，从而提高儿童的社会适应能力，帮助其融入正常社会生活。
（二）SWOT分析矩阵
SWOT分析法他称TOWS分析法、道斯矩阵）即态势分析法，20世纪80年代初由美国旧金山大学的管理学教授韦里克提出，常被应用于企业战略制定、竞争对手分析等场合。如图2所示，SWOT分析矩阵将与研究对象密切相关的各种主要内部优势（Strength）、劣势（Weakness）和外部的机会（Opportunities）和威（Threats）等，通过调查列举出来，并依照矩阵形式排列，然后用系统分析的思想，把各种因素相互匹配起来加以分析，从中得出一系列相应的结论，而结论通常带有一定的决策性。运用SWOT分析法，可以对研究对象所处的情境进行全面、系统、准确的研究，从而根据研究结果制定相应的发展战略、计划及对策等。SWOT分析具有显著的结构化和系统性的特征，已逐渐被心理学、教育学研究者所重视，广泛应用于教育应用分析。本研究试图采用SWOT分析矩阵，分析人机交互技术应用于ASD等特殊儿童教育的优势、劣势、机会及威胁等因素，并为其应用及发展提供有效的策略，最大限度地构建ASD儿童教育的和谐生态。
三、人机交互技术SWOT分析
人机交互技术（Human-ComputerInteraction，HCD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）及交互设备升级防式自然化、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。以下是从生态系统理论的角度，对人机交互技术应用于ASD等特殊儿童教育的SWOT分析。
（一）S分析：内部优势
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。對于儿童来说，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。人机交互技术领域热点技术的应用潜力已经开始展现，比如智能手机配备的GPS定位；应用于可穿戴式计算机、隐身技术、浸入式游戏等的动作识别技术；应用于虚拟现实、遥控机器人及远程医疗等的触觉交互技术；应用于呼叫路由、家庭自动化及语音拨号等场合的语音识别技术；对于有语言障碍的人士的无声语音识别；应用于广告、网站、产品目录、杂志效用测试的眼动跟踪技术；针对有语言和行动障碍人开发的“意念轮椅”；采用的基于脑电波的人机界面技术；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。
（二）W分析：内部劣势
唯物主义辩证法指出，矛盾是事物普遍联系的根本内容，一切存在的事物都由既相互对立、又相互统一的一对矛盾组合而成。技术是一把双刃剑，既有有益于人类发展的一面，同样也有自身不足的一面。现阶段来说，对于人机交互技术包括其他技术来讲，仍然无法完全取代自然人的主导作用，无法代替人所施加于受教育者的情感教育及润物无声的影响。在现实世界中人是有知觉、有感情个体的存在，并且是受社会、文化影响的社会存在。技术负荷价值的相对中性，说明人机交互等技术本身并没有明确的目的指向性与价值倾向性，因此，人机交互技术对于特殊教育来说主要是一种工具的存在，其内部优势的发挥还需要借助于教育者。
（三）O分析：外部机会
“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。VR教育应用更是不胜枚举，如在构造的VR场景中训练自闭症儿童乘坐公交车；利用VR技术进行火灾逃生安全教育培训；基于VR技术的体验式学习等等。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。
（四）T分析：外部威胁
过度依赖或不恰当的使用人机交互等信息技术会给儿童的发展造成消极影响，由此而产生外部威胁。并且未来人机交互方式应该是：人将摆脱任何形式的交互界面，输入信息的方式变得越来越简单、随意，借助于人工智能与大数据的融合，能够非常直观、全面地捕捉到人的需求，并且协助我们处理，现阶段人机交互技术还达不到上述要求。
一方面，从技术对人的健康的不利影响而言，研究表明，基于人机交互技术的科技产品等对儿童的视力、颈椎、脊柱及身体发育等有不利影响；对儿童睡眠及情绪智力的不利影响，常会引发儿童睡眠紊乱、情绪行为问题等；电磁辐射、电子屏暴露等问题对身体造成的不利影响。其次，人机交互技术一定程度上限制儿童人际交往、社会认知、情感交流的能力和水平，有研究表明，过早使用电子产品可能是引发ASD的潜在因素。由于ASD等特殊儿童存在多动、注意力不集中、自我效能感低等问题，电子产品仍难以持续维持和吸引儿童的注意力。另一方面，从人机交互技术发展而言，技术依赖性高，仍需要借助可穿戴设备（如Google Proiect Glass等）、智能交互设备（如V-BOX，Kinect等）、触控交互智能设备（如触摸屏）等，使用范围局限，仍未摆脱界面交互；信息识别困难，使用稳定性不足，情感枯乏（如Siri，Cortana，Google Now等语音识别交互对话）。未来的人机交互技术需要更加简单、直观、人性化的交互方式。另一方面，经济性和可获取性也是影响人机交互技术普及应用的影响因素。
根据SWCT分析法的应对策略，人机交互技术若有效应用于教育尤其是特殊儿童教育，并且最大程度发挥其价值，需要采取一些必要的策略，包括S-O策略、W-O策略、S-T策略及W-T策略，如下表所示。 通过以上对人机交互技术教育应用的SWOT分析可知，人机交互技术的应用对儿童的发展影响是全方位的，作为一种社会环境与工具，用于辅助干预，它对儿童的认知、社会与情感发展、语言与表达、行为习惯等领域的发展有积极的促进作用，但同时由于技术的限制及应用方式及环境的不恰当等，也有可能存在一些阻碍作用，人机交互技术的教育应用应遵循利用机会，发挥优势，弥补劣势，降低风险的原则，为儿童的学习与发展的生态系统提供技术支撑。
四、自闭症儿童教育應用实例
ASD儿童教育干预面临的首要问题是儿童与人沟通能力缺失，不适应人与人之间的交流。最新研究成果表明，自闭症儿童更易于接收电子技术设备、虚拟现实环境，通过人机交互学习进行教育干预训练是实现康复的可行新途径。人机交互技术应用策略基本思想是最大限度的发挥优势和机会，降低和避免其劣势及威胁因素，为儿童的发展构建智慧、和谐、自然的教育生态环境，同时每一个自闭症儿童具有自身的发展特点和核心缺陷特征，其教育应用应遵循发展适宜性原则且满足儿童的需求层次和发展轨迹。
（一）多模态智能化学习平台构建
基于生态学理论及SWOT分析，构建了面向特殊儿童教育的多模态智能化学习平台。该平台提供的多模态学习环境由多模态信号采集模块、物理交互界面、多模态融合、智能控制台和真实场景模拟五个基本模块组成。视觉信号处理检测儿童的注意力和表情，语音信号处理辨别儿童的声音，触摸屏幕捕捉儿童的动作，多模态信息融合模块把检测到的儿童的注意力、表情、声音和手势动作信号融合产生儿童的学习状态，然后反馈给智能控制台，智能控制台根据设计的学习活动内容产生儿童与虚拟动画人物之间基于游戏的互动，真实场景模拟根据多模态信息融合模块与智能控制台发出的指令显示不同的虚拟场景和输出声音，系统架构如下页图3所示。儿童通过前端模块（多模态信号采集及物理交互界面）直接与学习环境互动。后端模块（多模态融合、智能控制台及真实场景模拟）根据儿童的学习状态产生相应的互动学习活动。学习环境模拟真实世界，儿童可以通过说、看、指和触摸来表达对事物的兴趣，针对儿童在认知理解、情绪管理、精细动作、视觉运用、分类概念及社交技巧等方面发展进行全面的评估和干预。
（二）人机交互学习活动设计与实现
基于《3～6岁儿童学习与发展指南》《儿童自闭症诊疗康复指南》以及儿童发展领域的心理机能理论，提出以ASD儿童社会互动能力为核心的学习活动创建的理论与技术方法体系，并且设计包括认知理解、社交技巧、精细动作、情绪管理、视觉运用及分类概念等六大类200多项学习活动（如图4所示），学习内容涵盖语言、健康、社会、科学、艺术等五大领域，以符合儿童认知特点的卡通形象、游戏化形式实现了具备可选择、可控制、可编辑、可评价、模拟会谈、自动反馈、学习指导、情境再现等特性的人机交互学习活动。通过周期性学习与训练，逐步提高自闭症儿童社会适应能力，完成预定学习目标。
（三）实践应用
面向特殊儿童教育的多模态智能化学习平台目前已在北京、武汉等地特殊教育机构使用，并且得到很多积极的反馈。该平台以人机交互技术为支撑，集幼儿白板教学工具、教学资源、教学管理于一体，利用云服务平台、丰富的数字资源库，构建完整的教学环境，实现家校同步学习；突出教学设计和组织的作用，适应个性化需求；以特殊儿童个性化学习需求为核心，科学设计针对性的学习目标和训练计划，建立多模态人机交互学习活动（如图5所示）。实践表明，通过阶段性训练与效果评估的反复迭代，该系统能够帮助特殊儿童稳步实现预定学习目标，并全面提高功能发展与行为表现能力。同时，应注意的是平台作为辅助学习工具，其使用应结合ASD儿童自身的发展水平和特点，教师或家长应从中选择合适的活动给予儿童个性化支持，并且科学安排使用时间，注意习得技能在日常生活中的迁移与泛化。
五、建议及总结
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。人机交互技术的未来教育应用应继续发挥优势，把握机会，以生态系统理论为基础，以儿童为中心，以情感驱动为主要策略，统筹兼顾家庭、学校、社会等环境因素，协同互助，使得教育回归生活；构建全方位感知的学习情境，为儿童、家长、老师提供持续不断的支持；建立并完善使用规范，不断创新，提升服务质量，为特殊儿童成长创建自然、和谐、健康的教育生态。
（一）以人为本，统筹兼顾
教育的生态环境，是以教育为中心，对教育的产生、存在和发展起着制约和调控作用的多元环境系统。人是教育活动的主体和客体，人的进步、社会的发展与教育的发展密切相关，教育的发展离不开教育的生态环境，彼此间协同进化。人机交互技术拥有技术的具身性优势，根据学习者的知觉特征及心理发展阶段，以人为本，统筹各方面外在影响因素（家庭、社区、学校、社会等），构建具身的学习环境，激发学习兴趣，充分发挥学习者自身的主观能动性，加深对知识和技能的理解、习得、泛化。以人为本强调技术的使用，要符合特殊儿童教育需求及个体的差异性特点；以人为本要求技术的使用应以提高儿童的学习体验及学习成效为基础，使交互方式更加自然、亲切、友好；以人为本不是忽略环境因素的影响，而是要统筹各方面因素为儿童服务，为他们提供更多机会与支持。未来人机交互技术将以用户为中心，即设备应能够时亥撼知用户需求的本质来源，分析用户行为动机，并随之快速做出合理的反应。同时，人机交互技术作为辅助技术或工具，应结合其他科学干预及指导方法，科学、合理运用，才能发挥其最大价值。 （二）全方位的感知，情感驱动
人机交互技术区别于传统技术的最大特点是能够获取多模态信息，提供更加自然的交互方式。但目前许多交互设备还停留在单—模态识别人的特征（如人脸识别、指纹识别等）并进行机械回应的初级阶段。未来人机交互方式的发展方向直是人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式。未来人初交互设备应能全方面地感知用户需求，甚至预知其潜在需求。全方位的感知，不仅是指感知人自身的各种直觉和生理信号，更包括周围环境的—切。试想当我们进入—个环境，周围的智能产品就会感知到，并能快速解决你的需求，或者提供解决需求的途径。例如目前的智能家居产品，在你觉得冷或者热的时候，温控设备能立马调节舒；适的室温；智能驾驶技术，当你疲劳时，车辆会智能识别驾驶人当前的状态，并自动调节至自动驾驶状态，并提醒司机休息等等。同样，人机交互技术的全方位感知，将能够为自闭症、语言障碍、听障、视障儿等有特殊需要的群体提供更多的支持，采取补偿性教学策略，让他们能够自由、平等的学习、生活。
人机交互技术的最高层次应用是各种交互方式的深度融合，智能设备能够更加自然的与人类反应（如思维、动作、情感、个人偏好等）同步，能够实现与人情感层面的交流与互动，能够实时的进行信息传递、处理、加工、使用等。人是情感与社会的存在，情感驱动是未来交互技术发展的重要方向，技术的具身性使得教育回归现实生活，大数据、人工智能、云计算等技术则是智能交互技术发展的支撑平台。
（三）持续不断的创新与支持，完善服务体系
目前，人机交互技术的教育应用给教师、学生提供了更好、更具特色的服務。对于特殊儿童教育来说，人机交互技术为他们提供了更多接受教育的机会和可能，多点触控、自然交互设备、虚拟现实及增强现实等现代交互技术扩展了人机交互的应用范围及方式，实现了对现实生活世界的“再造”，为儿童创设—种沉浸感强、安全性高、交互性强、游戏武的学习情境，拓展了儿童的知觉范围，而儿童正是用拓展了的知觉在虚实统合的环境中有所体验，进而获得对知识和技能的理解与感悟，并能够将习得的经验与技能泛化到现实生活中。因此，为了满足ASD等更多有特殊需要的儿童的教育需求，人机交互技术需要不断的创新，克服自身的缺陷与不足，以用户为中心，提供更加丰富的学习内容及多样化的交互方式。同时，完善人机交互技术服务体系，提供持续性的训练课程予家长、教师，确保他们作为学习指导者能熟练掌握技术的使用，给予他们持续不断的服务与支持，解除后顾之忧。
（四）建立使用规范，正确引导，合理运用
人机交互技术对于教育尤其是特殊教育的促进及支持作用是毋庸置疑的，现阶段需要关注的主要问题是如何促使人机交互技术与教育的深度融合，用好人机交互技术这把“利剑”，更好的发挥其教育价值，促使教育更美好。为有效保障人机交互技术的发展与应用，首先，需要完善人机交互技术的使用规范，明确使用原则，制定科学实施方案、应用范式及配套的学习资源；其次，人机交互技术并不是对传统教育干预方法的取代，而是作为辅助工具或方法的必要补充，应当将其与传统的干预方法相结合，发挥其最大优势；最后，要降低技术的依赖性，提高设备的可获取性，并且提高教师、家长的信息技术应用能力，使得更多的学校、家庭等能够使用并且受益，促进儿童的健康成长。同时，还需要明确，人机交互技术无法取代教师、父母在教育中的主导地位，老师、家长的鼓励与互动、言传身教在教育生态环境下发挥着举足轻重的作用。