“AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）+直播”技術(shù)在情境教學(xué)中的運(yùn)用研究

謝周浦

[摘要]“直播+教學(xué)”的新模式，為教學(xué)改革提供了無(wú)窮可能，與此同時(shí)，AR技術(shù)的成熟，讓“AR+直播”教學(xué)，成為學(xué)界和業(yè)界討論的熱點(diǎn)。因?yàn)榧夹g(shù)革新往往會(huì)創(chuàng)造出新的教學(xué)情境，而新的教學(xué)情境會(huì)催生新的教學(xué)方式，而新的教學(xué)方式又需要我們開(kāi)發(fā)更優(yōu)秀的技術(shù)。所以，技術(shù)特點(diǎn)、教育理念和教學(xué)方式三者之間，形成相互影響和彼此重塑的關(guān)系。由AR技術(shù)三個(gè)指標(biāo)“泛在性”、“沉浸感”和“多用戶(hù)”，可以提出教學(xué)過(guò)程中的三種情境模式：移動(dòng)情境中的AR直播教學(xué)、虛擬環(huán)境中的AR直播教學(xué)和游戲體驗(yàn)中的AR直播教學(xué)。在新技術(shù)催生下的三種教學(xué)模式里，運(yùn)用于《劇本創(chuàng)作》實(shí)踐課的教學(xué)方法，將徹底改變我們傳統(tǒng)意識(shí)里對(duì)課堂和教學(xué)的認(rèn)知。

[關(guān)鍵詞]VR直播 情境認(rèn)知學(xué)習(xí) 移動(dòng)學(xué)習(xí) 游戲體驗(yàn)學(xué)習(xí)

一、“AR+直播”教學(xué)模式

2016年被稱(chēng)為中國(guó)網(wǎng)絡(luò)直播元年，同年，“直播+教育”的概念也被提及?！爸辈?教育模式已經(jīng)在諸多教學(xué)理論和實(shí)踐中，證明了其優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)教育模式相比，它打破了空間上的局限性，而與“慕課”的錄課模式相比，又有更強(qiáng)的互動(dòng)性。此外，因?yàn)橹辈r(shí)信息傳播的渠道是互聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)槠涮摂M空間的本質(zhì)，在編碼過(guò)程中，具有更高的自由度。在各種編碼方式中，探討如何將直播與日益民用化的AR技術(shù)相結(jié)合，共同運(yùn)用于教學(xué)，成為一個(gè)重要的方向。

所謂AR，是指在我們直接或間接感受到的真實(shí)物理世界中，加入由電腦生成的可感知信息，比如聲音、視頻、圖像或GPS數(shù)據(jù)，AR技術(shù)能夠增強(qiáng)我們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知。目前，實(shí)現(xiàn)AR技術(shù)的硬件設(shè)備分為桌面式、頭戴式和手持式三種，其核心組件是處理器、顯示器、感應(yīng)器和輸入裝置，而現(xiàn)代智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)計(jì)算終端普遍包含攝像頭以及加速度感應(yīng)器、GPS、固態(tài)羅盤(pán)等微型感應(yīng)設(shè)備，這使得它們能夠?yàn)锳R技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供最適合的平臺(tái)。近幾年來(lái)，AR技術(shù)呈現(xiàn)出明顯的微型化和民用化趨勢(shì)：2013年，谷歌宣布對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡進(jìn)行公開(kāi)測(cè)試。2015年，微軟發(fā)布HoloLens頭戴式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，它能夠通過(guò)各種傳感器和處理單元，將高解析度的全息圖像與真實(shí)世界相混合。2017年，蘋(píng)果發(fā)布新的移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)i0S n，其搭載的“ARKit”應(yīng)用程序交互系統(tǒng)，允許第三方開(kāi)發(fā)者調(diào)用手機(jī)攝像頭、CPU、GPU以及運(yùn)動(dòng)傳感器進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。將AR技術(shù)運(yùn)用到手機(jī)直播領(lǐng)域的物質(zhì)基礎(chǔ)，已經(jīng)趨于完備。

二、“AR+直播”運(yùn)用于教學(xué)的三種情境模式

情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，真實(shí)的活動(dòng)和情景是知識(shí)的來(lái)源，情境是一切認(rèn)知活動(dòng)的基礎(chǔ)，認(rèn)知過(guò)程的本質(zhì)是由情境決定的。而且，人們要真正理解知識(shí)的內(nèi)涵，并靈活、正確地應(yīng)用，必須在豐富的情境中才能得以實(shí)現(xiàn)。因此，我們從AR直播的學(xué)習(xí)情境入手，進(jìn)而研究與情境對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法。

基于AR的技術(shù)特點(diǎn)，有人提出了由“泛在性”、“沉浸感”和“多用戶(hù)”三個(gè)指標(biāo)組成的三維框架，該指標(biāo)為AR產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，用于調(diào)整其性能。同樣，我們?cè)诮逃?lèi)AR系統(tǒng)的使用中，分別根據(jù)這三個(gè)指標(biāo)，制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境：第一種是在移動(dòng)情境中的AR直播教學(xué)，對(duì)應(yīng)AR技術(shù)特點(diǎn)的“泛在性”；第二種是在模擬環(huán)境中的AR直播教學(xué)，對(duì)應(yīng)‘沉浸感”；第三種是在游戲體驗(yàn)中進(jìn)行AR直播教學(xué)，對(duì)應(yīng)“多用戶(hù)”。

三、移動(dòng)情境中的AR直播教學(xué)

AR技術(shù)使用者可以把手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)某一方位，通過(guò)衛(wèi)星定位和傳感技術(shù)就可獲得當(dāng)前位置信息，以及所處周?chē)h(huán)境的各種信息，并為它們呈現(xiàn)與情境相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動(dòng)。此技術(shù)支持教師處于電影的實(shí)拍外景地中，使學(xué)生對(duì)劇本中場(chǎng)景的概念有更深刻的理解，同時(shí)借助AR技術(shù)，將影片的對(duì)應(yīng)視頻片段以及全息課件投射在每個(gè)學(xué)生手中的終端設(shè)備上。比如在講解電影《臥虎藏龍》中最為人稱(chēng)道的竹林決戰(zhàn)戲劇本創(chuàng)作時(shí)，能夠通過(guò)實(shí)時(shí)直播讓學(xué)生明白，劇本是如何利用蒙太奇來(lái)重置現(xiàn)實(shí)世界中的空間關(guān)系。通過(guò)AR提供的全息影像畫(huà)面與攝像頭實(shí)景拍攝的真實(shí)畫(huà)面進(jìn)行對(duì)比，可以讓學(xué)生更加直觀地感受到場(chǎng)景的敘事作用，更深刻地理解場(chǎng)景如何在潛意識(shí)里影響觀眾的情緒。比如《能召回前世的布米叔叔》將死亡的場(chǎng)景安排在洞穴內(nèi)，而洞穴是子宮的隱喻，完成了生死輪回的文學(xué)性表述。若非身臨其境地進(jìn)入場(chǎng)景中，很難把握到編劇的這層意圖。

更深入一步的話，這套AR直播系統(tǒng)可以通過(guò)3D建模，在虛擬空間中創(chuàng)造出用于表演的虛擬人物，然后再通過(guò)物理引擎的開(kāi)發(fā)，讓他們做出符合現(xiàn)實(shí)世界力學(xué)規(guī)則的動(dòng)作。Vienna理工大學(xué)研究人員曾經(jīng)展示過(guò)AR技術(shù)在力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，他們利用一個(gè)為電腦游戲所開(kāi)發(fā)的物理引擎，來(lái)實(shí)時(shí)模擬力學(xué)領(lǐng)域的物理實(shí)驗(yàn)。這套系統(tǒng)在技術(shù)上是可實(shí)現(xiàn)的。具體到《劇本創(chuàng)作》實(shí)踐課的使用場(chǎng)景中，教師可以事先對(duì)虛擬人物進(jìn)行編程，讓他們?cè)谡鎸?shí)空間中進(jìn)行表演，以即時(shí)演示劇本中所寫(xiě)的場(chǎng)景。在這里，真實(shí)的場(chǎng)景信息和虛擬的人物動(dòng)作，都將以直播的形式，整合發(fā)送到每個(gè)學(xué)生的手機(jī)客戶(hù)端，甚至于每個(gè)學(xué)生都可以根據(jù)自己劇本創(chuàng)作的內(nèi)容，對(duì)該場(chǎng)景進(jìn)行修正、查看和回放。

四、模擬環(huán)境中的AR直播教學(xué)

其次，在模擬環(huán)境中的AR直播學(xué)習(xí)情境中，教師可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，虛擬出某個(gè)電影中的場(chǎng)景，真實(shí)的人物與虛擬的場(chǎng)景，整合成AR信息，通過(guò)直播的方式，傳遞給實(shí)驗(yàn)室外的學(xué)生。這樣，教師就能在足不出戶(hù)的情況下，進(jìn)入到課程所涉及影片的外景地和場(chǎng)景中，甚至可以讓教師全然沉浸在某部影片的虛擬世界中，通過(guò)與這個(gè)虛擬世界的互動(dòng)，來(lái)增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和沉浸感。比如在一個(gè)模擬的沉船場(chǎng)景中，AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的喧鬧、求生的呼號(hào)、絕望鳥(niǎo)散的人群等信息，投射在屏幕上，教師在這樣的特殊環(huán)境中進(jìn)行講解，學(xué)生能更加深刻理解《坦泰尼克號(hào)》中人物的心理狀態(tài)和行為動(dòng)機(jī)，從而有效地改進(jìn)劇本在此基礎(chǔ)上，學(xué)生甚至可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行表演，他們的表演被攝像頭捕捉下來(lái)，與AR生成的場(chǎng)景環(huán)境結(jié)合，通過(guò)直播傳輸給不在場(chǎng)觀眾。通過(guò)這種方式，可以以較低的成本，模擬真實(shí)世界中不可能出現(xiàn)的場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)對(duì)科幻電影劇本場(chǎng)景的即時(shí)演示。

五、游戲體驗(yàn)中的AR直播教學(xué)

在第三種教學(xué)情境下，學(xué)生在游戲體驗(yàn)中進(jìn)行AR直播學(xué)習(xí)。這是指以任務(wù)和協(xié)同操作為導(dǎo)向，讓學(xué)生主動(dòng)參與到AR直播互動(dòng)的學(xué)習(xí)情境中來(lái)。在這種情境中，教師主要的功能是設(shè)定任務(wù)和維護(hù)規(guī)則，可以利用AR技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)世界中隱藏各種劇情線索，分成不同小組的學(xué)生，需要通過(guò)手機(jī)攝像頭，在真實(shí)世界中掃描線索，并判斷劇情的走向，從而更加深刻地理解劇作中的情節(jié)和故事線。在講解《奪寶奇兵》劇本時(shí)，可以讓學(xué)生分成若干小組，在真實(shí)世界中去尋找AR線索，這些線索將指引他們做出某些行為，或做出某些選擇，從而推動(dòng)情節(jié)進(jìn)入到下一個(gè)階段，最先走完所有劇情的小組，會(huì)獲得最終勝利。整個(gè)過(guò)程中，教師通過(guò)直播平臺(tái)與各小組溝通交流。這個(gè)互動(dòng)游戲，實(shí)際上模擬的是幾乎所有好萊塢商業(yè)片都遵循的劇作原則——簡(jiǎn)單而強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)，通過(guò)促使主角的行動(dòng)，來(lái)為整個(gè)劇作的情節(jié)進(jìn)展提供動(dòng)力。在互動(dòng)游戲中，通過(guò)直播與AR結(jié)合的方式，最大程度上模擬具體影片的世界觀和價(jià)值觀，并讓每個(gè)參與者都身臨其境，成為劇本中的人物。他們?cè)谔囟ㄒ?guī)則下的互動(dòng)，將決定最終故事的走向，在這樣深度沉浸的體驗(yàn)之后，再經(jīng)過(guò)理性的思考和沉淀，他們將對(duì)整個(gè)劇本的結(jié)構(gòu)和情節(jié)推動(dòng)力，甚至對(duì)人物行為和心理特征，有更感同身受的認(rèn)知。