基于OCR技術與交互設計方式的未來教育產品研發

黃惠慧 林欣

摘 ?要：隨著智能化的快速發展和廣泛應用，未來教育產品將變得越來越智能化與人性化。本文通過對基于OCR技術與交互設計方式的智能掃描筆握進行闡述，分析智能技術在未來教育產品中的應用。為打造兼具實用性與美感，更加注重情感化和智能化的未來教育產品提供思路。

關鍵詞：OCR技術;交互設計;教育產品;智能掃描筆握

1 研究背景

1.1 智慧教育發展趨勢概述

隨著新一代互聯網和人工智能的快速形成和發展，產業結構、經濟增長的主要驅動力以及社會分工的體系都在此過程中發生革命性的巨大變化，傳統教育體系已經跟不上時代的潮流，要轉型，則必然會對人工智能教育的快速發展和廣泛應用提出一系列新的技術挑戰和要求。如何充分利用新一代人工智能技術，讓教育變得更有智慧，提高現代教育水平，成為一個亟待解決的重大時代命題。

1.2學生錯誤的握筆姿勢成為社會現象

近30年來，全國所有的學校無一例外地存在著學生握筆的姿勢錯誤這一現象，特別是近年來，情況越來越嚴重。例如，大學生錯誤率高達95%。它已經成為一種常見的社會現象。

1.3學生學習時間成本過大，學習興趣減少

美國紐約大學經濟教授馬歇爾在《經濟學原理》書中首次提出了對消費者的剩余理論，即一個人對于某物所付的消費者價格，決不一定會遠遠超過而且也很少有可能達到他寧愿為此物支付而且也不愿得不到此物的消費者價格。知識是無價的，不存在價格問題，學生在抄寫和整理筆記的過程中的機會成本主表現為時間成本。將價格換算成時間成本，在保證學生能夠充分利用時間對知識付出的貢獻和評價不變的時間管理條件下，降低了時間的成本會大大增加了學生額外的時間消費和剩余，提高了學生對于學習的興趣和黏性，同時吸引更多的學生去學習。可見時間成本是制約學生獲取知識的關鍵因素。

2 研究現狀及發展動態

2.1 未來教育的產品研究方向

基于對近十年多以來關于人工智能教育建設與應用的相關學術文獻的研究與分析，在此對人工智能教育的應用建設與研究的主要特征總結如下：①研究的人員大多主要集中在大專學校、企業及其它高等教育機構中;②研究的對象結構較側重對人工智能企業的案例，而對人工智能教育領域的典型成功案例的關注不夠;③我國教育人工智能研究主要集中于技術研究領域、模式研究領域和教育教學實踐研究領域;④教育研究領域形成了包括人工智能深度學習、智慧家庭深度教育、情感計算、教育應用大數據等一系列的研究領域主題。

2.2 OCR技術的發展

OCR技術是指一種電子設備通過檢查紙上已經打印的光學字符，通過計算機檢測暗、亮的計算機模式符號來確定其整體形狀，然后用字符識別的文字翻譯方法將其中的形狀翻譯成其他的計算機模式是生成文字的一個重要過程。隨著這項識別技術的日趨成熟，識別漢字的軟件已經完全進入了基于人工智能的階段，它不僅實現了能自動識別黑白灰度和印刷體的漢字，還能自動識別黑白灰度和彩色黑白印刷體的漢字，識別的正確率已經能夠很好的達到99%，對于大批量的黑白印刷文字可以通過電子郵件和文檔的方向進行輸入，對于小批量的手寫體的識別率也達到70%以上。

2.3 交互設計的現狀

如今，我們的日常生活已經與互聯網密不可分，網絡改變著整個人類的自然生存和社會發展的方式。用戶交互體驗的研究在互聯網時代中有發揮著重要作用，在這個前所未有的信息時代中，好設計的定義不再是功能至上、技術至上，而是更加的關注于用戶本身，本著以人為本的產品設計精神，以用戶為核心去做設計。換言之，這就是要求我們的設計師能夠設計創造出更加的注重用戶情感化、智能化和更加人性化的交互產品。

3 項目描述分析

3.1 智能掃描筆握簡介

智能掃描筆握是一款整合OCR技術和交互設計的方法，針對未來教育的新型產品。它是以三指握筆的方式糾正用戶的寫字握筆姿勢。其內置紅外鏡頭，運用OCR技術智能掃描識別文字，可以把用戶標注重點的詞句，通過藍牙連接手機app，將所需資料上傳到APP，形成個人的思維導圖，方便學生整理和記憶所需知識點。

3.2 智能掃描筆握的用戶需求

智能掃描筆握的研發成果服務于廣大消費者，基于人工智能互聯網技術與基于用戶體驗的交互設計，對于人工智能的教育產業應用已經做進一步深層探究并提出了相應的產業發展戰略建議，以至于更好地充分發揮了人工智能技術在教育應用的效果。如果能大規模投入市場并應用，這更是促進教育產品這一范疇里更多智能周邊產品的多元化發展，這將為教育產品市場帶來新面貌。

3.3 智能掃描筆握創新點和特色

3.3.1 技術層面

1）OCR技術作為本項產品核心技術。打開產品開關，利用先進的OCR字符識別技術通過計算機內置微型紅外攝像頭檢查紙上計算機打印的每一個字符，通過利用計算機傳感器檢測暗、亮的兩種字符識別的模式，首先確定其字符的大小和其形狀，然后用字符識別的工具和方法將其大小和字符的形狀翻譯成紙上用于識別計算機的文字。

2）充分利用與人工智能相關的技術（如人工神經網絡、學習模式計算等）。利用人工智能相關技術對OCR技術識別轉換的文字進行深入智能的分析檢查，降低OCR技術的誤識率，加快識別速度，加大產品穩定性。

3）通過藍牙傳輸實現信息交換。產品通過藍牙傳輸，把識別轉換的計算機文字傳送到手機APP上進行信息交換，實現物聯生活。

4）制作思維導圖APP形成人機交互。思維導圖APP的設計比較靈活，可以將掃描識別后的文字進行自動生成思維導圖，并且分支可以隨意拉動，便于用戶在再次使用時，對筆記進行邏輯性的調整。增加了用戶界面的友好性和產品的易用性

5）筆握采用典型三指握筆形式。三指握筆形式，有助于用戶更容易掌握正確的書寫姿勢，同時可以糾正用戶錯誤的握筆姿勢。

3.3.2 設計層面

1）注重情感化、智能化和人性化。對產品外觀和人機交互方式的研究，讓產品在具有實用性的同時兼具美感和情感，更符合用戶的審美和情感體驗的要求。

2）符合人機工程學。注重考慮人類工效學，使人、機、環境達到最合理的匹配，保障人們舒適、高效的工作和生活。

3）良好的用戶體驗。產品能與周圍的人之間產生信息交流，產生良好的互動，給用戶帶來了情感和行為上的體驗。產品采用了符合工業設計視覺和審美設計原理的人性化用戶界面，讓此產品不僅有扎實的理論知識作為數據支撐，還不乏優良的用戶體驗。

4）利用二次設計原理。運用二次設計的方法讓產品在市場差異化中尋找到設計的意義，產品以配件的形式作為一款筆握產品，選擇適合通用的材質，適用于多款筆型，面向范圍更廣的客戶群體。

4 總結

在新的移動互聯網高速發展的時代背景下，教育的產品設計不能僅僅簡單地局限于對實體教育產品的設計，需要將高科技信息技術更好地融入其中。整合OCR技術與交互設計方式，推進未來教育產品的創新設計則有重大意義。以智能掃描筆握為例的智能教育產品所表達設計情感的方式越來越多樣化，在交互形式上的創新也讓使用者和產品的配合度越來越高。面對目前的教育類產品存在的問題，教育產品理應做到：以用戶體驗為核心，針對人們對于產品與服務的需求與反應，創造出更智慧、更有趣、更富有情感的設計。